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Development of peptide nucleic acids recognizing double-stranded DNA with high efficiency

Research Project

Project/Area Number 19K05730
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 37030:Chemical biology-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Aiba Yuichiro  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (10581085)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
KeywordsDNA / PNA / ペプチド核酸 / インベージョン / 核酸 / 遺伝子 / ゲノム
Outline of Research at the Start

生体内のゲノムDNAは、生命の設計図であり、そこから産生されるタンパク質が厳密に制御されることで、複雑な生命現象を構築している。本研究では、人工核酸と呼ばれる化学的に改変したDNAを利用して、ゲノムDNAを配列選択的に認識する新規技術を開発することを目指す。最終的には、本手法を利用することで、生命現象の解明や病気の治療法の開発などにつなげていきたいと考えている。

Outline of Final Research Achievements

Sequence-selective recognition of double-stranded DNA in cells will enable the control of gene expression and associated biological functions. Therefore, it is expected to be applied to a wide range of research fields, including the elucidation of various biological processes and the therapeutic treatment of genetic diseases. A new method for sequence-selective recognition of double-stranded DNA has been expected to be developed as a fundamental technology in nucleic acid research because of its high applicability. In this study, we constructed a new double-stranded DNA recognition (invaision) technology using peptide nucleic acid (PNA), a type of artificial nucleic acid.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究において開発したペプチド核酸(PNA)による2本鎖DNA認識技術は、従来高いDNA認識効率を達成するうえで必要不可欠であったPNAへの化学修飾を不要とし、より簡便なPNA合成を達成している。これにより、付随する様々な障壁を取り払うことで、PNAによる2本鎖DNA認識手法(インベージョン)がより応用研究に適応しやすくなり、その汎用化が期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (45 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (36 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Ocean University of China(中国)

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    • Author(s)
      Aiba Yuichiro、Shibata Masanari、Shoji Osami
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 12 Issue: 7 Pages: 3677-3677

    • DOI

      10.3390/app12073677

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    • Author(s)
      Aiba Yuichiro、Urbina Gerardo、Shibata Masanari、Shoji Osami
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 10 Issue: 23 Pages: 8663-8663

    • DOI

      10.3390/app10238663

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    • Author(s)
      Hibino,M.; Aiba,Y.; Shoji,O.
    • Journal Title

      Chem. Commun

      Volume: 56 Issue: 17 Pages: 2546-2549

    • DOI

      10.1039/d0cc00169d

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      相馬陸杜、愛場雄一郎、柴田将成、有安真也、荘司長三
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  • [Presentation] PNAの配向性を利用した配列特異的な二本鎖DNA認識手法の開発2021

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      柴田将成、愛場 雄一郎、日比野柾、伊藤公太、荘司長三
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  • [Presentation] 核酸の配向に着目したペプチド核酸による新規DNA認識法の開発2020

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      柴田将成、愛場 雄一郎、日比野柾、荘司長三
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  • [Presentation] インベージョン複合体の安定化による人工核酸PNAの効率的なDNA認識2020

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      第11回加藤記念研究助成報告交流会
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  • [Presentation] ペプチド核酸・PNAによる2本鎖DNA認識2020

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  • [Presentation] Chemically-modified peptide nucleic acids for their in cellulo applications2019

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      M. Shibata, Y. Aiba, M. Hibino, G. Urbina, Osami Shoji
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  • [Presentation] ペプチド核酸を用いた二本鎖DNAの配列選択的認識法の開発2019

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      柴田将成、日比野柾、愛場雄一郎、荘司長三
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      第32回生物無機化学夏季セミナー
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  • [Presentation] 人工核酸PNAを用いた新規二本鎖DNA認識法の開発2019

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  • [Presentation] 未修飾PNAによる二本鎖DNAの配列選択的認識2019

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  • [Presentation] Sequence-selective Recognition of dsDNA by unmodified PNA2019

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      M. Shibata, M. Hibino, Y. Aiba, O. Shoji
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  • [Presentation] 人工核酸PNAを用いた新規二本鎖DNA認識法の開発2019

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      柴田将成、日比野柾、愛場雄一郎、荘司長三
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      統合物質創製化学研究推進機構国内シンポジウム
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  • [Presentation] 人工核酸PNAとペプチド・タンパク質との複合化によるDNA認識効率の向上2019

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  • [Presentation] Inhibition of Intra- and Intermolecular Interaction between Peptide Nucleic Acids2019

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      M. Hibino, Y. Aiba, O. Shoji
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      NU-UoE JD and JSPS Core-to-Core Joint-Workshop on "New Horizons in Chemistry and Materials Science"
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  • [Presentation] Inhibition of Self-duplex Formation by Using Methyl-adducted PNA2019

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      M. Hibino, Y. Aiba, O. Shoji
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      Commemorative International Symposium of the Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sequence Specific DNA Damage Induced by Metal-Complex-PNA Conjugate2019

    • Author(s)
      M. Hibino, Y. Aiba, Y. Watanabe, O. Shoji
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      19th International Conference on Biological Inorganic Chemistry (ICBIC-19)
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  • [Presentation] 金属錯体配位ペプチド-PNA複合体による配列特異的DNA切断2019

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      日比野 柾
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      核酸化学 若手フォーラム2019
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  • [Presentation] PNA with Metal-Coordinating Peptide for Sequence-Specific DNA Cleavage2019

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      M. Hibino, Y. Aiba, O. Shoji
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  • [Presentation] 生理的条件下で機能する化学修飾ペプチド核酸(PNA)の開発2019

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      愛場雄一郎、日比野柾、河内奈緒美、柴田将成、荘司長三
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第14回年会
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  • [Presentation] Peptide Chemistry2019

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      Y. Aiba
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Effective Sequence-selective Recognition of Double-stranded DNA via Invasion Complex Formation by Peptide Nucleic Acids2019

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      Y. Aiba, M. Shibata, M. Hibino, O. Shoji
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      Commemorative International Symposium of the Japan Society of Nucleic Acids Chemistry (CISNAC2019)
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  • [Presentation] 汎用的なDNA認識法に向けた新規PNAインベージョンの開発2019

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      愛場雄一郎、柴田将成、日比野 柾、荘司 長三
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  • [Presentation] 化学の力で生物の機能を制御する-人工核酸を利用したDNA認識-2019

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      愛場雄一郎
    • Organizer
      岡崎北高校大学講座
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    • Invited
  • [Presentation] Double-duplex invasion complex formed by unmodified PNA for the recognition of double-stranded DNA2019

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      Y. Aiba, M. Shibata, M. Hibino, O. Shoji
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    • Int'l Joint Research
  • [Book] 相分離生物学の全貌(現代化学増刊46)2020

    • Author(s)
      白木 賢太郎
    • Total Pages
      400
    • Publisher
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807913466
    • Related Report
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  • [Remarks] ペプチド核酸(PNA)による遺伝子制御

    • URL

      http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/research/pna.html

    • Related Report
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  • [Remarks] 研究業績

    • URL

      http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/publications/paper.html

    • Related Report
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  • [Remarks] Curriculum Vitae

    • URL

      http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/content/images/CV_aiba_Eng.pdf

    • Related Report
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] インベージョン複合体の形成方法2019

    • Inventor(s)
      愛場 雄一郎、荘司 長三
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人名古屋大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-132460
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
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URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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