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ワトソン-クリック塩基対形成を可能にする蛍光核酸のデザインとDNAプローブの開発

Research Project

Project/Area Number 14J03505
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nanobioscience
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

鈴木 梓  日本大学, 工学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsヌクレオシド / 蛍光性核酸塩基 / プリン類縁体 / オリゴデオキシヌクレオチド / DNAプローブ / 蛍光性ヌクレオシド / プリン塩基
Outline of Annual Research Achievements

平成27年度は、8-アザ-3,7-ジデアザアデニン骨格を有する新規核酸分子を多段階反応により合成することに成功した。このヌクレオシド誘導体は3位(DNA二重鎖マイナーグルーブ側)および7位(DNA二重鎖メジャーグルーブ側)の2か所の位置での修飾(置換基導入)が可能である。そこで、まず、8-アザ-3,7-ジデアザ-2'-デオキシアデノシン誘導体の応用例として、3位にナフチルエチニル基を導入した蛍光ヌクレオシドを合成し、これらを含む蛍光DNAプローブの開発にも成功した。この誘導体は周辺の極性環境や立体構造等の微細環境の違いにより蛍光発光波長が大きく変化する(蛍光色の変化が見られる)化合物であり、蛍光DNAプローブ中で、アデニン(A)と同様な水素結合パターンを示すことを実験により確認した。さらに、新しく開発した蛍光DNAプローブは、相手塩基がチミン(T)の場合のみ蛍光発光波長を変化させることから、蛍光発光色の違いでチミン塩基の有無を識別できることを明らかにした。そこで、MTHFR遺伝子配列を識別するプローブへの応用を試みた。3位にナフチルエチニル基を導入した8-アザ-3,7-ジデアザ-2'-デオキシアデノシンを含むMTHFR遺伝子の相補鎖となる蛍光DNAプローブを作製し、正常遺伝子配列(C型)、変異遺伝子配列(T型)それぞれとハイブリダイズして、蛍光スペクトルの測定を行ったところ、MTHFR遺伝子の変異遺伝子であるT型を蛍光強度および発光波長の劇的な変化で識別することに成功した。このように、平成27年度で開発した新しい環境感応型蛍光核酸分子は、遺伝子検出試薬、遺伝子検出用蛍光DNAプローブとしての用途が期待できる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Design and synthesis of environmentally sensitive fluorescent 2-naphthylethynylated 2'-deoxyadenosine: Detection of target DNA via changes in fluorescence intensity and wavelength2016

    • Author(s)
      Azusa Suzuki, Ryota Kozakai, Tatsuya Aso, Isao Saito, Takuya Takeda, Yoshio Saito
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      Volume: 26 Issue: 2 Pages: 684-689

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2015.11.037

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Design and synthesis of a novel fluorescent benzo[g]imidazo[4,5-c]quinoline nucleoside for monitoring base-pair-induced protonation with cytosine: distinguishing cytosine via changes in the intensity and wavelength of fluorescence2016

    • Author(s)
      Shogo Siraiwa, Azusa Suzuki, Ryuzi Katoh, Yoshio Saito
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 14 Issue: 16 Pages: 3934-3942

    • DOI

      10.1039/c6ob00494f

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis of 8-aza-3,7-dideaza-2'-deoxyadenosines possessing a new adenosine skeleton as an environmentally sensitive fluorescent nucleoside for monitoring DNA minor groove2015

    • Author(s)
      Azusa Suzuki, Mio Saito, Ryuzi Katoh, Yoshio Saito
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 13 Issue: 27 Pages: 7459-7468

    • DOI

      10.1039/c5ob00862j

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis and photophysical properties of pyrene-labeled 3-deaza-2'-deoxyadenosines comprising a non-π-conjugated linker: fluorescence quenching-based oligodeoxynucleotide probes for thymine identification2015

    • Author(s)
      Tatsuya Aso, Koichiro Saito, Azusa Suzuki, Yoshio Saito
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 13 Issue: 42 Pages: 10540-10547

