Development of photochemical genomic DNA manipulation using ultrafast DNA phoro-cross-linking

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H03085
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Bio-related chemistry
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: FUJIMOTO KENZO 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (90293894)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂本 隆 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (80423078)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: DNA光クロスリンク / アンチジーン

Outline of Final Research Achievements

The method of manipulating genomic DNA is useful as a fundamental therapy for genetic diseases. In this study, we demonstrated a photochemical genomic DNA manipulation using ultrafast DNA photo-cross-linking. The photo-cross-linkable probes containing 3-cyanovinylcarbazole and cyanouridine or C3 spacer as inhibitor of photo-cross-linking between probes can photo-cross-link to duplex DNA. In addition, the double stranded DNA photo-cross-linked with probe DNA was inhibited transcription by T7 RNA polymerase and the inhibition of gene expression in cells was confirmed.

Free Research Field

核酸化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

遺伝子疾患の根本的な治療としてゲノムDNA操作法が注目を集めている。これまでの水素結合を介したゲノム配列認識ではなく、超高速光クロスリンクを用いることで共有結合を介したゲノム操作に道が開けた。合理的な核酸化学的なアプローチより、正確で定量的な操作法として遺伝子治療分野に貢献が可能となったのではと考えられる。また実際、試験管レベルではあるが、本手法を用いることで転写抑制にも成功しており、核酸医薬分野の一つの手法として位置付けられ、その社会的意義は大きい。