2017 Fiscal Year Research-status Report
生細胞内のグアニン四重鎖を可視化するライトアップ型リガンドの創製
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16K13094
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
長澤 和夫 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10247223)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | グアニン４重鎖 / ライトアップ / リガンド / 大環状ポリオキサゾール / 蛍光リガンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グアニン四重鎖（以下Ｇ４）は、グアニンが豊富な核酸の１本鎖領域で可逆的に形成される核酸の高次構造の１つである。近年、ＤＮＡの複製、遺伝子の転写調節などの生命現象を直接的に制御することが報告されている。一方、これまでに生細胞内でのＧ４形成を直接確認した例はない。
そこで本研究では生細胞内でのＧ４形成を、リガンドを用いて直接可視化することを計画した。特に、Ｇ４構造を形成したときに相互作用し、同時に蛍光特性が変化するリガンド（ライトアップ型リガンド）の創製を目的とした。
これまでに我々は、Ｇ４と選択的かつ強力に相互作用する大環状ヘキサオキサゾール化合物（以下６ＯＴＤ）の創製を報告している。また６ＯＴＤのＧ４に対する相互作用様式も、明らかにしている。これらの知見を基に、６ＯＴＤの側鎖にＧ４との会合により蛍光特性が変化する置換基を導入した化合物を設計し、その合成を行った。即ちグリシンのα位にアリル基を有する６ＯＴＤ誘導体を合成した。ついで当該アリル基とのメタセシス反応により側鎖末端にナフチル基が導入された、新規蛍光Ｇ４リガンドの創製に成功した。合成したリガンドについて種々物性を評価したところ、当該リガンドはＧ４形成配列と選択的に相互作用し、かつその構造を安定化すること、また相互作用することで蛍光特性が大きく変化することがわかった。この蛍光特性の変化は、核酸との相互作用による疎水場効果によることも明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、側鎖にナフチル基を導入した新規6OTDリガンドを計画し、合成することができた。合成した化合物は、G4と相互作用し、その複合体を安定化することがわかった。さらにG4形成時と非形成時とでの蛍光特性が変化することを明らかにし、ライトアップ型リガンドの創製に成功した。またさらに細胞内でのG4検出に適応したところ、当該リガンド由来の蛍光を観察することができた。以上のことから、本研究が順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度、G4形成により蛍光特性が変化する新規リガンドの創製に成功した。現在、当該リガンドを用い、生細胞内での観察に関して予備的な知見が得られている。今後はこの知見の再現性の確認と、蛍光特性が変化した箇所の、より詳細な解析（G4形成の有無の確認）を検討していく。
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| Causes of Carryover |
in vitroのレベルで相互作用するDNAの環境の違いにより異なる蛍光特性を示すリガンドを創製することができた。現在in vivoにおける予備的な知見は得ているが、当該機能特性に関する再現の確認実験、またこれらの成果の論文投稿のための追加実験が必要となった。
そのため期間を延長し上述の実験を実施するとともに、これらに係る消耗品費、分析に関する費用、成果の論文投稿費用として使用を計画する。
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