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非平衡キャピラリー電気泳動法を用いた新規人工核酸アプタマーの創製

Research Project

Project/Area Number 11J10396
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

笠原 勇矢  群馬大学, 理工学研究院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords核酸アプタマー / ランダムスクリーニング / キャピラリー電気泳動 / 架橋型核酸 / スイッチ分子 / 分子認識 / 低分子
Research Abstract

これまでにCE-SELEXによって創製したキメラ型アプタマーは、標的分子であるヒトトロンビンに対して高い親和性と優れた特異性を持っており、ピト血清中での安定性も向上していることがわかった。さらには, プライマー部位に導入した架橋型核酸を天然型に置換することで活性が大きく変化する特性を持っていた。そこで本年度では、得られた高親和性キメラ型アプタマーの予想される2次構造を元に、プライマー部位に導入した各架橋型核酸の結合親和性への寄与を検証した。プライマー部位の架橋型核酸を1残基ずつ天然型に置換した変異体を作製し標的分子に対する結合親和性を評価したところ、ステム構造の両端に位置する架橋型核酸を天然型に置換した場合に結合親和性が著しく低下することがわかった。
また、種々の標的分子に対応できる一般性の高い入工核酸アプタマーのスクリーニング・システムの構築を目指して、既存の一般的手法では創製が困難だった標的分子に対する人工核酸アプタマーの取得を検討した。異なるデザインの人工核酸ライブラリを用いて、7~8ラウンドのセレクションを行うことで活性種の濃縮を行い、標的分子に特異的に結合する配列の選定に成功した。
さらに、低分子に対してもスクリーニング可能にするため、分離条件の最適化を検討した。一般的に、標的分子が低分子の際は、非平衡キャピラリー電気泳動(NECEEM)では泳動度にほとんど変化が現れないため活性種の効率的な取得は困難だった。そこで、当研究室で既に創製された低分子結合性人工核酸アプタマーと標的分子で抗癌剤であるカンプトテシン誘導体を用いて複合体ピークをNECEEMによって分離可能かどうか検討した。その結果、測定条件を最適化することにより複合体ピークを穣認することができた。また、標的分子の濃度に依存して複合体ピークが変化することも確認でき、結合親和性を評価することができた。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2014 2013 2012 2011

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] CE-SELEX Selection of Base- and Sugar-modified DNA Aptamers : Target Binding Dominated by 2', 4'-BNA/LNA Primer2013

    • Author(s)
      Yuuya Kasahara, et al.
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 85(10) Issue: 10 Pages: 4961-4967

    • DOI

      10.1021/ac400058z

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficacy of base-modification on target binding of small molecule DNA aptamers2013

    • Author(s)
      Yuri Imaizumi, Yuuya Kasahara, et al.
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 135 Issue: 25 Pages: 9412-9419

    • DOI

      10.1021/ja4012222

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural and Affinity Analyses of G-Quadruplex DNA Aptamers for Camptothecin Derivatives2013

    • Author(s)
      Hiroto Fujita, Yuri Imaizumi, Yuuya Kasahara, et al.
    • Journal Title

      Pharmaceuticals (Basel)

      Volume: 6 Issue: 9 Pages: 1082-1093

    • DOI

      10.3390/ph6091082

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 2',4'-BNA/LNA aptamers : CE-SELEX using a DNA-based library of full-length 2'-O, 4'-C-methylene-bridged/linked bicyclic ribonucleotides2013

    • Author(s)
      Yuuya Kasahara, et al.
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      Volume: 23 Issue: 5 Pages: 1288-1292

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2012.12.093

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CE-SELEX Selection of Base and Sugar-modified DNA Aptamers : Target Binding Dominated by 2', 4'-BNA/LNA Primer2013

    • Author(s)
      Yuuya Kasahara, et al.
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: (in press)

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Artificial specific binders directly recovered from chemically modified nucleic Acid libraries2012

    • Author(s)
      Yuuya Kasahara and Masayasu Kuwahara
    • Journal Title

      Journal of Nucleic Acids

      Volume: 2012 Pages: 156482-156482

    • DOI

      10.1155/2012/156482

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 非平衡キャピラリー電気泳動法による低分子結合性人工核酸アプタマーの相互作用測定2014

    • Author(s)
      笠原勇矢ら
    • Organizer
      日本化学会第94回春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
    • Year and Date
      2014-03-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Switch molecules designed from 2', 4'-BNA aptamers2013

    • Author(s)
      Yuuya KASAHARA, et al.
    • Organizer
      ISNAC2013
    • Place of Presentation
      神奈川大学(神奈川)
    • Year and Date
      2013-11-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 含修飾ウラシルライブラリーを用いた高親和性人工核酸アプタマーの創製2013

    • Author(s)
      笠原勇矢ら
    • Organizer
      第3回CSJ化学フェスタ2013
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)
    • Year and Date
      2013-10-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 2', 4'-BNA/LNAプライマー依存性キメラ型人工核酸アプタマーの構造と機能2013

    • Author(s)
      笠原勇矢ら
    • Organizer
      第7回バイオ関連化学シンポジウム2013
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
    • Year and Date
      2013-09-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] CE-SELEX OF CHIMERIC DNA-BASED APTAMERS2013

    • Author(s)
      Yuuya KASAHARA, et al.
    • Organizer
      Frontiers of Single Cell Analysis Conference
    • Place of Presentation
      Stanford University (Stanford, CA, USA)
    • Year and Date
      2013-09-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] プロト型キセノ核酸スイッチ分子の創製2013

    • Author(s)
      笠原勇矢, ら
    • Organizer
      日本化学会第93回春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀)
    • Year and Date
      2013-03-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] CE-SELEXによる非グアニン四重鎖型高親和性人工核酸アプタマーの創製2012

    • Author(s)
      笠原勇矢, ら
    • Organizer
      第6回バイオ関連化学合同シンポジウム2012
    • Place of Presentation
      北海道大学高等教育推進機構(北海道)
    • Year and Date
      2012-09-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] High-affinity DNA Aptamers with Base and Sugar-modifications Readily Obtained by CE-SELEX2012

    • Author(s)
      Yuuya Kasahara, et al.
    • Organizer
      The Second Asian Chemical Biology Conference 2012
    • Place of Presentation
      サザンビーチホテル&リゾート沖縄(沖縄)
    • Year and Date
      2012-07-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] CE-SELEXによる人工核酸アプタマーの創製と機能評価2012

    • Author(s)
      笠原勇矢
    • Organizer
      日本化学会第92回春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-28
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] CE-SELEXによる人工核酸アプタマーの創製2011

    • Author(s)
      笠原勇矢
    • Organizer
      日本化学会関東支部群馬地区地域懇談会
    • Place of Presentation
      群馬大学工学部記念会(群馬県)
    • Year and Date
      2011-12-10
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

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

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