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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Development of the method for large-scale analysis of the reactive molecules to RNA higher-ordered structure

Research Project

Project/Area Number 20H02855
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

永次 史  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90208025)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
KeywordsRNA高次構造 / 選択的アルキル化 / 大規模解析 / RNA標的創薬
Outline of Annual Research Achievements

Non coding RNA (ncRNA)は多数の類似した高次構造を形成するため、これらを標的としたRNA結合性小分子の報告例は限られている。本研究ではRNA標的創薬を指向し、多様なRNA高次構造に対して化学反応性を持つ分子の真の選択性解析法の確立及びそれを用いた新しい構造反応性相関研究への展開、さらにはこれらの結果得られた高い選択性を持つRNA高次構造反応性分子を用いた細胞内標的の効率的阻害を目的とした。本解析法を確立することで、まず特定の化学反応性分子に関する大規模な反応特性情報(反応するRNA高次構造のランク化による選択性情報)が得られる。さらにこの解析法を用いて、反応性分子ごとの高次構造RNAに対する大規模な構造反応性相関情報を明らかにできる。具体的には、RNA小分子間相互作用大規模解析を可能とする方法を基本に、反応性分子のRNA高次構造に対する選択性を大規模に解析する手法を確立する。本年度はアルキル化分子の多様性拡大を目指し下記の2点について検討した。
様々なRNA高次構造結合分子を持つVQ誘導体の合成:本年度は、昨年度開発に成功した新たなVQ誘導体を用いて、RNA結合部位としてベルベリン誘導体と複合した分子を合成し、アルキル化するRNA配列情報の取得について検討した。その結果、アクリジンを導入したVQ誘導体とは異なるアルキル化するRNA配列情報が得られた。
より効率的に機能するOFF-ON型反応性分子の開発:本年度は反応分子の拡張を目指し、新たなOFF-ON型反応性分子として、VQ誘導体よりもコンパクトな分子である、ピリミジン骨格を基本とする反応性分子を合成した。合成した反応性分子を用いて、検討を行ったところ、G4構造を持つDNAに対して効率的に反応することを見出した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (31 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Formation of Direction-Controllable Pseudorotaxane and Catenane Using Chemically Cyclized Oligodeoxynucleotides and Their Noncovalent RNA Labeling2023

    • Author(s)
      Kuwahara Kazuki、Yajima Sayaka、Yamano Yuuhei、Nagatsugi Fumi、Onizuka Kazumitsu
    • Journal Title

      Bioconjugate Chemistry

      Volume: 34 Pages: 696~706

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.3c00031

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of 6-Alkynylated Purine-Containing DNA via On-Column Sonogashira Coupling and Investigation of Their Base-Pairing Properties2023

    • Author(s)
      Okamura Hidenori、Trinh Giang Hoang、Dong Zhuoxin、Fan Wenjue、Nagatsugi Fumi
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 28 Pages: 1766~1766

    • DOI

      10.3390/molecules28041766

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] <i>o</i>-Nitrobenzyl Oxime Ethers Enable Photoinduced Cyclization Reaction to Provide Phenanthridines under Aqueous Conditions2023

    • Author(s)
      Okamura Hidenori、Iida Momoka、Kaneyama Yui、Nagatsugi Fumi
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 25 Pages: 466~470

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c04015

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reactivity Modulation of Reactive OFF?ON Type G-Quadruplex Alkylating Agents2022

    • Author(s)
      Chen Yutong、Onizuka Kazumitsu、Hazemi Madoka E.、Nagatsugi Fumi
    • Journal Title

      Bioconjugate Chemistry

      Volume: 33 Pages: 2097~2102

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.2c00458

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photochemical Labeling of Nucleic Acid by Photocatalyst Tethered DNA Probe2022

    • Author(s)
      Yamano Yuuhei、Onizuka Kazumitsu、Sasaki Madoka、Sato Shinichi、Nagatsugi Fumi
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 51 Pages: 1121~1124

