| Project/Area Number |
20K15402
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 37010:Bio-related chemistry
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
鮑 宏亮 宮崎大学, 医学部, 研究員 (40850508)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 非標準的なDNA構造 / 19F-NMR / In-cell NMR / 2'-デオキシ-グアノシン誘導体 / 19F NMR / 非標準DNA構造 |
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| Outline of Research at the Start |
In vitroより生きているヒト細胞内で非標準構造DNAの構造、特性などを調べることは、それらの生物学的機能と疾患治療薬の開発を理解するのに役立つ。 しかしながら、細胞内生物物理学的および生化学的方法の欠如は、生細胞内の生体分子の構造探索を制限している。このような現状を踏まえて、申請者は“フッ素科学”を応用することで、19F-NMRにより上述の問題点を一挙に解決し、非標準構造DNAの細胞内における可視化を実現出来るのではないかと考えた。具体的には新規のフッ素化デオキシ-グアノシン誘導体を合成し、それを利用して、19F NMRアプローチにより生きているヒト細胞の非標準DNA構造を解析する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
生細胞内での非標準構造DNAの構造、特性などを調べることは、それらの生物学的機能と疾患治療薬の開発を理解するのに役立つ。しかしながら、細胞内生物物理学的および生化学的方法の欠如は、生細胞内の生体分子の構造探索を制限している。このような現状を踏まえ、以前の研究に基づいて“フッ素科学”を応用することで、19F-NMRにより上述の問題点を一挙に解決し、非標準構造DNAの細胞内における可視化を実現出来るのではないかと考えた。
19F-NMR分光法を用いて、生細胞内環境下での非標準構造DNA構造の解析をおこなった。具体的には、まず19F-NMRセンサーとしてフッ素化2'-デオキシ-グアノシン（CF3-dG）および2'-グアノシン（CF3-rG）誘導体を新規に合成した。
次に、細胞表面に細孔を形成する毒素タンパク質ストレプトリジンO（SLO）を用いて生細胞（Hela細胞）内に19Fで標的したDNA核酸配列を導入した。SLOは原形質膜のコレステロールと結合することができ、SLOオリゴマー化は直径30nmの原形質膜に細孔を形成し、生体分子の細胞への透過化を可能にする。この細孔は、カルシウムイオンを添加することで閉じることが可能である。
19F-NMR分光法を用いてin vitro試験管内および生細胞（Hela細胞）内の19F-NMRスペクトルを比較し、核酸-タンパク質および核酸-小分子の相互作用の解析をおこなった。細胞内の非標準的なDNA立体構造の可視化を実現した。
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