遺伝子機能を特異的に制御する新規機能性ポリアミドの開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24310155
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 板東 俊和 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20345284)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: Py-Imポリアミド / 特定遺伝子制御 / DNA塩基配列認識

Outline of Annual Research Achievements

機能分子による化学的な特定遺伝子発現制御法の実現に向けて、申請者はDNAの遺伝子配列中の１塩基対の変異体の差異を認識する能力を持つ機能性ピロール(Py)-イミダゾール(Im)ポリアミドの研究開発を進めている。これまでに培養細胞内の特定遺伝子の発現を機能性Py-Imポリアミドの配列特異性によって制御可能であることを証明し、遺伝子発現制御分子としての可能性を示してきた。2015年度は、島津製Fmoc固相合成機を駆使して、様々な標的塩基配列に対応する機能性Py-Imポリアミドを合成し、それらの機能評価を進めた。
(1)ヒストンアセチル基転移酵素を活性化する機能分子であるCTBをPy-Imポリアミドに連結させた誘導体によって、ヒト皮膚線維芽細胞(HDF)中の遺伝子群を特異的に活性化することに成功した。(2) KRASの変異Codon12配列を特異的に認識してアルキル化するPy-Imポリアミドを合成し、その変異をもつ癌細胞を移植したマウス実験にて抗がん活性を評価した。
(3)ヒトテロメア配列を標的とする蛍光性タンデム型Py-Imポリアミド三量体の合成と評価を実施。(4)共同研究として特定遺伝子発現制御能を持つPy-Imポリアミドの合成と評価を実施。
本研究成果として、培養細胞中の特定遺伝子群に対して特異的に作用する機能性Py-Imポリアミドの開発研究が進展した。現在、エピジェネティクスを制御する機能性Py-Imポリアミドについてまとめるために、次世代シーケンサーを積極的に用いて解析評価を進めている。得られた知見、研究成果は2016年度に論文としてまとめる予定である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A novel detection technique of polyamide binding sites by photo-induced electron transfer in BrU substituted DNA (2015)
  • Author(s): Saha, A., Hashiya, F., Kizaki, S., Asamitsu, S., Hashiya, K., Bando, T., Sugiyama, H.
  • Journal Title: Chem. Commun. Volume: 51 Pages: 14485-14488.
  • DOI: 10.1039/C5CC05104E
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective targeting of the Kras codon 12 mutation sequence by pyrrole-imidazole polyamide seco-CBI conjugates. (2015)
  • Author(s): Taylor, R. D., Chandran, A., Kashiwazaki, G., Hashiya, K., Bando, T., Nagase, H., Sugiyama, H.
  • Journal Title: Chem. Eur. J. Volume: 21 Pages: 14996-15003.
  • DOI: 10.1002/chem.201501870
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A synthetic DNA-binding domain guides distinct chromatin-modifying small molecules to activate an identical gene network. (2015)
  • Author(s): Han, L., Pandian, G, N., Chandran, A., Sato, S., Taniguchi, J., Kashiwazaki, G., Sawatani, Y., Hashiya, K., Bando, T., Xu, Y., Qian, X., Sugiyama, H.
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed. Volume: 54 Pages: 8700-8703.
  • DOI: 10.1002/anie.201503607
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Synthetic transcriptional activator of genes associated with retina in human dermal fibroblasts. (2015)
  • Author(s): Syed, J., Chandran, A., Pandian, G, N., Taniguchi, J., Sato, S., Hashiya, K., Kashiwazaki, G., Bando, T., Sugiyama, H.
  • Journal Title: ChemBioChem. Volume: 16 Pages: 1497-1501.
  • DOI: 10.1002/cbic.201500140
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Preclinical study of novel gene silencer pyrrole-imidazole polamide targeting human TGF-β1 promoter for hypertrophic scars in a common marmoset primat model. (2015)
  • Author(s): Igarashi, J., Fukuda, N., Inoue, T., Nakai, S., Saito, K., Fujiwara, K., Matsuda, H., Ueno, T., Matsumoto, Y., Watanabe, T., Nagase, H., Bando, T., Sugiyama, H., Itoh, T., Soma, M.
  • Journal Title: PLOS. ONE. Volume: 10 Pages: e0125295.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0125295
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Integrating epigenetic modulators into nanoscript for enhances chondrogenesis of stem cells. (2015)
  • Author(s): Patel, S., Pongkulapa, T., Yin, P., Pandian, G, N., Rathnam, C., Bando, T., Vaijayanthi, T., Sugiyama, H., Lee, K, B.
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. Volume: 137 Pages: 4598-4601.
  • DOI: 10.1021/ja511298n
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Inhibition of Kras codon 12 mutants using a novel DNA-alkylating pyrrole-imidazole polyamide conjugate. (2015)
  • Author(s): Hiraoka, K., Inoue, T., Taylor, R. D., Watanabe, T., Koshikawa, N., Yoda, H., Shinohara, K., Takatori, A., Sugimoto, K., Maru, Y., Denda, T., Fujiwara, K., Balmain, A., Ozaki, T., Bando, T., Sugiyama, H., Nagase, H.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 6 Pages: 6706.
  • DOI: 10.1038/ncomms7706
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tandem trimer pyrrole-imidazole polyamide probes targeting 18 base pairs in human telomere sequence. (2015)
  • Author(s): Kawamoto, Y., Sasaki, A., Hashiya, K., Ide, S, Bando, T., Maeshima, K., Sugiyama, H.
  • Journal Title: Chem. Sci. Volume: 6 Pages: 2307-2312.
  • DOI: 10.1039/C4SC03755C
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rational design of specific binding hairpin Py-Im polyamides targeting human telomere sequences. (2015)
  • Author(s): Guo, C. X ., Kawamoto, Y., Asamitsu, S., Sawatani, Y., Hashiya, K., Bando, T., Sugiyama, H.
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Volume: 23 Pages: 855-860.
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2014.12.025
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Remarks] 京都大学大学院理学研究科 化学専攻 生物化学分科
  • URL: http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/chembio/