Development of novel large-scale analysis technology for the discovery of RNA-targeted molecules
| Project/Area Number |
23K26769
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| Project/Area Number (Other) |
23H02076 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 37010:Bio-related chemistry
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
永次 史 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90208025)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
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| Keywords | RNA標的創薬 / miRNA / RNA高次構造 / FIDアッセイ / RNA機能制御 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、蛋白に翻訳されない、いわゆるnon coding RNA (ncRNA)が遺伝子発現の制御に非常に重要な働きをもつことがわかってきている。ncRNAには個々の機能を担う様々な高次構造が存在し、これらを標的とするRNA標的創薬は注目を集めている。RNA高次構造に結合する低分子は創薬リードとなる可能性を持つが、RNA高次構造の多様性のため、強い結合性と高い選択性を持つ優れたRNA結合性小分子の報告例は限られている。本研究ではRNA標的創薬リード化合物創製を目指したRNA高次構造選択的な結合分子の大規模スクリーニング法を開発し、高い選択性と結合性を持つRNA結合分子の創製を目ざす。
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| Outline of Annual Research Achievements |
蛋白質をコードしない非コードRNA（ncRNA）の発見以来、生命機能を制御する機能性分子として、RNAの重要性が再認識されており、RNAは非常に魅力的な創薬標的として注目を集めている。本研究では高次構造RNA選択的な結合分子の新規大規模スクリーニング法を構築し、RNA機能制御に適用可能な分子の創製を目指している。その方法論として、大規模結合情報システムを利用したRNA結合分子のハイスループット探索システムの構築について検討している。具体的にはまず、FIDアッセイに用いる蛍光指示薬ライブラリ構築を行う。RNA結合性蛍光指示薬を用いてRNA結合分子を検索するFID法は、ハイスループット検索として有用であるが、RNAに結合し蛍光強度が変化する蛍光指示薬の報告例は限られている。そこで、バーコードマイクロアレイ法によりRNA結合大規模情報を取得したRNA結合ユニットを既存の蛍光指示薬と複合化した分子を合成し、RNA結合情報を取得、蛍光指示薬ライブラリを構築する。本年度、まずRNA結合ユニットとして、水素結合型のG-クランプ、蛍光指示薬として、RNAに結合することで、蛍光が増大するチアゾールオレンジ系誘導体を導入した分子を合成し、そのRNA結合大規模情報を取得した。その結果、本分子は、G-クランプ誘導体で取得したRNA結合大規模情報とよい相関を示すことがわかった。さらに、本分子を用いて得られたRNA結合情報から、疾患関連pre-miRNAを選択し、FIDアッセイにより市販の1280個の化合物ライブラリからヒット化合物を検索した。その結果、G-クランプーチアゾールオレンジ複合体でのみ得られる3つのヒット化合物が得られた。本化合物はRNA結合分子としては従来報告がない化合物であり、本手法がRNA結合分子探索法として有効であることを示す結果である。
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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
本申請研究では高次構造RNA選択的な結合分子の新規大規模スクリーニング法を構築し、RNA機能制御に適用可能な分子の創製を目指している。本年度、その方法論として、FIDアッセイに用いる蛍光指示薬として、RNA結合ユニットとしてG-クランプ誘導体とチアゾールオレンジ系誘導体を複合化した分子を合成した。さらに本分子のRNA結合大規模情報を取得し、その情報に基づき、本部因子が結合する疾患関連pre-miRNAを用いて、FIDアッセイによりライブラリからヒット化合物を得ることに成功した。この結果は、申請書で記載した昨年度の目標である、新規大規模スクリーニング法の構築の達成を示しており、計画は順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
既に、本申請研究で提案している、高次構造RNA選択的な結合分子の新規大規模スクリーニング法の妥当性を示すことができた。そこで、今年度は下記の2点について検討を行う。
1）まず、RNA結合ユニットとして、静電相互作用型のアミノグリコシド及びマイナーグルーブ型のフラミジンをチアゾールオレンジ系誘導体と複合化した分子を合成し、そのRNA結合大規模情報を取得する。さらにこれらの分子を用いて、FIDアッセイによりライブラリからヒット化合物を検索する。今年度は市販のライブラリに加え、ライブラリとして、東北大学所有の6400種類の化合物を含むライブラリおよび共同研究者(xFOREST社)が所有する4000種類の化合物を含むライブラリを使用する。
2）1）で得られたRNA結合分子の中で、従来、RNA結合分子として知られていない分子を選択し、構造展開を行い新たなRNA結合分子創製を目指す。さらに合成したRNA結合分子を用いて、その結合特性を調査し、RNA結合分子としての情報を獲得する。
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Report
(1 results)
Research Products
(28 results)
