分子擬態を利用したRNA新薬の創製

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11557190
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中村 義一 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (40114590)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 すみ子 東京大学, 医科学研究所, 助手 (60240735)
• Keywords: RNA / SELEX / 試験管内人工進化法 / アプタマー / 分子擬態 / 阻害剤 / インターロイキン / 翻訳開始因子

Research Abstract

ランダムな配列を持つRNAプールから目的とする活性を有するRNA分子(アプタマー)を試験管内で濃縮・取得するSELEX法により、標的分子のアゴニスト、アンタゴニスト、リガンド等を作成しRNA性医薬品の開発へ応用する目的で、平成11年度はTc細胞の活性化において主要な役割を持つインターロイキン2(IL-2)分子および抗IL-2抗体を標的にしたSELEXを行った。試験管内レベルでIL-2および抗IL-2抗体に結合するRNA分子を複数作成することができたが、最終的に細胞レベルでの陽性クローンは得なれなかった。原因として、今回用いた条件が生体内と異なるため、細胞レベル/生体レベルでの評価に耐えなかった可能性が考えられる。また、中和抗体のepitopeのmappingを行う必要もあり、IL-2の受容体への結合様式をきちんと検討し、それに見合うような中和抗体の作製が必須となってくると思われる。これらの成績より(本質的にRNAとの親和性が薄いと思われる)サイトカインを標的とした戦略の見直しが必要と判断した。平成11年1月から新たに次の2つの戦略を研究に組み込み、推進した。1)翻訳開始因子(eIF)に結合する。RNA分子(アプタマー)の作成と、2)培養細胞にランダム配列の遺伝子を導入して生理的、形態的変化を引き起こすRNAアプタマーの検索を行う。eIFは真核生物において少なくとも30種類が知られており、以下の点でRNAアプタマーの作用を評価するモデルとして適している。すなわち、いくつかのeIFはRNA結合能があるためRNAアプタマーを得やすいこと、複数のeIFが高次構造をとることによって機能するためにアプタマーにより高次構造が崩されて機能が阻害されることが期待できることである。さらに幾つかのeIFは過剰発現により細胞の癌化を起こすため、作成したRNAアプタマーの癌抑制効果を試験し、医薬品化の可能性を検討できる。現在、1)についてはeIF-4G、eIF-4Aとうを標的にRNAアプタマーの作成を実施している。

Research Products

• [Publications] Crawford.D.-J.G.,Ito,K.,Nakamura,Y.,Tate,W,P.: "Indirect regulation of termination efficiency at highly expressed genes and recoding sites by the factor recycling function of Escherichia coli release factor RF3"EMBO J.. 18. 727-732 (1999)
• [Publications] Ebihara,K.,Nakamura,Y.: "C-terminal interaction of translational release factors eRF1 and eRF3 of fission yeast : G-domain uncoupled binding and the role of conserved amino acids"RNA. 5. 739-750 (1999)
• [Publications] Fujiwara,T.,Ito,K.,Nakayashiki,T.,Nakamura,Y.: "Amber mutations in ribosome recycling factors of Escherichia coloi and Thermus thermophilus : evidence for C-terminal modulator element"FEBS Lett.. 447. 297-302 (1999)
• [Publications] Yoshimura,K.,Ito,K.Nakamura,Y.: "Amber (UAG) suppressors affected in UGA/UAA-specific polypeptide release factor 2 of bacteria : genetic prediction of initial binding to ribosome preceding"Genes Cells. 4. 253-266 (1999)
• [Publications] Powell,B.,Peters III,H.K.,Nakamura,Y.,Court,D.: "Cloning and analysis of the rnc-era-recO operon from Pseudomonas aeruginosa"J.Bacteriol.. 181. 5111-5113 (1999)
• [Publications] Karamyshev,A.,Ito,K.,Nakamura,Y.: "Polypeptide release factor eRF1 form Tetrahymena thermophila : cDNA cloning,purification and complex formation with yeast eRF3"FEBS Lett.. 457. 483-488 (1999)
• [Publications] Karamyshev,A,Karamycheva,Z.,Ito.K,Matsufuji,S,Nakamura Y.: "Overexpression and purification of recombinant eRF1 proteins of rabbit and Tetrahymena thermophila."Biochemistry (Moscow). 64. 1648-1658 (1999)
• [Publications] Wada,M.,Nakamura,Y.: "Type-II major-surface-glycoprotein family of Pneumocystis carinii."J,Euk.Microbiol.. 46. 151S-152S (1999)
• [Publications] Wada,M.,Nakamura,Y.: "Immunological characterization of surface subtillisin-like protease (SSP) of Pneumocystis carinii"J,Euk.Microbiol.. 46. 125S-126S (1999)
• [Publications] Wada,M.,Nakayama,Y.: "Type-II major-surface-glycoprotein family of Pneumocystis carinii under the control of novel expression elements."DNA Res.. 6. 211-217 (1999)
• [Publications] Tin,O.F.,Rykunova,A.L,Muranova,T.A.Toyoda,T.,Ito,K,Suzuki,T.,Watanabe,K,Garber,M.B.,Nakamura,Y.: "Proteolytic fragnentation of polypeptide release factor 1 of Thermus thermophilus and crystallization of the stable fragments."Biochimie. (In Press). (2000)
• [Publications] Tanaka,R,Satoh,H.,Moriyama,M.,Satoh,K,Morishita,Y.,Yoshida,S.,Watanabe,T.,Nakamura,Y.,Mori,S.: "Intronic U50 small-mucleolar-RNA(snoRNA)host gene of no protein-coding potential is mapped at the chromosome breakpint t(3;6)(q27;q15) of human B-cell lymphoma."Genes Cells. (In Press). (2000)
• [Publications] Ito,K.,Uno,M.,Nakamura,Y.: "A tripeptide 'anticodon' deciphers stop codons in messenger RNA"Nature. 403. 680-683 (2000)