抗HIV活性をもつ機能性アンチセンスDNAの合成とその作用機序

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06255103
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: 高久 洋 千葉工業大学, 工学部, 教授 (50101267)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高井 和幸 千葉工業大学, 工学部, 助手 (40260848) ; 中島 秀喜 山梨医科大学, 医学部, 助教授 (20192669)
• Keywords: ホスホロチオエ-トオリゴマー / アンチセンスDNA / ホスホリピドDNA / 逆転写酵素 / 抗HIV活性 / 構造タンパク質遺伝子 / 逆転写酵素阻害能

Research Abstract

今日まで不明であったアンチセンスDNAの作用機序を明らかにすることができた。すなわち、その逆転写酵素の種類によってホスホロチオエ-ト型DNAと強く相互作用することが明らかになった。しかし、HIV-1の逆転写酵素はS-ODNsとは全く相互作用することなく、mRNAに結合して遺伝子発現制御をすることから、アンチセンス機能をもった抗HIV剤として期待できることがわかった。
一方、アンチセンスDNAにさらに高い機能をもたせるために、細胞膜透過性機能物質をアンチセンスDNAに導入することが考えられ、膜透過性物質としてのホスホリピドをDNAに導入したところ、非常に高い抗HIV活性を示した。しかし、ホモポリマー、ランダム、センス、オリゴマーでもアンチセンスDNAにホスホリピドを導入した物質と同程度の活性を示したことから、逆転写酵素活性を阻害することで抗HIV活性を示しているものと思われる。
さらに、ロングタ-ムによりアンチセンスDNAの抗HIV活性を測定したところ、標的遺伝子としてはtat、revよりもgag領域が高い活性を示したことから、標的遺伝子としては構造タンパク質遺伝子の領域が最適領域となることがわかった。
以上、我々はアンチセンスDNAが抗HIV剤として利用できる可能性を明らかにした。

Research Products

• [Publications] Sang Gug Kim: "Antiviral Effect of Oligodeoxyribonucleotide Complementary to Human Immunodeficiency Virus." Bioorganic & Medical Chem.(in press).
• [Publications] Masamitsu Shimada: "Specificy of priming reaction of HIV-1 reverse transcriptase,2′-OH or 3′-OH." J.Biol.Chem.264. 3925-3927 (1994)
• [Publications] Hideki Nakashima: "Anti-human immundeficiiency virus type 1 activity of phosphorothioate analogs of oligo-deoxynucleotides;penetration and localization of oligo-deoxynucleotides in HIV-1-infected MOLT-4 cells." Nucleic Acids Res.22. 5004-5010 (1994)
• [Publications] Miyano-Kurasaki,N.: "A novel assay system for anti-human uno-deficiency virus type 1(HIV-1)activity using a subclone of a monocytic cell line U937." J.Immunol.Microbiol.38. 813-818 (1994)
• [Publications] Kazuyuki Takai: "Recognition of UUN Codons by two Leucine tRNA Species from Escherichia coli." FEBS Letters. 344. 31-34 (1994)
• [Publications] Takahiro Hohsaka: "Site-specific incorporation of photofunctional nonnatural amino acids into a polypeptide through in vitro protein biosynthesis." FEBS Letters. 344. 171-174 (1994)
• [Publications] Hiroshi Takaku: "Anti-HIV Activity and Mechanism of Unmodified and Modified Antisense Ologonucleotides.in Carbohydrate Modifications in Antisense Research(eds by Sanghvi,Y.S.and Cook,P.D.)" ACS Books Dept., 232 (1994)
• [Publications] Hiroshi Takaku: "Inhibition of Gene Expression by Antisense DNA." Tanpaku Kakusan Koso, 2866 (1994)