Development of a new design method for artificial nucleic acids

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K12125
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 62010:Life, health and medical informatics-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Nagao Chioko 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (10402463)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笠原 勇矢 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, 副センター長 (10740673) ; 李 秀栄 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, プロジェクト研究員 (50390670)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 人工核酸アプタマー / ドッキング / 分子動力学計算 / SELEX

Outline of Final Research Achievements

In this study, we proposed a novel design method for artificial nucleic acid aptamers, in which the modification groups are selected by considering not only the affinity with the specific interaction site but also the non-specific interaction with the target surface by using exhaustive docking to the target protein, and the SELEX method is implemented using the artificial nucleic acid with the selected modification groups. We synthesized artificial nucleic acids introducing fragments selected by docking and succeeded in obtaining a library that binds specifically to IL-6R.

Free Research Field

計算生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

抗体のようにタンパク質や化合物を特異的に認識する機能を持ち、製造の容易さや保存性で優れている核酸アプタマーは、今後、治療薬や診断薬などへの応用が期待されている。核酸アプタマーを医薬応用するためには、核酸への修飾導入による特異性の向上や体内動態の改善が欠かすことができない。本研究で提案した人工核酸アプタマーの新規デザイン法は、これまでアプタマーを取得することが困難であったタンパク質にもターゲットを広げる可能性を持ち、人工核酸アプタマーの開発と医療応用を推進するものと期待される。また、網羅的ドッキングによるフラグメントの選択法は、一般的な低分子リガンドの選択にも適用可能であると考えている。