    • DOI

      10.1039/c5ob01605c

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Molecular design of an environmentally sensitive fluorescent nucleoside, 3-deaza-2'-deoxyadenosine derivative: Distinguishing thymine by probing the DNA minor groove2014

    • Author(s)
      Azusa Suzuki, Takumi Yanaba, Isao Saito, Yoshio Saito
    • Journal Title

      ChemBioChem

      Volume: 15 Issue: 11 Pages: 1638-1644

    • DOI

      10.1002/cbic.201402078

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Design and Synthesis of 7-naphthyl-8-aza-7-deaza-2'-deoxyadenosines as environmentally sensitive fluorescent nucleosides2014

    • Author(s)
      Yoshio Saito, Azusa Suzuki, Takumi Yamauchi, Isao Saito
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: XX Issue: 23 Pages: 3034-3038

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2014.10.116

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 8-アザ-3,7-ジデアザアデニン骨格を有する新規蛍光性ヌクレオシドの開発とチミン塩基識別プローブへの応用2016

    • Author(s)
      鈴木 梓, 山内 拓史, 武田 拓也, 齋藤 義雄
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会2016
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of environmentally sensitive fluorescent 8-aza-7-deazapurine nucleosides forming stable Watson-Crick base pairs2015

    • Author(s)
      Azusa Suzuki, Yoshio Saito
    • Organizer
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Place of Presentation
      ハワイ ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of an environmentally sensitive fluorescent nucleoside possessing 8-aza-3,7-dideazaadenine skeleton for monitoring DNA minor groove2015

    • Author(s)
      Azusa Suzuki, Mio Saito, Yoshio Saito
    • Organizer
      The 42st International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2015
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路
    • Year and Date
      2015-09-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 8-アザ-3,7-ジデアザアデニン骨格を有する環境感応型蛍光性ヌクレオシドの開発とDNAプローブへの応用2015

    • Author(s)
      鈴木 梓, 齋藤 未生, 齋藤 義雄
    • Organizer
      2015年光化学討論会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学 杉本キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 7位にナフチル基を有する環境感応型蛍光性8-アザ-7-デアザ-2'-デオキシアデノシンの開発とチミン塩基識別プローブへの応用2015

    • Author(s)
      鈴木 梓、齋藤 烈、齋藤義雄
    • Organizer
      第37回日本光医学・光生物学会
    • Place of Presentation
      シーガイアコンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-07-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境感応型蛍光性3-デアザ-2'-デオキシアデノシン誘導体の開発と塩基識別プローブへの応用2015

    • Author(s)
      鈴木 梓、阿相達也、齋藤 烈、齋藤義雄
    • Organizer
      日本化学会第95回春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of an environmentally sensitive fluorescent 3-deaza-2'-deoxyadenosine derivative: Detection of thymine by probing the DNA minor groove2014

    • Author(s)
      Azusa Suzuki, Takumi Yanaba, Isao Saito, Yoshio Saito
    • Organizer
      The 41st International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2014
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境感応型蛍光性3-デアザ-2'-デオキシアデノシン誘導体の開発とDNAプローブへの応用2014

    • Author(s)
      鈴木 梓、簗場 匠、阿相達也、齋藤 烈、齋藤義雄
    • Organizer
      2014年光化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Design and photophysical properties of environmentally sensitive fluorescent 8-aza-7-deazapurine nucleoside analogs2014

    • Author(s)
      Azusa Suzuki, Takumi Yanaba, Isao Saito, Yoshio Saito
    • Organizer
      IS3NA: XXI ROUND TABLE ON NUCLEOSIDES, NUCLEOTIDES AND NUCLEIC ACIDS
    • Place of Presentation
      ポーランド・ポズナン大学
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ナフタレン含有環境感応型蛍光3-デアザアデノシン誘導体の開発と一塩基識別プローブへの応用2014

    • Author(s)
      鈴木 梓、簗場 匠、齋藤 烈、齋藤義雄
    • Organizer
      第36回日本光医学・光生物学会
    • Place of Presentation
      大阪大学医学部学友会館・銀杏会館
    • Year and Date
      2014-07-25 – 2014-07-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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