    • DOI

      10.1246/cl.220397

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective Chemical Modification to the Higher‐Order Structures of Nucleic Acids2022

    • Author(s)
      Nagatsugi Fumi、Onizuka Kazumitsu
    • Journal Title

      The Chemical Record

      Volume: 23 Pages: e202200194

    • DOI

      10.1002/tcr.202200194

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hybridization-specific chemical reactions to create interstrand crosslinking and threaded structures of nucleic acids2022

    • Author(s)
      Onizuka Kazumitsu、Yamano Yuuhei、Abdelhady Ahmed Mostafa、Nagatsugi Fumi
    • Journal Title

      Organic &Biomolecular Chemistry

      Volume: 20 Pages: 4699~4708

    • DOI

      10.1039/d2ob00551d

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a selective ligand for G?G mismatches of CGG repeat RNA inducing the RNA structural conversion from the G-quadruplex into a hairpin-like structure2022

    • Author(s)
      Murase Hirotaka、Nagatsugi Fumi、Sasaki Shigeki
    • Journal Title

      Organic &Biomolecular Chemistry

      Volume: 20 Pages: 3375~3381

    • DOI

      10.1039/d2ob00279e

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Photocatalytic profiling of G4 DNA-interacting proteins2023

    • Author(s)
      Ahmed Mostafa Abdelhady, Kazumitsu Onizuka, Shinichi Sato, Tatsuki Masuzawa, Takanori Oyoshi, Fumi Nagatsugi
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会
  • [Presentation] Large-scale analysis of RNA alkylation using OFF-ON type alkylators2023

    • Author(s)
      Yutong Chen, Kazumitsu Onizuka, Kaoru R. Komatsu, Emi Miyashita, Hirohide Saito, Fumi Nagatsugi
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会
  • [Presentation] Development of reactive OFF-ON type alkylating agents based on pyrimidine structure2023

    • Author(s)
      Pingyun Lan, Kazumitsu Onizuka, Yutong Chen, Fumi Nagatsugi
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会
  • [Presentation] 光触媒導入DNAプローブを利用した核酸光修飾法の開発2023

    • Author(s)
      山野雄平・鬼塚和光・佐々木まどか・佐藤伸一・永次史
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会
  • [Presentation] 擬ロタキサンおよびカテナン形成能を持つ新規環状化核酸の開発2023

    • Author(s)
      桑原和貴・鬼塚和光・矢島さやか・山野雄平・永次史
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会
  • [Presentation] RNA結合性情報を持つ新規蛍光指示薬の開発2023

    • Author(s)
      長澤瞭佑、鬼塚和光、岩田 遼平、小松リチャード馨、宮下映見、小澤眞美子、齊藤博英、永次史
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
  • [Presentation] RNA-蛍光指示薬間相互作用大規模情報を利用したRNA結合分子スクリーニング2022

    • Author(s)
      長澤瞭佑、鬼塚和光、小松リチャード馨、宮下映見、小澤眞美子、齊藤博英、永次史
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第16回年会
  • [Presentation] DNA結合タンパク質の選択的な光近接ラベル化(Selective light-based proximity labeling of DNA-interacting proteins)2022

    • Author(s)
      Ahmed Mostafa Abdelhady, Kazumitsu Onizuka, Tatsuki Masuzawa, Shinichi Sato, Keita Nakane, Takanori Oyoshi, Fumi Nagatsugi
    • Organizer
      日本核酸医薬学会 第7回年会
  • [Presentation] 機能性オリゴヌクレオチドの開発2022

    • Author(s)
      永次 史
    • Organizer
      日本核酸医薬学会 第7回年会
    • Invited
  • [Presentation] RNA-蛍光指示薬間相互作用大規模解析とRNA結合分子探索2022

