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2012 Fiscal Year Annual Research Report

光応答性ヘアピン型核酸を用いた転写制御法の確立

Research Project

Project/Area Number 22750155
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

開發 邦宏  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (70419464)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords転写制御 / バイオテクノロジー / 核酸 / 遺伝子 / 有機化学
Research Abstract

ヘアピン型ペプチド核酸(PNA)は、標的遺伝子に対してワトソン-クリック塩基対、およびフーグスティン塩基対を形成する2つのPNA鎖をリンカー分子で架橋したものであり、標的遺伝子を挟み込んでその発現を抑制する分子として知られている。本研究では、ヘアピン型PNAのリンカー分子に、独自に開発した可視光応答性アゾベンゼン型アミノ酸(AZO)を導入し、標的遺伝子の転写を光制御することを目指した。
まず、ヘアピン型PNAのリンカー分子を従来型のアミノエチルエトキシ酢酸からAZOに変更したところ、相補鎖への会合特性が約10倍向上した。しかし、標的配列にポリプリン配列が含まれる場合、2分子のヘアピン型PNAが1分子のDNAに会合してしまう問題が生じた。鋭意検討の結果、ヘアピン型PNAのリンカー分子にAZOに加えてβ-アラニン(b-Ala)をスペーサーとして用いると、1分子のヘアピン型PNAが標的DNAのポリプリン配列を挟み込んで安定なPNA:DNA=1:1の会合体を形成することを見出した。
また、ヘアピン型PNA-AZO-(b-Ala)のアゾ骨格をトランス型からシス型に幾何異性化させると、PNA/DNA間の会合体形成能が低下することを確認した。トランス型のヘアピン型PNA-AZO-(b-Ala)は、インフルエンザウイルスゲノムをマウス白血病ウイルス由来のポリメラーゼにより逆転写する過程を効果的に阻害するだけでなく、イヌ腎臓培養細胞内でのインフルエンザウイルスのゲノム増幅を抑制することを見出した。そこで、インフルエンザウイルスのヘマグルチニン蛋白質とGFP蛋白質をコードするプラスミドを作成し、ヘアピン型PNA-AZO-(bata-Ala)と共に細胞内へトランスフェクションしたところ、アゾ骨格をトランス型に光異性化させた場合にのみGFP蛋白の発現が抑制されることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Sequence-specific and visual identification of influenza virus gene by azobenzene-tethered bis-peptide nucleic acid2013

    • Author(s)
      Kunihiro Kaihatsu
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 8 Pages: 1~1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and application of visible light sensitive azobenzene2012

    • Author(s)
      Shinjiro Sawada
    • Journal Title

      Current Pharmaceutical Biotechnology

      Volume: 13 Pages: 2642~2648

    • DOI

      PMID:22039815

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ペプチド核酸のDNA、 RNA識別に及ぼす化学修飾の影響2012

    • Author(s)
      開發 邦宏
    • Organizer
      第9回バイオオプティクス研究会
    • Place of Presentation
      山口大学、山口県
    • Year and Date
      20121207-20121208
  • [Presentation] Identification and inhibition of influenza virus genome replication by a peptide nucleic acid2012

    • Author(s)
      Kunihiro Kaihatsu
    • Organizer
      The 39th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • Place of Presentation
      名古屋大学、愛知県
    • Year and Date
      20121115-20121117
  • [Presentation] ペプチド核酸を用いたインフルエンザウイルスの効率的増殖阻害2012

    • Author(s)
      開發 邦宏
    • Organizer
      アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2012
    • Place of Presentation
      仙台市民会館、宮城県
    • Year and Date
      20120924-20120926
  • [Presentation] インターカレーター修飾ペプチド核酸によるDNAの1塩基変異識別2012

    • Author(s)
      早矢仕 恬子
    • Organizer
      第6回バイオ関連化学会
    • Place of Presentation
      北海道大学、北海道
    • Year and Date
      20120906-20120908
  • [Presentation] Diagnosis of influenza viruses by peptide nucleic acid-modified with a novel intercalator2012

    • Author(s)
      Kunihiro Kaihatsu
    • Organizer
      25th International Symposium of Antiviral Research
    • Place of Presentation
      Hotel Royton Sapporo, Hokkaido
    • Year and Date
      20120416-20120419

URL: 

Published: 2014-07-24  

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