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PNA/DNAグアニン四重鎖形成および蛍光性クリック反応の拡張と応用

Research Project

Project/Area Number 11J07372
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

石塚 匠  独立行政法人理化学研究所, 核酸合成生物学研究チーム, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Declined (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsクリック化学 / 人工塩基対 / 転写 / T7 RNAポリメラーゼ / 蛍光性クリック反応 / アジド置換クマリン / 部位特異的ラベリング / tRNA
Research Abstract

本研究の目的は、生体内の遺伝子レベルでの制御機構を化学的手法により、解明することである。そのひとつとして申請した研究は、PNAの特長を利用した二本鎖DNA中の標的配列の両鎖を同時に認識する新規認識系の構築に関する研究である。標的配列としては二本鎖DNA中のガン関連遺伝子のプロモーター部位とし、その配列を高効率的に認識することを遂行した。この部位に対して、設計されたPNAを用い、標的配列中のDNAとの分子間でグアニン四重鎖構造を形成させ、その部位を位置選択的に認識することを目標とした。実際の検討では、設計通りに高効率的な認識を1種類の単純な8量体のPNAで実現した。さらに本認識手法とCe(IV)/EDTA錯体の加水分解能を併用することでプロモーター部位のみに対して二本鎖切断を導入することにも成功した。このテーマに関しての論文はAngew. Chm, Int. Ed.に掲載された。
また、蛍光性クリック反応の拡張と応用のテーマに関しては、前回の報告書にあるように標的を『グアニン四重鎖構造を認識する小分子』から『tRNA』と変更し検討していた。生体分子を標的とすることで、以前の標的よりもその後の発展が格段にあがるものとなっている。具体的には、当研究室で開発された第3番目の塩基対であるDs-Pa人工塩基対システムを応用し、その核酸塩基中に蛍光性クリック反応が達成できるような部位を化学的に導入し、その拡張を遂行した。具体的には、まず人工塩基Paの塩基対形成に影響がない部分にエチニル基を有機合成により調製し、さらにその基質を用いたin vitro転写反応を介し、簡便に長鎖RNAを生成させ、それに続く蛍光性クリック反応により、一カ所のみの位置選択的なラベリングを達成した。このテーマに関しての論文はChem. Coummn.に掲載され、Back Coverにも選出された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

二本鎖DNA中の標的配列の両鎖を同時に認識する新規認識系の構築に関する研究および蛍光性クリック反応の拡張と応用の研究いずれの研究も現時点で審査付き投稿論文に受理されているためである。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] G-rich Sequence-specific Recognition and Scission of Human Genome by PNA/DNA Hybrid G-quadruplex Formation2012

    • Author(s)
      Takumi Ishizuka, Makoto Komiyama, Yan Xu
    • Journal Title

      Angew. Chem., Int. Ed.

      Volume: Vol. 51 Issue: 29 Pages: 7198-7202

    • DOI

      10.1002/anie.201201176

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Site-specific Functionalization of RNA Molecules by an Unnatural Base Pair Transcription System via Click Chemistry2012

    • Author(s)
      Takumi Ishizuka, Michiko Kimoto, Akira Sato, Ichiro Hirao
    • Journal Title

      Chem. Coummn.

      Volume: Vol. 48 Issue: 88 Pages: 10835-10837

    • DOI

      10.1039/c2cc36293g

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Oligonucleotide Models of Telomeric DNA and RNA Form a Hybrid G-quadruplex Structure as a Potential Component of Telomeres2012

    • Author(s)
      Yan Xu, Takumi Ishizuka, Jie Yang, Kenichiro Ito, Hitoshi Katada, Makoto Komiyama, Tetsuya Hayashi
    • Journal Title

      J. Bio. Chem.

      Volume: Vol. 287 Issue: 50 Pages: 41787-41796

    • DOI

      10.1074/jbc.m112.342030

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PNA/DNA Hybrid G-Quadruplex Formation as a Novel Approach to Recognize and Cleave Guanine-Rich Sequence of Human Genome2012

    • Author(s)
      Takumi Ishizuka, Yan Xu, Makoto Komiyama
    • Organizer
      The 39th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
    • Place of Presentation
      Nagoya, Aichi, Japan
    • Year and Date
      2012-11-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 人工塩基対システムおよびクリック反応による機能性RNAの部位特異的修飾2012

    • Author(s)
      石塚匠, 木本路子, 佐藤旭, 平尾一郎
    • Organizer
      第14回日本RNA学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2012-07-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Site-Specific Labeling of RNA Molecules by an Unnatural Base Pair Transcription System Coupled with Click Chemistry2012

    • Author(s)
      Takumi Ishizuka, Michiko Kimoto, Akira Sato, Shigeyuki Yokoyama, Ichiro Hirao
    • Organizer
      Fluorescent Biomolecules and their Building Blocks-Design and Applications (FB3)
    • Place of Presentation
      Chalmers University of Technology, Goteborg, Sweden
    • Year and Date
      2012-07-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 人工塩基対システムを用いたRNAの部位特異的修飾2012

    • Author(s)
      石塚匠, 木本路子, 佐藤旭, 横山茂之, 平尾一郎
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Site-specific labeling of RNA by an unnatural base pair transcription system via click chemistry2011

    • Author(s)
      Takumi Ishizuka, Michiko Kimoto, Akira Sato, Shigeyuki Yokoyama, Ichiro Hirao
    • Organizer
      The 38th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2011-11-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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