Development of multistep DNA-templated synthesis using strand break
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23K06063
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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 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
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| Research Institution | Tokushima Bunri University |
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Principal Investigator |
渕 靖史 徳島文理大学, 薬学部, 講師 (40748795)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | DNA鎖切断 / 1,2-ジオール / 光分解性保護基 / DNAテンプレート合成 / ワンポット合成 |
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| Outline of Research at the Start |
DNAやRNA鎖末端を低分子化合物などで化学修飾した核酸配列は、核酸医薬やDNA-encoded libraryに利用されている。DNA鎖末端の化学修飾法の一つとして、DNAテンプレート合成法がある。これを利用して多段階のワンポット合成を行う際には、二重鎖形成が障害となる。すなわち、次に反応させる核酸配列を加えてもこの二重鎖に阻まれてしまう。これを解決するために本研究では、光照射により誘起する鎖切断反応を応用した新規方法論 (多段階ワンポットDNAテンプレート合成法) を考案し、その系を構築することを目的とした。まずは基礎的な構造の検討から始めて方法論を確立し、それを応用した研究にも展開する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNAやRNA鎖末端を低分子化合物などで化学修飾した核酸配列は、核酸医薬やDNA-encoded library(DEL)に利用されている。DNA鎖末端の化学修飾法の一つとして、DNAテンプレート合成法がある。これを利用して多段階のワンポット合成を行う際には、二重鎖形成が障害となる。すなわち、次に反応させる核酸配列を加えてもこの二重鎖に阻まれてしまう。これを解決するために本研究では、光照射により誘起する鎖切断反応を応用した新規方法論(多段階ワンポットDNAテンプレート合成法)を考案し、その系を構築することを目的とした。この達成に向けて、初年度は(1)光照射により誘起するDNA鎖切断反応の検討、(2)多段階ワンポットDNAテンプレート合成の検討を行った。
(1)申請者らが開発した「ユニバーサルアミダイト」の戦略を応用し、DNAリン酸部に結合した1,2-ジオールに光分解性保護基を導入した構造を設計した。光分解性保護基としてニトロベンジル型とクマリン型の2種類のものを合成し、光照射により鎖切断反応が誘起されるか検討した。その結果、ニトロベンシル型では光照射によって、速やかにDNA鎖が切断されることが明らかとなった。一方クマリン型では鎖切断反応が進行せず、そもそもの光照射による脱保護が進行していないことが示された。以上の結果を基に、ニトロベンシル型を以降の研究で採用することにした。
(2)上記(1)の結果を基に、多段階ワンポットDNAテンプレート合成を検討した。まず、末端を修飾するテンプレート鎖と、それに官能基を転移させるビルディングブロック(BB)鎖を合成した。BB鎖の真ん中には鎖切断反応部位として、上記のニトロベンジル体を導入した。それらを用いて多段階ワンポットDNAテンプレート合成を検討した結果、反応効率に改善の余地はあるものの、コンセプトどおり進行することが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度までの研究計画としては、研究実績の概要に示したように、多段階ワンポットDNAテンプレート合成の検討を行うところまでの予定であった。結果として、本研究で提案した方法論(多段階ワンポットDNAテンプレート合成)が可能であることまで証明された。
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| Strategy for Future Research Activity |
多段階ワンポットDNAテンプレート合成法を確立することには成功したが、まだ効率が低いという課題も残った。今後はこの課題を解決し、さらなる応用に進めていきたいと考えている。その応用の一つとして、DNAライゲーションやDELの構築を行っていきたいと考えている。
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
