2002 Fiscal Year Annual Research Report
一般配列での3本鎖DNA形成のための新しい認識分子の設計
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13672218
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
佐々木 茂貴 九州大学, 薬学研究院, 教授 (10170672)
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| Keywords | 三本鎖DNA / 人工塩基 / Hoogsteen水素結合 / オリゴヌクレオチド / アンチジーン / アンチセンス / バイオテクノロジー / 機能性人工核酸 |
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| Research Abstract |
DNA配列の完全認識を目指し、非天然型人工塩基の研究が世界中で10年以上行われているが、いまだに達成されていない。本研究ではプリン塩基を多く含むDNA鎖によって天然塩基では形成できない配列での三本鎖形成を検討した。プリン塩基を多用する利点としては(1)塩基間のスタッキング効果によりより安定な三本鎖DNA形成が望めること、(2)このようなDNA鎖によって形成される三本鎖DNAの構造上の特徴により、設計される認識分子は望ましい結合を取りやすいと予想される、点がある。このような点を考慮し、本研究では、(1)天然塩基ではできないHoogsteen水素結合の形成、(2)スタッキングの連続性の維持、(3)架橋構造によりコンフォーメーションの固定化、などを考慮した認識分子を設計した。設計分子は形状からW-shape nucleoside analog(WNA)と命名した。
設計分子(WNA)を合成するための鍵中間体をD-riboseから合成する経路を確立した。引き続き。鍵中間体を原料にグアニン、アデニン、シトシン、5-メチルシトシン、アデニンとのグリコシル体を合成し、結合部分の立体化学がαおよびβ-体を単離、3本鎖形成オリゴヌクレオチドに導入し、それぞれの3本鎖形成能を評価した。その結果以下のことが分かった。(1)WNA-βTはTA塩基対に特異的に3本鎖を形成した。(2)WNA-βCはCG塩基対に特異的に3本鎖を形成した。(3)WNA塩基による3本鎖は天然型よりも安定であった。(4)WNA塩基はホモプリン鎖の欠点である自己集合を阻害する作用を持っていた。
本研究の結果、天然型のA-AT, G-GTに加えて、WNA-βT-TAならびにWNA-βC-CG塩基対の組み合わせで3本鎖形成が可能になりすべての塩基配列の認識が可能となることが示唆された。WNA塩基は、さらにプリン塩基およびピリミジン塩基が混在する配列の2本鎖DNA配列の認識のための基本骨格として発展可能と考えられる。
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[Publications] Sasaki, Shigeki, Yamauchi, Hiroyuki, Nagatsugi, Fumi, Takahashi, Ryo, Taniguchi, Yosuke, Minoru Maeda: "W-Shape Nucleic Acid (WNA) for Selective Formation of Non-Natural Anti-Parallel Triplex Including a TA Interrupting Site"Tetrahedron Letters. 42(39). 6915-6918 (2001)
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[Publications] Nagatsugi, Fumi, Tokuda, Natsuko, Maeda, Minoru, Sasaki, Shigeki: "A New Reactive Nucleoside Analog for Highly Reactive and Selective Cross-linking Reaction to Cytidine Under Neutral Conditions"Bioorg & Med. Chem Lett.. 11(19). 2577-2579 (2001)
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[Publications] Nagatsugi Fumi, Usui Daisaku, Kawasaki Takeshi, Maeda Minoru, Sasaki Shigeki: "Selective Reaction to a Flipping Cytidine of the Duplex DNA Mediated by Triple Helix Formation"Bioorg & Med.Chem Lett.. 11(3). 343-345 (2001)
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[Publications] Nagatsugi, Fumi, Matsuyama, Yoshihisa, Maeda, Minoru, Sasaki, Shigeki: "Selective Cross-linking to the Adenine of the TA Interrupting Site within Homopurin Homopyrimidine Duplex"Bioorg & Med.Chem Lett.. 12. 487-489 (2002)
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[Publications] Taniguchi, Yushuke, Takahasi, Ryo, Kodama, Keiji, Senko Yusuke, Maeda, Minoru, Sasaki, Shigeki: "Selective formation of non-natural type triplexes containing TA interrupting sites with the TFO incorporating W-shape nucleic acid (WNA) analogs"Nucleic Acids Res.Supplement. 2. 31-32 (2002)
