新規修飾アンチセンスを用いた標的選択的なRNAグアニン四重鎖安定化法の開発
| Project/Area Number |
22K05326
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
|
|---|
| Research Institution | Hirosaki University |
|---|
Principal Investigator |
萩原 正規 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (40403000)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
|
|---|
| Keywords | アンチセンス核酸 / グアニン四重鎖 / 遺伝子発現制御 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究提案「新規修飾アンチセンスを用いた標的選択的なRNAグアニン四重鎖安 定化法の開発」では、短鎖核酸分子を用いて標的RNA中のグアニン四重鎖構造を選択的に 安定化する新たな方法論を確立し、グアニン四重鎖が関与するRNAの機能制御を試みる。 これまでのRNAグアニン四重鎖結合性合成小分子では困難な、標的遺伝子選択的にグアニン四重鎖安定化を達成できる本手法は、RNAグアニン四重鎖が関与する生物学的機能解明にも繋がる重要なものである。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
グアニン塩基に富むRNA配列は、DNA同様に高度に熱力学的に安定なグアニン四重鎖構造を形成することが知られている。ゲノムから転写されたmRNA配列中に存在するグアニン塩基に富む領域は、カリウムイオン存在条件において安定なグアニン四重鎖構造を形成し、リボソームによるタンパク質への翻訳過程を阻害することが近年明らかにされた。このことから、グアニン四重鎖構造は遺伝子発現等に重要な役割を果たすことが理解されつつある。これまでの申請者の研究成果において、グアニン四重鎖構造が近接すると高度に安定化された高次構造体（タンデム型グアニン四重鎖構造）を形成することを明らかにした。本研究では、予めグアニン四重鎖を形成するように設計した配列(例えば、5'-GGGtGGGtGGGtGGG)を、アンチセンス核酸の末端部に導入した新たなアンチセンス核酸を作製し、グアニン四重鎖構造が積層したタンデム型グアニン四重鎖構造体を人工的に模倣したRNA-DNAヘテロタンデム型四重鎖構造体をmRNA中に誘起し、タンデム型四重鎖構造形成が遺伝子発現に及ぼす影響を解析することを目標としている。本年度は昨年度までに設計手法を確立したタンデム型グアニン四重鎖構造を誘起するアンチセンス核酸を利用することによるタンパク質翻訳阻害試験に取り組み、あらかじめグアニン四重鎖構造を有する標的遺伝子に対して優れた翻訳阻害効果を示すことを明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請者がこれまでに報告した、『グアニン四重鎖構造を誘導するアンチセンス核酸の開発』において作製した評価系(Journal of the American Chemical Society, 2010, 132, 11171-11178、Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2010, 20, 2350-2353)を用いることで、本研究のコンセプトを昨年度に達成するとともに、本年度は、主要な目的として設定したmRNAからタンパク質への翻訳阻害効果を示すことができた点から順調に進展していると考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
昨年度と本年度の研究結果より、グアニン四重鎖構造体修飾アンチセンス核酸はRNA構造中に安定なタンデム型四重鎖構造を誘起することにより、逆転写だけでなくin vitro無細胞タンパク質発現系を利用した翻訳の過程を阻害できることを明らかにできた。今後、生物学的な安定性を向上させるために、有効なアンチセンスの化学修飾法を開発するとともに、細胞を利用してタンパク質翻訳過程を制御可能な修飾アンチセンス核酸の開発を進めていく。
|
Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
-
[Journal Article] Small molecule-based detection of non-canonical RNA G-quadruplex structures that modulate protein translation2022
Author(s)
Yousuke Katsuda, Shin-ichi Sato, Maimi Inoue, Hisashi Tsugawa, Takuto Kamura, Tomoki Kida, Rio Matsumoto, Sefan Asamitsu, Norifumi Shioda, Shuhei Shiroto, Yoshiki Oosawatsu, Kenji Yatsuzuka, Yusuke Kitamura, Masaki Hagihara, Toshihiro Ihara and Motonari Uesugi
-
Journal Title
Nucleic Acids Research
Volume: 50
Issue: 14
Pages: 8143-8153
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
