2013 Fiscal Year Annual Research Report
細胞内分子環境の化学模倣系の構築とそれを用いたテロメア核酸プローブの開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Science for Nanomedicine |
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| Project/Area Number |
24107525
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
三好 大輔 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (50388758)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 分子クラウディング / DNA / 四重らせん構造 / テロメア / リガンド / 分子設計 |
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| Research Abstract |
細胞内は、非常に高濃度の生体分子が存在する分子クラウディング状態にある。また、DNAが存在する細胞核内には、染色体が存在し、二重らせん構造を形成しているDNAそのものが大量に存在している。そこで本研究では、（１）細胞環境の化学模倣を試み、その分子環境で活性を示す機能分子を設計する指針を得ることを試みた。また、（２）細胞内で重要な役割を果たすことが知られているDNA四重らせん構造を蛍光検出できる新たな分子プローブを開発することも試みた。以下に、それぞれの課題について得られた成果を示す。
（１）細胞核内環境を合成高分子と天然の核酸高分子を用いて化学模倣した。その系内において、細胞のがん化に関与するテロメアDNAの高次構造を解明した。さらに、広いπ平面をもち、負電荷をもつ化合物が特異的にDNA四重らせん構造と結合することが見出された。興味深いことに、本研究で検討した化合物の細胞模倣環境下でのテロメラーゼ阻害効果は、がん細胞や正常細胞に対する増殖抑制効果と相関があった。すなわち、本実験系は、副作用の予測にも有用であることが示唆された。
（２）DNA四重らせん構造に結合して強く蛍光発光する化合物の開発：四重らせん構造の分子物性として、グアニン塩基の高い疎水性に着目した。四重らせん構造のグアニン四量体と、その上下にあるループ領域は、芳香族塩基が集積し、高い疎水性を有している。このような疎水性ポケットに結合し、強く発光する物質に、タンパク質線維に対する蛍光プローブがある。様々なタンパク質線維プローブとDNA四重らせん構造の親和性を検討したところ、チオフラビンTが、DNA四重らせん構造と結合することで蛍光発光を数百倍にも増強することが示された。さらに、二重らせん構造をはじめ、他のDNAが形成する構造では全く蛍光を発光しないことも示された。また、結合機構と結合に伴う発光機構を提唱できた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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