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遺伝子発現の時空間制御を志向した光応答性人工核酸の創製研究

Research Project

Project/Area Number 10J03275
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemical pharmacy
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

森廣 邦彦  大阪大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords核酸化学 / 人工核酸 / 外部刺激 / スイッチ / オリゴヌクレオチド / 光応答性 / BNA / 遺伝子発現制御
Research Abstract

採用最終年度の平成24年度は、これまでに引き続き核酸糖部と塩基部の化学修飾による核酸のスイッチ化を中心に研究を進めた。まずセレン原子の酸化還元特性に着目し、セレノメチレン架橋型人工核酸(SeLNA)の合成と機能性評価を行った。SeLNAは酸化剤(過酸化水素、mCPBA等)によってセレノキシド型(SeOLNA)に効率よく変換され、続く還元剤(DTT、グルタチオン等)処理によって再びSeLNAへと戻すことが可能であった。この構造変換は繰り返し可能であり、SeLNAが優れた酸化還元応答性を有していることが明らかとなった。続いて2つの人工核酸の二重鎖形成能を融解温度(Tm値)測定によって評価した結果、SeLNAはSeOLNAを大きく上回るTm値を示し、核酸スイッチとしての可能性が見出された。最後にこの二重鎖形成能の差を利用し、周囲の酸化還元環境の変化を蛍光強度の変化によってセンシング可能なモレキュラービーコン型核酸スイッチの開発に成功した。
核酸塩基部のスイッチ化については、昨年度開発に成功した2-メルカプトベンズイミダゾール誘導体のさらなる機能性評価を行った。まず光刺激による鎖交換反応を蛍光基と消光基を利用したFRETによって評価した結果、効率よく二重鎖の組み替えが進行していることが明らかとなった。またこの機能性の発揮は配列や標的(DNAもしくはRNA)に依存しないことも確認した。さらに現在は光鎖交換反応が細胞内においても進行し得ることを確かめるため、アポトーシス関連タンパク質であるBadとBc1-xLのrnRNAを標的としたin vitro試験を検討中である。その際には架橋型人工核酸2',4'-BNA修飾やリン酸ジエステル部のホスホロチオエート化を組み合わせ、標的mRNAとの結合親和性や核酸分解酵素に対する耐性能を高める工夫を施している。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Selenomethylene Locked Nucleic Acid Enables Reversible Hybridization in Response to Redox Changes2013

    • Author(s)
      Kunihiko Morihiro
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 52 Issue: 19 Pages: 5074-5078

    • DOI

      10.1002/anie.201300555

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Selenomethylene-locked Nucleic Acid (SeLNA)-modified Oligonucleotides by Polymerases2012

    • Author(s)
      Megan Wheeler
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 48 Issue: 89 Pages: 11020-11022

    • DOI

      10.1039/c2cc36464f

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Benzylidene Acetal Type Bridged Nucleic Acids : Changes in Properties Upon Cleavage of the Bridge Triggered by External Stimuli2011

    • Author(s)
      Morihiro, K.Kodama, T.Obika, S
    • Journal Title

      Chemistry a European Journal

      Volume: 17 Pages: 7918-7926

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] セレノメチレン架橋型人工核酸の開発と酸化還元スイッチへの応用2013

    • Author(s)
      森廣邦彦
    • Organizer
      日本薬学会 第133年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2013-03-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Light-triggered strand-displacement reaction using recognition-base-changeable nucleic acids2012

    • Author(s)
      Kunihiko Morihiro
    • Organizer
      The 39th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2012-11-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 光刺激により認識塩基がグアニンからアデニンに変化するシン配向型人工核酸の開発2012

    • Author(s)
      森廣邦彦
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第7回年会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      2012-06-09
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 光刺激により認識塩基が塩化するシン配向型非天然核酸塩基の開発2012

    • Author(s)
      森廣邦彦、兒玉哲也、小比賀聡
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Evaluation of External Stimuli-responsive Bridged Nucleic Acids2011

    • Author(s)
      森廣邦彦、兒玉哲也、小比賀聡
    • Organizer
      The 38^<th> International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • Place of Presentation
      北海道大学クラーク会館(北海道)
    • Year and Date
      2011-09-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and Properties of Exteinal Stimulus-Responsive Nucleic Acids Bearing Labile Bridged Structures2010

    • Author(s)
      森廣邦彦、兒玉哲也、小比賀聡
    • Organizer
      XIX International Roundtable on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids
    • Place of Presentation
      University Claude Bernard Lyon 1(France)
    • Year and Date
      2010-09-01
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Benzylidene Acetal Type Bridged Nucleic Acids toward the Spatiotemporal Control of Gene Expression2010

    • Author(s)
      森廣邦彦、兒玉哲也、小比賀聡
    • Organizer
      The 5^<th> Seoul-Kyoto-Osaka Joint Symposium on Pharmaceutical Sciences for Young Scientists
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-05-20
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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