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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Selective modification of histone methylation using DNA binding-small molecules

Research Project

Project/Area Number 26350977
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

篠原 憲一  千葉大学, 大学院医学研究院, 特任助教 (70378561)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsエピゲノム制御 / 核酸化学 / 発現制御 / ヒストンメチル化 / ピロール・イミダゾールポリアミド
Outline of Annual Research Achievements

ヒストン修飾やDNAメチル化等のエピゲノム情報は、細胞分化・細胞リプログラム等の細胞運命を左右する鍵であり、その異常はがんを始めとする様々な疾患の原因となっている。そのため、ヒストン修飾酵素を標的とした制御概念開発が進められている。最近では、一部のがんに対してヒストン脱メチル化酵素阻害剤が有効であることが報告された (Mohammadら, Cancer Cell, 2015)。しかし、阻害剤単剤は作用領域が広範囲で選択性が低い弊害がある。このため、本研究ではヒストン脱メチル化酵素阻害剤へDNA塩基配列能を有するピロール-イミダゾールポリアミド(PIP)を融合させて作用領域を局所化させ、選択性を高めた新規薬剤開発を進めた。
前年度の2015年度において、開発したPIPとヒストン脱メチル化酵素阻害剤NCD38を融合させたプロトタイプ分子について、大腸がん細胞の培養系でのヒストンメチル化部位の選択性を評価したところ、NCD38単独では変化の起こらない部位に、プロトタイプ分子はヒストンメチル化を誘導できることが確認できた。
以上の結果を受け、最終年度である2016年度の研究では、プロトタイプ分子による選択的なエピゲノムや遺伝子発現状態の変化をより詳細に解析した。ヒストンアセチル化抗体によるChIP-Seqや、RNA-Seqによる網羅的解析を中心とした研究により、プロトタイプ分子が多数結合できる領域とヒストンアセチル化レベルの上がる領域に強い相関性が認められた。このことからPIPとNCD38の融合分子が結合領域選択的に遺伝子を活性化できる可能性が示唆されたため、8塩基認識型のヘアピン型PIPへNCD38を融合を試み、現在この分子による選択的な遺伝子活性化能の評価が進行中となっている。

  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Synthesis of Pyrrole-Imidazole Polyamide Oligomers Based on a Copper-Catalyzed Cross-Coupling Strategy.2017

    • Author(s)
      Shiga N, Takayanagi S, Muramoto R, Murakami T, Qin R, Suzuki Y, Shinohara K, Kaneda A, Nemoto T.
    • Journal Title

      Bioorg Med Chem Lett,

      Volume: 27 Pages: 2197-2200

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2017.03.052

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ゲノム領域選択的なエピゲノム制御アプローチ2017

    • Author(s)
      篠原憲一、金田篤志
    • Journal Title

      Medical Science Digest

      Volume: 43 Pages: 116-121

  • [Journal Article] Platinum-Catalyzed Friedel-Crafts-Type C-H Coupling Allylic Amination Cascade to Synthesize 3,4-Fused Tricyclic Indoles.2016

    • Author(s)
      Suzuki Y,. Tanaka Y, Nakano S, Dodo K, Yoda N, Shinohara K, Kita K, Kaneda A, Sodeoka M, Hamada Y, Nemoto T.
    • Journal Title

      Chemistry

      Volume: 22 Pages: 4418-4421

    • DOI

      10.1002/chem.201600375

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Double Beta-alanine Substitutions Incorporated in 12-ring Pyrrole-Imidazole Polyamides for Lengthened DNA Minor Groove Recognition.2016

    • Author(s)
      Watanabe T. Shinohara K. Shinozaki Y. Uekusa S. Wang X. Koshikawa N. Inoue, T. Hiraoka K. Bando T. Sugiyama H. Nagase H.
    • Journal Title

      Adv Tech Biol Med

      Volume: 175 Pages: 1000175

    • DOI

      10.4172/2379-1764.1000175

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Inhibition of DNA Methylation at the MLH1 Promoter Region Using Pyrrole-Imidazole Polyamide.2016

    • Author(s)
      Shinohara K, Yoda N, Takane K, Watanabe T, Fukuyo M, Fujiwara K, Kita K, Nagase H, Nemoto T, Kaneda A.
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 1 Pages: 1164-1172

    • DOI

      10.1021/acsomega.6b00229

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] DNA結合小分子を用いた選択的DNAメチル化阻害2016

    • Author(s)
      篠原憲一
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第11回年会
    • Place of Presentation
      京都テルサ テルサホール(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-06-15 – 2016-06-17
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 配列特異的で設計可能な標的遺伝子の転写抑制阻害剤およびこれを含む組成物並び にその使用2017

    • Inventor(s)
      金田篤志、篠原憲一、根本哲宏
    • Industrial Property Rights Holder
      金田篤志、篠原憲一、根本哲宏
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2017/003623
    • Filing Date
      2017-02-01
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 遷移金属触媒反応を利用した 3,4 位中員環縮環 3-アルキリデンインドリ ン類、および 3,4 位中員環縮インドール類の合成法2016

    • Inventor(s)
      根本哲宏、濱田康正、鈴木雄太、仲野駿一、篠原憲一、金田篤志、他
    • Industrial Property Rights Holder
      根本哲宏、濱田康正、鈴木雄太、仲野駿一、篠原憲一、金田篤志、他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-158433
    • Filing Date
      2016-08-12

URL: 

Published: 2018-01-16  

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