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2013 Fiscal Year Annual Research Report

1塩基認識を増幅する高分子型人工核酸の設計と生化学的機能評価

Research Project

Project/Area Number 23550243
Research InstitutionTottori University

Principal Investigator

櫻井 敏彦  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10332868)

Keywords人工核酸 / ペプチド核酸 / 遺伝子発現制御 / 細胞内発現制御
Research Abstract

ペプチド核酸(PNA)はDNA/RNAと高い相同性を示すだけではなく,生体内分解耐性に優れるなど人工核酸モデルとして期待される一方で,ゲノム配列認識が必要な16塩基程度では水溶性の低下や融解温度の上昇など通常の生態環境での展開が困難とされている。本研究では,これらの問題点を解決した1塩基認識能を増幅する高分子型人工核酸モデルとしてPNA-PEGコンジュゲートの有用性を提示し,アンチジーン,アンチセンスとしての応用展開を念頭においた遺伝子発現制御の可能性について検討した。
Polyethylene glycol (PEG) の両末端にペプチド核酸を配する系統的なPNA-PEGコンジュゲートを調製し,無細胞タンパク質合成システムを用いた遺伝子発現を評価した。さらに、相補鎖形成挙動による熱力学パラメーターの解析によりこの機構を解明することを目的とした。無細胞タンパク質合成システムによる遺伝子発現抑制効果を評価した結果、PNA-PEGコンジュゲートはアンチセンスRNAとして作用しており、1塩基の違いを明確に認識した発現制御が可能であることが示された。また,熱力学パラメーターを算出した結果、PEGの両末端にPNAを配する分子構造が1塩基を認識しており、各PNA部分のTm値の差がこの1塩基認識機構に大きく寄与していることが示された。
PNA-PEGコンジュゲートによる細胞内遺伝子発現制御を目的として、細胞内輸送について検討した。ローダミン誘導体を末端に導入したPNA-PEGコンジュゲート (SRB-PPC) を調製し,無血清培地に所定濃度のSRB-PPCと各マーカーを添加した後のHeLa細胞を蛍光顕微鏡で観察した。この結果,SRB-PPCがマクロピノサイトーシスマーカーであるFITC-dextranと共局在することが確認されたが,マクロピノソームからのリリースは観察されなかった。マクロピノソームからのリリースを目的として,リリースシグナルを共存させた結果,顕著な細胞質へのリリースが観察された。

  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Electroreductive intermolecular coupling of 3-methoxycarbonylindoles with ketones2013

    • Author(s)
      Kise, N., Sueyoshi, A., Takeuchi, S., Sakurai, T.
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 15(11) Pages: 2746-2749

    • DOI

      10.1021/ol4010799

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metallo-regulation of the bimolecular triplex formation of a peptide nucleic acid.2013

    • Author(s)
      Shimada H, Sakurai T, Kitamura Y, Matsuura H, Ihara T
    • Journal Title

      Dalton Trans.

      Volume: 42(45) Pages: 16006-13

    • DOI

      10.1039/c3dt51386f

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reductive coupling of aliphatic cyclic imides with benzophenones by low-valent titanium2013

    • Author(s)
      Kise N, Kinameri S, Sakurai T.
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 54 Pages: 6944-6948

    • DOI

      org/10.1016/j.tetlet.2013.10.053

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electroreductive intramolecular coupling of aliphatic cyclic imides with a,b-unsaturated esters and ketones: unusual methyl-alkoxy exchange in silyl ketene acetals2013

    • Author(s)
      Kise, N., Inoue, Y., Sakurai, T.
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 54 Pages: 3281-3285

    • DOI

      org/10.1016/j.tetlet.2013.04.047

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 機能性生体分子の設計と機能~人工核酸を中心にして~2014

    • Author(s)
      櫻井敏彦
    • Organizer
      鳥取大-東工大シンポジウム
    • Place of Presentation
      鳥取大学
    • Year and Date
      20140312-20140312
    • Invited
  • [Presentation] 高分子型人工核酸の設計と生化学的機能評価2014

    • Author(s)
      櫻井敏彦
    • Organizer
      高分子学会九州支部フォーラム2014
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20140227-20140228
    • Invited
  • [Presentation] 非変性コラーゲン-プロテオグリカン構造体を用いた三次元細胞培養2013

    • Author(s)
      舛山 渉、山内 翠、木瀬 直樹、櫻井 敏彦
    • Organizer
      平成25年度中国四国地区高分子若手研究会
    • Place of Presentation
      アークホテル岡山
    • Year and Date
      20131114-20131115
  • [Presentation] 1塩基認識能を増幅する人工核酸の設計と遺伝子発現制御2013

    • Author(s)
      櫻井敏彦
    • Organizer
      文部科学省 生命動態システム科学推進拠点 「核内クロマチン・ライブダイナミクスの数理研究拠点」
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      20130726-20130727
    • Invited
  • [Presentation] ペプチドシグナルを用いたPNA-PEGコンジュゲートの細胞内輸送2013

    • Author(s)
      有馬悠介、木瀬直樹、櫻井敏彦
    • Organizer
      蛋白質科学会
    • Place of Presentation
      とりぎん文化会館
    • Year and Date
      20130612-20130614
  • [Presentation] Peptide-PEGコンジュゲートによるアミロイド線維化挙動の評価2013

    • Author(s)
      藤田有紀、木瀬直樹、櫻井敏彦
    • Organizer
      蛋白質科学会
    • Place of Presentation
      とりぎん文化会館
    • Year and Date
      20130612-20130614
  • [Presentation] 1塩基認識能を増幅する人工核酸の設計と遺伝子発現制御2013

    • Author(s)
      櫻井敏彦、柴田崇弘、木瀬直樹、奥野貴士
    • Organizer
      蛋白質科学会
    • Place of Presentation
      とりぎん文化会館
    • Year and Date
      20130612-20130614
  • [Presentation] 機能性生体高分子によるバイオマテリアルの創成2013

    • Author(s)
      櫻井敏彦
    • Organizer
      中国・四国地区におけるバイオマテリアル研究
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      20130401-20130401
    • Invited

URL: 

Published: 2015-05-28  

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