分子擬態を利用したRNA新薬の創製

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11557190
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中村 義一 東京大学, 医科学研究所, 教授 (40114590)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 すみ子 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (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 / 癌抑制 / 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13年度は動物細胞の翻訳開始因子eIF4G, eIF4A1を標的にしたSELEXにより作成したRNAアプタマーの分析を推進した。eIF4A1に対するアプタマーの中には解離定数〜3nMという、一般的な抗原と抗体の結合力に勝る強力な結合能を持つものもある。これらeIF4A1に対するアプタマーはATPase活性を阻害し試験管内反応で翻訳昂進を抑制できることから生理作用を持つことが期待できる。さらに、NMR解析法によりアプタマーRNA構造の一部が明らかになり、興味あるRNA構造モチーフが明らかになりつつある。
開始因子eIF4E, eIF4A及びeIF4Gからなる複合体は40SリボソームとmRNAの結合に必須で、eIF4AはATPase活性を有するRNA helicaseでmRNAの2次構造をほどくことにより翻訳を促進する働きがある。eIF4GはeIF4E, eIF4Aをまとめるアダプターの役割を持つ。このうち、eIF4EとeIF4Gは培養細胞で過剰発現させると癌化が促進されることが報告されていることから、これらタンパク質の機能を阻害することができれば細胞の癌化を抑制できる可能性がある。今後、in vitro translationに対する影響を詳しく調べると伴に、培養細胞に投与もしくは発現させてその影響を調べる予定である。同時に、30種類以上ある翻訳開始に関わる因子のできるだけ多くに対してアプタマーの作成を行う予定である。これら相互作用を持つRNA分子については生化学的解析を行った後、培養細胞レベル、個体レベルで生理作用があるかどうかを検討し、医薬品への応用に可能性を探りたい。

Research Products

• [Publications] Fujiwara, T.: "Functional mapping of the ribosome contact site in the ribosome recycling factor"RNA. 7. 64-70 (2001)
• [Publications] Nakayashiki, T: "Yeast [PSI+] prions that are crosstransmissible and susceptible beyond a species barrier through a quasi-prion state"Mol. Cell. 7. 1121-1130 (2001)
• [Publications] Nakamura, Y.: "Molecular mimicry between protein and tRNA"J. Mol. Evol.. 53. 282-289 (2001)
• [Publications] Gong, F.: "The mechanism of tryptophan induction of tryptophanase operon expression : Tryptophan inhibits release factor-mediated cleavage of TnaC-peptidyl-tRNAPro"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98. 8997-9001 (2001)
• [Publications] Uno, M.: "Polypeptide release at sense and noncognate stop codons by localized charge-exchange alterations in translational release factors"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. (In press). (2002)
• [Publications] Nakamura, Y.: "Protein tRNA mimicry in translation termination"Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.. 66(In Press). (2002)
• [Publications] Kervestin, S.: "Isolation and expression of two genes encoding eukaryotic release factor 1 (eRF1) from Paramecium tetraurelia"J. Euk. Microbiol.. (In Press). (2002)
• [Publications] Nakamura, Y.: "A tripeptide discriminator for stop codon recognition"FEBS Lett.. (In Press). (2002)
• [Publications] Nevskaya, N.: "Structure of ribosomal protein L1 from Methanococcus thermolithotrophicus. Functionally important structural invariants on L1 surface"Acta Crystallographica. (In Press). (2002)
• [Publications] Ito, K.: "A tripeptide modulator alters selectivity of stop codon recognition in Tetrahymena release factor"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. (In Press). (2002)
• [Publications] 伊藤耕一: "翻訳因子とtRNA擬態"蛋白質・核酸・酵素. 46. 1645-1650 (2001)
• [Publications] 中屋敷徹: "酵母プリオンの分子生物学"ウィルス. (印刷中).
• [Publications] 和田美紀: "ニューモシスチス・カリニゲノムの可塑性"現代医療. 34(5)(印刷中). (2002)