2023 Fiscal Year Annual Research Report
Novel sequencing method for serinol nucleic acid by using hybridization
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23H02081
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
樫田 啓 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (30452189)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | セリノール核酸 / 配列解析 / アプタマー / CPL |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では３か年の研究期間において、セリノール核酸（SNA）の配列解析法の開発、及びその応用を目指している。まず、これまで開発したSNA配列解析法を更に発展させることでこれを確立する。その後、開発したSNA開発解析法を利用することで様々な生体分子に対するSNAアプタマーの開発を目指す。
一年目は、SNA配列解析法の拡張について検討を行った。これまでに天然塩基を持つSNA10量体の配列解析が可能であることを明らかにしている。しかしながら、本配列解析法は二重鎖形成のみを利用しているため、様々な修飾塩基導入SNAの配列解析が期待できる。そこで、本研究では天然塩基構造を化学的に改変した修飾塩基をSNAに導入し、その配列解析が可能かどうか検討した。具体的には、チミン同様の水素結合部位を持つピレニルウラシル及びシアヌル酸を導入したSNAの配列解析を行った。その結果、シアヌル酸導入SNAの配列解析が可能であることがわかった。一方、ピレニルウラシルはミスマッチ認識能が不十分であることが示唆された。今後、これらの結果を更に精査することで正確な塩基対形成能と機能性を両立する修飾塩基構造を探索する予定である。
また、より長い鎖長を持つSNAの配列解析についても一部検討を行った。まず、ランダム配列長を伸長して配列解析を行ったところ、SNAと相補的な配列は得られないことがわかった。このことは、ランダム鎖長の増加に伴い、相補配列の分子数が大幅に低下していしまったことを示唆している。今後は長鎖SNAの配列を分割して解析する手法の開発に取り組む予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では３か年の研究期間において、１）セリノール核酸（SNA）の配列解析法の開発、及び２）それを利用したアプタマー開発を目指している。一年目はこのうち、１）について詳細に検討を行った。修飾塩基を導入したSNAの配列解析が可能かどうか検討したところ、チミン誘導体であるシアヌル酸を導入したSNAの配列解析が可能であることを明らかにした。シアヌル酸は水素結合部位を両面に持つため、水素結合を介して標的分子に結合するアプタマーの開発が期待できる。また、蛍光色素であるピレンを持つピレニルウラシル導入SNAについても検討を行った。その結果、ピレニルウラシルは塩基対形成が不正確であることがわかった。これらのことは、塩基対形成の正確性が分子構造と密接に関連していることを示唆しており、今後本研究を発展させるうえで極めて重要な知見と言える。今後は、これらの知見を元に修飾塩基の化学構造を設計・合成し、その配列解析が可能かどうか検証していく予定である。
以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
２年目はSNA配列解析法の更なる拡張を目指す。具体的には、より長い鎖長を持つSNAの配列解析を目指す。これまでにSNA１０量体の配列解析に成功しているため、まずは２０量体の配列解析について検討を行う予定である。また、前年度に引き続き修飾塩基導入SNAの配列解析についての検討を進める。具体的には、チミンの６位に様々な官能基を導入した修飾塩基を検討する。また、これまで利用してきたチミン誘導体に加えアデニン誘導体を導入したSNAの配列解析についても検討を進める予定である。その結果、本配列解析法が適用可能な修飾塩基の化学構造の解明が期待できる。
また、２年目及び３年目において本配列解析法を利用したアプタマー開発を目指す。SNAを利用することで、高い酵素耐性を持つアプタマーの開発が期待できる。また、SNAがアキラルであること利用することで、CD及びCPLにより標的を検出するアプタマープローブの開発が期待できる。まず、天然核酸に結合するアプタマー開発について検討を行う予定である。
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Research Products
(5 results)
