糖部修飾型人工核酸アプタマー創出に向けた基盤技術の構築

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K15702
• Research Institution: National Institutes of Biomedical Innovation, Health and Nutrition
• Principal Investigator: 星野 秀和 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 創薬デザイン研究センター, 特任研究員 (40784848)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 人工核酸 / 核酸アプタマー

Outline of Annual Research Achievements

核酸アプタマーとは標的分子に対して特異的に結合する核酸分子であり、分子標的薬として期待されている。従来の方法によって得られるDNAアプタマーやRNAアプタマーは生体内で核酸分解酵素によって容易に分解される。そこで核酸分解酵素耐性を有する人工核酸に置き換えた人工核酸アプタマーを取得することができれば生体内で安定的な効果を示す高機能な核酸アプタマーになり得る。さらに、用いる人工核酸の種類によって細胞膜透過性など様々な特性を核酸アプタマーに付与することが可能になるため、核酸アプタマー開発に利用可能な人工核酸の種類を増やすことは重要である。核酸アプタマーの取得方法であるSELEX法では核酸伸長酵素であるポリメラーゼによる伸長反応が必須であるが、通常のポリメラーゼでは人工核酸に対応できないため人工核酸アプタマーを取得することができない。その問題に対して研究代表者は100種類以上の独自の改変ポリメラーゼを作製してきた。これまでに架橋型人工核酸である2′,4′-BNA/LNAの伸長が可能なポリメラーゼを取得することに成功している。そこで本研究では、独自の改変ポリメラーゼを用いることで、核酸アプタマーに適用可能な人工核酸の種類の拡張を目指した。
改変ポリメラーゼのスクリーニングを実施した結果、6種類の人工核酸それぞれに対して高効率な伸長が可能な改変ポリメラーゼを見出した。反応の正確性を評価するためのシーケンス解析を実施した結果、塩基の誤った取り込みは少なく、反応の正確性が優れていることが明らかとなった。さらに、特定の低分子が人工核酸の伸長効率を高めることを発見した。この低分子が取り込みの正確性に与える悪影響はごく僅かであり、有用性が明らかとなった。人工核酸アプタマー開発に適用可能な人工核酸の種類を拡張することに成功した。

Remarks

国際学会：1演題をエントリーしていたXVIIIth Symposium on Chemistry of Nucleic Acid Components（6月開催予定）がコロナ禍により中止になっため、9月末時点での発表件数は0件となっている。