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Development of light-up G4 ligands.

Research Project

Project/Area Number 21K05267
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 37010:Bio-related chemistry
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

Iida Keisuke  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (70719773)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
KeywordsG4 / G4リガンド / G-quadruplex / グアニン四重鎖 / 蛍光化合物 / 蛍光プローブ / 抗がん作用
Outline of Research at the Start

近年、細胞内の分子環境に応じて、グアニン四重鎖 (G4) と呼ばれる核酸の高次構造が形成されることが明らかとなっている。G4は、複製、転写、翻訳、さらにはmicro RNAやlong non-coding RNAの機能制御など多岐にわたる機能が報告されている。しかしながら未だ確立されたマーカーに乏しく未知の機能発見や動的形成の詳細については発展途上である。
一方、申請者はG4の新規機能の理解、制御に役立つ化合物としてG4に結合・安定化することができる化合物、G4リガンドの開発を行ってきた。そこで本研究ではG4の細胞内イメージングを目的とした以下の研究に取り組む。

Outline of Final Research Achievements

G-quadruplexes (G4s) are higher-order structures of nucleic acids formed from Hoogsteen base pairs in guanine-rich sequences. G4s regulate a wide variety of biological processes, which are therapeutic target. G4-binding small molecules (G4 ligands) have been played a key role in the progress of this field. Notably, light-up G4 ligands whose fluorescence is selectively enhanced when interacting with G4s are useful for high-sensitivity detection. Herein, we present platinum (II) salfen complexes and macrocyclic pyridone pentamers as novel G4 ligands.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

白金サルフェン錯体はG4に結合することで蛍光を発するLight-up型の蛍光化合物であることが明らかとなり、感度の高い検出を可能とした。これにより細胞内でG4の実用的なマーカーとして使用可能である。更にがん細胞に対して高い増殖抑制活性も確認されたため、創薬への応用へと展開する。大環状ピリドンペンタマーについては、興味深いことに細胞内でDNA G4を検出可能であった。これは、既存のG4リガンドは細胞内においてRNA G4を検出することが多いことを踏まえ、特異な物性を持っていることを示す。今後、こちらについても詳細を検討していく。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Development of a novel light-up probe for detection of G-quadruplexes in stress granules2022

    • Author(s)
      Iida Keisuke、Suzuki Natsumi、Sasaki Ayano、Ishida Shunsuke、Arai Takayoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 12892-12892

    • DOI

      10.1038/s41598-022-17230-y

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Destabilization of DNA and RNA G-quadruplex structures formed by GGA repeat due to N6-methyladenine modification2022

    • Author(s)
      Iwasaki Yuka、Ookuro Yurino、Iida Keisuke、Nagasawa Kazuo、Yoshida Wataru
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 597 Pages: 134-139

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.01.123

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] グアニン四重鎖(G4)リガンドとしての新規大環状ピリドンペンタマーの開発2024

    • Author(s)
      磯部 えみな, 荒井 孝義, 飯田 圭介
    • Organizer
      日本化学会 第104春季年会 2024年3月21日
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] グアニン 4 重鎖(G4)リガンドとしての新規白金サルフェン錯体の合成と活性評価2023

    • Author(s)
      中村彩莉, 鈴木なつみ, 荒井孝義, 飯田圭介
    • Organizer
      第84回有機合成化学協会関東支部シンポジウム(東京農工大シンポジウム) 2023年5月13日
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規蛍光G4リガンドを用いたストレス顆粒中のG4の検出2022

    • Author(s)
      佐々木 彩乃、石田 俊亮、荒井 孝義、飯田 圭介
    • Organizer
      日本化学会 第102春季年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Structure-Activity Relationships of Cytotoxic Platinum(II)-Salphen Complexes as G-Quadruplex Ligands2021

    • Author(s)
      Natsumi Suzuki, Takayoshi Arai, Keisuke Iida
    • Organizer
      The 48th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Visualization of Cellular G-quadruplexes using a Novel Fluorescent G-quadruplex Ligand2021

    • Author(s)
      Ayano Sasaki, Shunsuke Ishida, Takayoshi Arai, Keisuke Iida
    • Organizer
      The 48th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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