| Project/Area Number |
19K05743
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 37030:Chemical biology-related
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
Tera Masayuki 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10643512)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | グアニン四重鎖 / 核酸化学 / 光反応 / （キーワード1） / ケミカルバイオロジー / 有機合成 |
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| Outline of Research at the Start |
核酸立体構造のひとつグアニン四重鎖（G4）は、その配列モチーフが染色体末端のテロメア、遺伝子プロモーター、mRNAの非翻訳領域に存在し、細胞寿命、転写、翻訳に関わることが示唆されている。しかし、個々のG4を特異的に修飾する方法や選択的に結合するリガンドがなく、G4の生物学的な機能解明が進んでいない。本研究では標的G4を精密に認識し、光照射により可逆的に共有結合を生成する「G4光クロスリンク試薬」を創製する。立体構造が明らかなbcl-2プロモーターG4の選択的捕捉をベンチマークに設定しin silicoスクリーニングによる分子設計を指針として候補化合物の合成を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
G-quadruplexes (G4) are higher-order structures found in single-stranded nucleic acids, particularly in gene promoter regions, and play a role in suppressing mRNA production. This study aimed to design a bifunctional ligand, 6OTD-Bp, recognizing both the G-quartet plane and the groove of G4 structures. Binding affinity and cross-linking ability were evaluated using thiazole orange (TO) displacement and UV irradiation experiments. Results showed that 6OTD-Bp specifically binds and cross-links to telomeric and hybrid G4s. NMR and MALDI-MS confirmed these interactions and cross-linking. This bifunctional approach enhances G4 recognition and stabilization, providing a new strategy for ligand design with higher selectivity for individual G4 structures.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、G-カルテット面とグルーブを同時に認識する二重認識リガンド6OTD-Bpを開発し、G4構造の認識と安定化の新たな戦略を提案したものである。この成果により、特異的なG4構造を標的とすることで、遺伝子発現の制御や新しい抗がん剤の開発に貢献する可能性がある。G4構造に対する理解が深まり、核酸化学および生物医学研究における重要な進展を示している。さらに、G4リガンドの設計が改良され、将来的にはさまざまな疾患の治療法開発にも役立つと期待される。
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