Retroviral integration into topologically-interlocked DNAs to probe the role of DNA structure and screen viral inhibitors

逆转录病毒整合到拓扑连锁的 DNA 中，以探测 DNA 结构的作用并筛选病毒抑制剂

基本信息

批准号：
21K05274
负责人：
A. RAJENDRAN
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Topology-specific DNA structures, such as small loops, supercoils, knots, and catenated mini and maxicircles, occur in numerous instances in vivo. Besides their presence in vivo, synthetic molecules with interlocked units were achieved in macromolecular chemistry decades ago and are the current topic of interest in structural DNA nanotechnology. Due to the circular nature of these minicircles and interlocked DNAs, their structure and topology resemble nucleosomal DNA. Therefore, DNA minicircles with and without interlocked structures are attractive targets to probe the topological features of DNA and DNA-protein interactions. In this study, we aimed to design and prepare the DNA minicircles in free and topologically interlocked forms. These minicircles mimic nucleosomal DNA in terms of size and structure. Also, we have designed a frame-shaped DNA origami nanostructure and incorporated the topologically interlocked rotaxanes and catenanes. During our study, we noticed that these minicircles/interlocked structures and also the DNA origami frame are relatively unstable under application-specific conditions. Thus, before the investigation of the DNA-protein interactions and drug screening, it was necessary to stabilize these structures. We spent a reasonable amount of time in developing the stabilization methods for these DNA structures, and finally achieved stable substrates for the DNA-protein interactions and drug screening.

拓扑特异性 DNA 结构，例如小环、超螺旋、结以及链状小环和大环，在体内存在很多情况。除了在体内存在外，具有互锁单元的合成分子在几十年前就已在大分子化学中实现，并且是结构 DNA 纳米技术当前感兴趣的主题。由于这些小环和互锁 DNA 的环状性质，它们的结构和拓扑类似于核小体 DNA。因此，具有或不具有互锁结构的DNA小环是探测DNA和DNA-蛋白质相互作用的拓扑特征的有吸引力的目标。在这项研究中，我们的目的是设计和制备自由和拓扑互锁形式的 DNA 小环。这些小环在大小和结构上模仿核小体 DNA。此外，我们还设计了一种框架状DNA折纸纳米结构，并结合了拓扑互锁的轮烷和索烷。在我们的研究过程中，我们注意到这些小圆圈/互锁结构以及 DNA 折纸框架在特定应用条件下相对不稳定。因此，在研究DNA-蛋白质相互作用和药物筛选之前，有必要稳定这些结构。我们花费了大量的时间来开发这些 DNA 结构的稳定方法，最终获得了用于 DNA-蛋白质相互作用和药物筛选的稳定底物。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Tuning the reactivity of a substrate for SNAP-tag expands its application for recognition-driven DNA-protein conjugation

调整 SNAP 标签底物的反应性扩展了其在识别驱动的 DNA-蛋白质缀合方面的应用

DOI：
10.1002/chem.202103304
发表时间：
2021
期刊：
Chemistry-A European Journal
影响因子：
4.3
作者：
Zhengxiao Zhang;Eiji Nakata;Huyen Dinh;Masayuki Saimura;Arivazhagan Rajendran;Kazunari Matsuda;Takashi Morii
通讯作者：
Takashi Morii

Efficient ligation of nicks in DNA origami

DNA 折纸中切口的高效连接

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Rajendran;K. Krishnamurthy;E. Nakata;T. Morii
通讯作者：
T. Morii

Topologically-Interlocked Minicircles as Probes of DNA Topology and DNA-Protein Interactions

拓扑互锁小环作为 DNA 拓扑和 DNA-蛋白质相互作用的探针

DOI：
10.1002/chem.202200108
发表时间：
2022
期刊：
Chemistry-A European Journal
影响因子：
4.3
作者：
Arivazhagan Rajendran;Kirankumar Krishnamurthy;Seojeong Park;Eiji Nakata;Youngjoo Kwon;Takashi Morii
通讯作者：
Takashi Morii

Probing DNA Topology and DNA-Protein Interactions by Using Topologically-Interlocked DNA Structures

利用拓扑互锁的 DNA 结构探测 DNA 拓扑和 DNA-蛋白质相互作用