    • Author(s)
      鬼塚和光、長澤瞭佑、小松リチャード馨、宮下映見、岩田遼平、小澤眞美子、齊藤博英、永次史
    • Organizer
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] 光触媒修飾DNAプローブを利用した核酸の光修飾法の開発2022

    • Author(s)
      山野雄平・鬼塚和光・佐々木まどか・佐藤伸一・永次史
    • Organizer
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] Development of novel threaded structure-forming nucleic acids with the ability of slipping direction control and their mechanism elucidation2022

    • Author(s)
      Kazuki Kuwahara, Kazumitsu Onizuka, Sayaka Yajima, Yuuhei Yamano, Fumi Nagatsugi
    • Organizer
      令和4年度化学系学協会東北大会
  • [Presentation] Creation of novel fluorescent indicators for screening of RNA binding small molecules2022

    • Author(s)
      Ryohei Iwata, Kazumitsu Onizuka, Ryosuke Nagasawa, Hirotaka Murase, Fumi Nagatsugi
    • Organizer
      令和4年度化学系学協会東北大会
  • [Presentation] スリッピング方向が制御可能な貫通構造形成核酸の開発とそのメカニズム解明2022

    • Author(s)
      桑原和貴・鬼塚和光・矢島さやか・山野雄平・永次史
    • Organizer
      第12回 CSJ化学フェスタ2022
  • [Presentation] Development of a screening system for RNA-binding small molecules based on large-scale information of interactions between RNAs and a fluorescence indicator2022

    • Author(s)
      長澤瞭佑、鬼塚和光、小松リチャード馨、宮下映見、小澤眞美子、齊藤博英、永次史
    • Organizer
      CBI学会2022年大会
  • [Presentation] Pseudorotaxane and catenane formation via the slipping process2022

    • Author(s)
      Kazumitsu Onizuka, Kazuki Kuwahara, Sayaka Yajima, Yuuhei Yamano, Fumi Nagatsugi
    • Organizer
      ISNAC2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Selective photo-catalytic proximity labeling of G4 DNAinteracting proteins for the interaction proteomes of G4 DNA2022

    • Author(s)
      Ahmed Mostafa Abdelhady, Kazumitsu Onizuka, Tatsuki Masuzawa, Shinichi Sato, Keita Nakane, Takanori Oyoshi, Fumi Nagatsugi
    • Organizer
      ISNAC2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nucleic acids modification by photo-catalytic reaction2022

    • Author(s)
      Yuuhei Yamano, Kazumitsu Onizuka, Madoka Sasaki, Shinichi Sato, and Fumi Nagatsugi
    • Organizer
      ISNAC2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Large-scale analysis of RNA-fluorescence indicator interactions and screening for RNA-binding small molecules2022

    • Author(s)
      Ryosuke Nagasawa, Kazumitsu Onizuka,Kaoru R. Komatsu, Emi Miyashita, Mamiko Ozawa, Hirohide Saito,Fumi Nagatsugi
    • Organizer
      ISNAC2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Alkylation of G4 nucleic acids by reactive Off-On type reagent and its application2022

    • Author(s)
      Yutong Chen, Kazumitsu Onizuka, Madoka E. Hazemi, Emi Miyashita, Kaoru R. Komatsu, Hirohide Saito, Fumi Nagatsugi
    • Organizer
      第22回東北大学多元物質科学研究所研究発表会
  • [Book] Handbook of Chemical Biology of Nucleic Acids2022

    • Author(s)
      Fumi Nagatsugi
    • Total Pages
      1990
    • Publisher
      Springer Singapore
  • [Remarks]

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/nagatsugi/html/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 核酸内グアニン塩基結合性蛍光色素2022

    • Inventor(s)
      鬼塚 和光,長澤 瞭佑,岩田 遼平,村瀬 裕貴,永次 史
    • Industrial Property Rights Holder
      鬼塚 和光,長澤 瞭佑,岩田 遼平,村瀬 裕貴,永次 史
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-201302

URL: 

Published: 2023-12-25  

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