核酸認識だけでなくリボザイム機能を有する新規DNAチップの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12878107
• Research Institution: Konan University
• Principal Investigator: 杉本 直己 甲南大学, 理工学部, 教授 (60206430)
• Keywords: 非天然核酸 / デオキシリボサイム / DNAチップ / リボサイム / 核酸高次構造 / ジーンチップ / ペプチド核酸 / RNA切断反応

Research Abstract

核酸の未知の機能が次々と発見され、生体系の共有結合の切断に対して触媒機能を有するデオキシリボザイムが注目されている。このデオキシリボザイムは、金属イオンの助けを借りながら遺伝子を"認識"し、さらに切断するという"機能"を有する分子である。一方、遺伝子の機能を迅速かつ簡便に解明する手法の1つに、DNAチップ法がある。これは、相補的な核酸同士が互いに"認識"することを利用した技術である。しかしながら、"機能"を有するDNAチップの開発は未だなされていない。このような機能性分子をチップ上に固定化できれば、相補鎖認識だけでなく機能も併せ持つ機能性DNAチップとして活用できるという期待が高まっている。
本研究では、短鎖デオキシリボザイムを機能性分子として捉え、核酸の"認識"と切断の"機能"を併せ持つ超分子認識素子(デオキシリボザイム素子)の開発について検討した。インビトロ選択法により見いだされたデオキシリボザイムの活性部位のダウンサイジングを行い、ループ内の塩基配列及び金属イオンの種類の両方により、RNA切断反応性を制御できるCa^<2+>依存型短鎖デオキシリボサイムを開発した。この短鎖デオキシリボザイムを利用した超分子認識素子を創製するために、短鎖デオキシリボザイムの5'末端をアビジン-ビオチン相互作用を利用してカラムに固定化した。このデオキシリボザイム素子を用いて、Ca^<2+>存在下で切断部位がヘアピン・ループ構造内にあるRNAの切断反応を行った結果、RNA切断活性がヘアピン・ループの塩基数に依存することがわかった。

Research Products

• [Publications] Naoki Sugimoto: "Stabilization Factors Affecting Duplex Formation of Peptide Nucleic Acid with DNA"Biochemistry. 40. 8444-8451 (2001)
• [Publications] Naoki Sugimoto: "pH and Cation Effects on the Properties of Parallel Pyrirmidine Motif DNA Triplexes"Biochemistry. 40. 9396-9405 (2001)
• [Publications] Junji Kwakami: "Thermodynamic Stability of Base Pairs between 2-Hydroxyadenine and Incoming Nucleotide Incorporation Specificity During Replication"Nucleic Asids Res.. 29. 3289-3296 (2001)
• [Publications] Naoki Sugimoto: "Effect of Divalent Cations on Antiparallel G-quartet Structure of d(G_4T_4G_4)"FEBS Letters. 496. 128-133 (2001)
• [Publications] Naoki Sugimoto: "DNA Recognition of a 24-mer Peptide Derived From RecA Protein"Biopolymers. 55. 416-424 (2001)
• [Publications] Jin Zou: "Cu^<2+> Inhibits the Aggregation of Amyloid β-peptide(1-42) in vitro"Anger.Chem.Int.Ed.Engl.. 40. 2274-2277 (2001)