3重鎖DNA安定化機能を有するポリカチオン共重合体

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480260
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 丸山 厚 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (40190566)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹井 謙之 順天堂大学, 医学部, 講師 (10306954)
• Keywords: グラフト共重合体 / ポリカチオン / オリゴヌクレオチド / 3重鎖DNA / 遺伝子発現 / ポリイオンコンプレックス / 転与因子 / コラーゲン

Research Abstract

アンチジーン法は、2重鎖DNAであるゲノムを標的分子として遺伝子発現を制御する手法である。2重鎖DNAを配列特異的に認識する方法としては、3重鎖形成性オリゴヌクレオチド(TFO)を利用した3重鎖DNA形成法があるが、3重鎖DNAの不安定性が課題の一つとなっている。既に、ポリカチオングラフト共重合体により3重鎖DNAの安定性を著しく向上できることを見出し、実際に配列特異的にDNA/タンパク質間の塩基配列選択的な相互作用を制御できることを示した。本年度は、さらなる3重鎖DNA安定化と細胞内におけるアンチジーン法の応用を念頭に、共重合体とTFOとの共有結合を介したコンジュゲート体の作成とその機能評価を行った。コンジュゲート体の合成は、末端アミノ化TFOをサクシニル化後、共重合体と縮合することで調製し、ゲルパーミエションクロマトグラフィーで精製した。共重合体とのコンジュゲート体のDNA分解酵素に対する安定性を検討した結果、コンジュゲート化によりTFOの酵素耐性が顕著に増加することが見いだされた。一方で、3重鎖形成特性を、制限酵素を利用したアッセイ系で評価した結果、コンジュゲート化により3重鎖形成性がより高められるとともに、共重合体とDNAとの非特異的な相互作用はコンジュゲート化により有意に減少させることが可能であり、特異性と3重鎖形成性を同時に高められる事がわかった。

Research Products

• [Publications] H.Akashi, H.Kawasaki, W.J.Kim, T.Akaike, K.Taira, A.Maruyama: "Enhancement in the cleavage activity of a hammerhead ribozyme by cationic comb-type polymers and an RNA helicase in vitro"J. Biochem.. 131. 687-692 (2002)
• [Publications] Y.Sato, W.J.Kim, S.W.Choi, M.Saito, A.Kano, T.Akaike, A.Maruyama: "Investigation of DNA strand exchange mechanisms mediated by cationic polymers"Nucleic Acids Res., Suppl.. NO2. 59-60 (2002)
• [Publications] 丸山厚: "核酸認識を制御する新しい高分子材料、先端科学シリーズIII"バイオマテリアル. (印刷中). (2003)
• [Publications] 丸山厚: "DNA二重鎖の鎖交換を加速する人工核酸シャペロン"化学と教育. (印刷中). (2003)
• [Publications] 丸山厚: "核酸を機能制御するバイオマテリアルデザイン"物性研究. 79. 400-409 (2002)
• [Publications] 丸山厚: "核酸シャペロン機能を持つ高分子設計とSNPs解析への応用"Bio Industry. 19. 38-46 (2002)