2020 Fiscal Year Research-status Report
効率的な2本鎖DNA認識を達成するペプチド核酸の開発
| Project/Area Number |
19K05730
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
愛場 雄一郎 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10581085)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | DNA / PNA / ペプチド核酸 / インベージョン / 核酸 / 遺伝子 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
2本鎖DNAの配列選択的認識は基盤的な技術であるがゆえ、その応用可能性は非常に高く、ゲノム編集、遺伝子発現制御などの幅広い展開が可能である。それに対し、これまではZinc Finger、TALE、Cas9などのDNA結合タンパクを利用することで、主に研究が進められてきた。もし合成分子で2本鎖DNAを配列選択的に認識することが出来れば、実験手技の大幅な簡便化だけでなく、従来のDNA結合タンパクにはない新たな研究展開が期待される。そこで本研究では、人工核酸であるペプチド核酸（Peptide Nucleic Acid, PNA）の特徴的な2本鎖DNA認識様式であるインベージョンに着目し、新たなDNA認識技術の構築を目指した。これまでのインベージョンでは、その効率的なDNA認識効のために、PNAの核酸塩基部への複雑な化学修飾が必須となっていた。しかし、その合成は非常に煩雑であり、このPNAの合成面が、インベージョン応用研究の汎用化への足かせとなっていた。
本研究では、必要となる核酸塩基への化学修飾を簡素化することで、より簡便なPNA合成を達成し、様々な応用研究に適応しやすいインベージョン系の構築を目指した。今年度は申請書に記載したインベージョンの新たな設計とその構造情報の解明について検討を進めた。今回の重要なポイントとしてはPNAの汎用化に向けて複雑な化学修飾などを用いないという点であり、本年度の検討により従来にはなかった新規インベージョン手法の開発に成功した（詳細を含めて国際論文誌に投稿）。本系は非常に有効な手法であり、そのPNAの合成の簡便化のために、構造解析を推進するうえでも大きなメリットとなっている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
今年度はコロナ禍による影響で、数か月間の研究室閉鎖などがあり、当初の予定のスケジュールでは実験が行えなかった。一方で、昨年度から当初の計画以上に研究が進展していたこともあり、昨年度から検討を始めた残りの2テーマについては順調に成果が得られており、特に1テーマは論文投稿の段階まで進んでおり、当初の計画以上の進展であると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
申請書には、「①効率的な2本鎖DNA認識を達成するペプチド核酸の開発」、「②化学修飾に依存しない新しい配列設計を用いたインベージョン系を構築」、「③従来明らかでなかったPNAのインベージョン複合体の構造解析」を行うことを本研究の主要課題として挙げている。課題①および②を通し、インベージョンの手技の簡便化とその認識効率の向上を図ることで、課題③の達成を目指している。現在のところ、課題①は達成、課題②はほぼ達成、課題③の初期的な検討も既に着手している段階である。最終年度は課題③について集中的に検討を進め、インベージョンの構造情報の獲得を目指したい。また、本研究課題の研究期間全体で得られた技術を統合し、様々な生命現象の解明につながるような技術開発を目指していきたいと考えている。
|
| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により、数か月間研究室を閉鎖し、実験を行えなかった時期が発生したことに加え、当初参加予定であったPACIFICHEM2020（環太平洋国際化学会議）等が2021年度に延期されたことから、それらに関する消耗品費や旅費などを次年度に使用する予定である。
|
