Quantitative analysis of rRNA foding triggered by specific molecular crowding in nucleolus

核仁中特定分子拥挤引发的 rRNA 合成的定量分析

基本信息

批准号：
19F19337
负责人：
杉本直己
金额：
$ 1.41万
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：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-11-08 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19337/
关键词：
DNA二重鎖構造安定性熱力学分子クラウディング安定性予測

项目摘要

本研究では細胞核内に存在する核小体で起こるリボソームRNA(rRNA)の形成における分子環境の効果を定量的に解析することを目的とする。そのために、2021年度はRNAポリメラーゼ反応に及ぼす溶液環境の影響に関する研究を中心に行った。その結果、T7RNAポリメラーゼによるRNAの重合が溶液中の誘電率などの化学環境の変化によって、誤った基質を取り込み、変異が生じ易くなることを明らかにした。さらに、一度変異が生じると、基質の取り込みミスが次々と生じる現象も見出した。これらの結果は、溶液環境によってRNA-RNA二重鎖形成の安定性が変化することがRNAポリメラーゼの活性に大きく影響を及ぼすことを示している（Sci. Rep., 12, 1149（2022））。一方で、新型コロナウイルスの影響で2021年度は学会発表を行うことができなかった。一方で、2箇年の本研究期間によって、DNA-DNA、RNA/DNAハイブリッド、および RNA-RNA二重鎖の安定性予測を決定することができたことは特筆すべき実績である。その業績が認められ、特別研究員のGhosh博士は学会誌の執筆の招待を受け、単著で総説を発表した（日本核酸化学会誌 , 5, 8-13（2021））。さらに、これらの予測法を拡張して細胞内で活用できるようにするため、分子クラウディング環境の影響を一般化した新規予測法の開発も行った。これらの予測法はrRNAへの転写反応の鋳型配列依存的な転写速度を予測するのに不可欠であり、今後のrRNAの転写及びフォールディングの研究の進展が期待できる。

这项研究旨在定量分析分子环境对细胞核中存在的核酸中发生的核糖体RNA（rRNA）形成的影响。为此，在2021年，我们专注于研究溶液环境对RNA聚合酶反应的影响。结果，据揭示了T7 RNA聚合酶对RNA的聚合可能导致底物不准确，因为化学环境的变化（例如溶液中的介电常数），导致底物不正确，并发生突变。此外，我们还发现了一种现象，一旦发生突变，底物掺入误差就会发生。这些结果表明，通过溶液环境改变RNA-RNA双链形成的稳定性对RNA聚合酶的活性有显着影响（Sci。Prep。，12，1149（2022））。另一方面，由于新的冠状病毒的影响，在2021年不可能进行会议演讲。另一方面，这是一个了不起的成就，即两年的研究期使我们能够确定DNA-DNA，RNA/DNA杂种和RNA-RNA Duplexes的稳定性预测。为了表彰他的成就，特别研究员Ghosh博士应邀撰写《学术期刊》杂志，并在一本独奏书中发表了一份评论（日本核酸科学学会杂志，5，8-13（2021））。此外，为了扩展这些预测方法并使它们在细胞中有用，我们还开发了一种新的预测方法，该方法概括了分子云环境的影响。这些预测方法对于预测对rRNA转录反应的模板序列依赖性转录速率至关重要，并且预计对RRNA转录和折叠的未来研究。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Prediction method for DNA duplex stability in molecular crowding conditions

分子拥挤条件下DNA双链体稳定性的预测方法

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Ghosh;S. Takahashi;T. Ohyama;T. Endoh;H. Kateishi-Karimata;N. Sugimoto
通讯作者：
N. Sugimoto

Stability prediction of DNA duplexes available under diverse molecular crowding conditions

不同分子拥挤条件下 DNA 双链体的稳定性预测

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
GHOSH Saptarshi;高橋俊太郎;大山達也;遠藤玉樹;建石寿枝;杉本直己
通讯作者：
杉本直己

Nearest-neighbor parameters for predicting DNA duplex stability in diverse molecular crowding conditions

DOI：
10.1073/pnas.1920886117
发表时间：
2020-06-23
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Ghosh, Saptarshi;Takahashi, Shuntaro;Sugimoto, Naoki
通讯作者：
Sugimoto, Naoki

Prediction pramaters for DNA duplex stability under crowding conditions -DNA stability prediction

拥挤条件下 DNA 双链体稳定性的预测模型 -DNA 稳定性预测

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
日本核酸化学会誌
影响因子：
0
作者：
S. Takahashi;S. Matsumoto;P. Chilka;S. Ghosh;H. Okura;and N. Sugimoto;S. Ghosh
通讯作者：
S. Ghosh

Preferential targeting cancer-related i-motif DNAs by the plant flavonol fisetin for theranostics applications

植物黄酮醇非瑟酮优先靶向癌症相关 i-motif DNA，用于治疗诊断学应用

DOI：
10.1038/s41598-020-59343-2
发表时间：
2020
期刊：
Scientific Reports
影响因子：
4.6
作者：
Takahashi Shuntaro;Bhattacharjee Snehasish;Ghosh Saptarshi;Sugimoto Naoki;Bhowmik Sudipta
通讯作者：
Bhowmik Sudipta