グアニン四重鎖を標的としたAXLの抑制と、可視化プローブを用いた作用機構の検証

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05349
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 飯田 圭介 千葉大学, 大学院理学研究院, 助教 (70719773)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: グアニン四重鎖 / G4 / G4リガンド

Outline of Annual Research Achievements

近年、細胞内の分子環境に応じて、グアニン四重鎖 (G4) と呼ばれる核酸の高次構造が形成されることが明らかとなっている。G4は、複製、転写、翻訳、さら にはmicro RNAやlong non-coding RNAの機能制御にも寄与することが報告されている。G4の新規機能の理解、制御に役立つのがG4に結合・安定化することが出来 る化合物、G4リガンドであり、本研究ではこれらを扱う研究に取り組む。
前年度までに、G4を特異的に安定化、蛍光検出出来るLight up型蛍光G4リガンドを開発している。
実際に設計した化合物 (上図) の特徴を以下の通り。一つは骨格が持つ高い平面性と豊富なπ電子はG-quartetとのπ-π相互作用に有利となること。もうひとつ は、設計した骨格はG-quartetと同程度のサイズを有するため、G4への結合能獲得と、二本鎖への非特異的相互作用を低減することができることである。また、 蛍光部位に関しては以下の二種類の蛍光団骨格をハイブリッドしたことが特徴となる。すなわちソルバトクロミズム特性を有するBrooker’s Merocyanineと ESIPTを起こすことが可能なヒドロキシベンズアゾールである。 詳細は割愛するが、これらを組み合わせることで、ソルバトクロミズム特性により化合物の蛍光波長がG4との結合前後でシフトし、ESIPTによって非常に大きい ストークスシフトを示すこと、DIEにより、水中で化合物の蛍光が消光しG4との結合により蛍光が増大することがそれぞれ明らかとなった。
今年度は開発した蛍光G4リガンドを用いて、マーカーとしての応用を行った。その結果、細胞内でストレス顆粒状のG4を可視化出来ることが示され、抗体と同等にG4を検出できることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

コロナ禍の状況下ということを考慮すると開発した化合物が細胞内でG4を抗体と同等に染色でき、ストレス顆粒上のG4を可視化することができたため、概ね順調と言える。
但し、少なからず研究の遅延もあり、実験データの取得完了と、学会発表、論文化までは至っていないため、
後述に記載する通り、次年度へ延長することとした。

Strategy for Future Research Activity

G4リガンド処理した細胞で
1) ストレス顆粒が増加するか
2) AXLの発現に影響を与えるか
3) 与えた場合ＡＸＬの表現系に変化をもたらすか
を中心に研究を進めていく。

Causes of Carryover

7, 8の記載に関連して、コロナ禍の影響で遅れた分、すなわち、
細胞内におけるストレス顆粒上のG4の可視化データ取得完了、
G4リガンド処理によるがん細胞でのAXLの発現変化のデータ取得を進め、
学会発表、論文化を進めていく予定である。