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Development of tunable aptamers derived from natural riboswitches for making genetic control devices

开发源自天然核糖开关的可调适体，用于制造遗传控制装置

基本信息

批准号：
15F15345
负责人：
杉本直己
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Konan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-11-09 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、天然に存在する遺伝子の発現調節に関わるRNAを研究対象とし、特定の分子との相互作用に伴うRNAの構造変化や、相互作用における物理化学的なパラメータ（結合親和性、結合速度定数、解離速度定数など）を定量的に解析する。平成29年度は、以下の2つの研究課題を中心に進めた。（１）分子クラウディング環境下におけるFMNリボスイッチとFMNとの相互作用解析F. nucleatumに由来するFMNリボスイッチのアプタマードメイン（FMNアプタマー）をin vitroで転写合成し、細胞内環境を模倣した分子クラウディング環境下において、FMNとの相互作用における物理化学的なパラメータを種々の実験手法を用いて解析した。その結果、分子クラウディング環境下でのFMNアプタマーとFMNとの相互作用は、induced fitタイプの相互作用様式を示し、希薄溶液条件下での相互作用様式とは大きく異なることが示唆された。（２）細胞内におけるRNA四重鎖構造の形成と翻訳反応への影響を評価する新手法の開発mRNA上での四重鎖構造の形成が翻訳反応に及ぼす影響を評価するために、2種類のタンパク質が同一mRNAから翻訳されるレポーター遺伝子を設計した。本研究では、二次構造と四重鎖構造を競合して形成し得る癌遺伝子mRNAの5′非翻訳領域に由来する配列を用いて評価を行った。その結果、二次構造と四重鎖構造とが競合する配列の場合には、二次構造が有意に形成されることで、四重鎖構造を介した翻訳反応の抑制が現れてこない可能性が示された。

In this study, RNA was studied for the regulation of gene expression in naturally occurring molecules, and specific molecular interactions were analyzed quantitatively for the physicochemical characteristics (binding affinity, binding rate, dissociation rate) associated with RNA structural changes and interactions. Heisei 29 years ago, the following 2 research topics were advanced. (1) Molecular interaction analysis of FMN in environment F. The origin of nucleatum is the FMN Operation-Manager (FMN Operation-Manager), which can be written and synthesized in vitro, mimics the intracellular environment, and uses practical methods to analyze the physical and chemical processes involved in the interaction between FMN and the molecular environment. The results show that the interaction between FMN and FMN in molecular environment is opposite to that in induced fit environment, and the interaction between FMN and FMN in thin solution is opposite to that in large solution. (2) Evaluation of the formation of RNA quadruple lock structure in cells and the influence of reverse transcription on the formation of RNA quadruple lock structure in mRNA of new method. In this study, the origin of the 5′ non-inverted domain of oncogene mRNA was evaluated by the combination of secondary structure and quadruple structure The results show that the secondary structure and the quadruple lock structure are in coincidence with each other, and the secondary structure is intentionally formed.