Development of topology-selective light-up G4 ligand
| Project/Area Number |
20H02876
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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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 |
長澤 和夫 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10247223)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
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| Keywords | グアニン四重鎖 / ライトアップ型プローブ / G４リガンド / G４トポロジー / ライトアップ / リガンド / トポロジー |
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| Outline of Research at the Start |
グアニン四重鎖 (G4) 構造は、グアニン残基を豊富に含む核酸の１本鎖配列で、動的に形成される核酸の高次構造である。近年G4形成が、DNAの複製、遺伝子の転写調節などの生命現象を、直接的に制御する例が多数報告されている（in vitro）。しかし、生細胞内でのG4形成と生命現象との関連を明らかにした例はない。
本研究では、生細胞内で動的に形成されるG4を観察するため、ライトアップ型G4リガンドの創製を目的とする。特に、G4に特有な３つの各トポロジーを区別して、G4の動的形成を可視化する。これによりトポロジーを介したG4由来の生命現象を in vivo で解析するための研究基盤を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
グアニン残基を豊富に含む核酸の1本鎖配列で、核酸の高次構造の一つであるグアニン四重鎖 (G4) 構造が動的に形成されると考えられている。近年G4が形成されることで、DNA の複製、遺伝子の転写調節などの生命現象が、直接的に制御する例が、多数報告されている(in vitro)。しかしG4は、生細胞内の「どこで」「いつ」形成されるのか、また複製や転写等の生命現象との直接的な関連は明らかにされていない。これらの課題に対し本研究では、生細胞内で動的に形成されるG4を可視化し観察するためのツールとして、ライトアップ型G4リガンドの創製を目的とした。特にG4に特有な3つの各トポロジー（アンチパラレル、パラレル、ハイブリッド）を区別しながらG4の動的形成を可視化することを目的とした。
昨年までに、これまで研究室で開発してきた、G4と特異的かつ強力に相互作用する大環状ポリオキキサゾール型G４リガンドである６OTDにライトアップ機能を有する官能基を導入し、加えて側鎖構造に着目した構造展開を行うことで、トポロジー選択的なライトアップ型G4リガンド創製のための基本戦略を構築した。一方当該リガンドは、G4との相互作用が極めて強力なため、動的なG4の形成を観察するために課題があることがわかった。そこで今年度は、これまでの六つのオキサゾールを持つリガンドに代わり、そこで6OTDよりG4との相互作用が弱い三つのオキサゾールを有する鎖状3OTD化合物を用いこれにビニルナフチル誘導体を導入した新規プローブを合成した。3OTDについて評価を行ったところ、トポロジー選択的なライトアップ機能を有し、かつ相補鎖を加えた際、その蛍光が短時間で消失することがわかった。これよりG4からランダム構造への過程を観察することが可能となった。本研究により生細胞中での動的G4の形成と崩壊観察のための基盤を構築することができた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(34 results)
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[Journal Article] Effects of G-Quadruplex Ligands on the Topology, Stability, and Immunostimulatory Properties of G-Quadruplex-Based CpG Oligodeoxynucleotides2022
Author(s)
Anh Thi Tram Tu, Kazuaki Hoshi, Yue Ma, Taiji Oyama, Satoko Suzuki, Kaori Tsukakoshi, Kazuo Nagasawa, Kazunori Ikebukuro, Tomohiko Yamazaki
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Journal Title
ACS Chem Biol
Volume: 17 (7)
Issue: 7
Pages: 1703-1713
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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