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Development of catalysts for RNA degradation

Research Project

Project/Area Number 20K15458
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
Research InstitutionNational Institute of Health Sciences (2021-2023)
Osaka University (2020)

Principal Investigator

Kurohara Takashi  国立医薬品食品衛生研究所, 食品添加物部, 研究員 (90865776)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
KeywordsRNA分解誘導剤 / ビスマス錯体 / キメラ分子 / 触媒 / RNA分解 / リン酸エステル分解 / ノンコーディングRNA / 錯体 / RNA選択的分解 / RNA / 有機化学 / ケミカルバイオロジー / ncRNA / 創薬 / 創薬有機化学
Outline of Research at the Start

ノンコーディングRNA(ncRNA)は、タンパク質へと翻訳されることなく生理機能を示すRNAであり、その機能解明と創薬の標的化が求められている。RNAの機能を抑制し、遺伝子の発現を制御する方法として、RNA干渉が広く知られているが、20以上の塩基数が必要であることなど、分子量や物性の観点からも医薬への応用には種々の問題点が挙げられる。
そこで本研究では、RNAを認識する部位とRNAを分解する触媒部位から構成される、低分子化合物を設計・合成し、生物学的実験によりncRNAの機能解明への応用と創薬への応用を検証する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed an RNA degradation catalyst to realize catalytic degradation of target RNA by a chimeric molecule consisting of an RNA degradation catalyst and an RNA binder.
First, we constructed an evaluation system using HPNPP, an RNA model molecule, and the corresponding DNA model molecule, to identify a dinuclear bismuth complex that is expected to have RNA-degrading activity. Furthermore, we constructed an RNA/DNA degradation evaluation system using oligonucleotides, which are more similar to RNA, and found a complex that selectively degrades RNA by optimizing the structure of the dinuclear bismuth complex. This achievement can be applied to conjugates with small molecule compounds that bind to RNA, contributing to the development of new drug discovery modalities that target RNA.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、RNA分解を誘導する低分子キメラ化合物の開発に必要な、RNA分解触媒の開発を行った。既存のRNA制御はRNA鎖のような高分子を用いる干渉法に依存していることから、本法はRNA制御法の新しい一手となる。まず、医薬品開発の観点としては、従来の創薬標的のほとんどはタンパク質であり、標的の枯渇が社会的な課題である。そのため、RNAを標的にする技術開発は、新たな創薬モダリティとして期待できる。さらに、非コードRNAのように生体での機能が十分に解明されていないRNA種も数多く知られていることから、RNAのノックダウン技術は、生命現象を解明するツールとしても学術上有用であると考えられる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2024 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Design and synthesis of dinuclear bismuth(III) complexes with potent ribonuclease-like activity2024

    • Author(s)
      Hanatani Yutaro、Kurohara Takashi、Yamashita Yasunobu、Marynberg Sacha、Takada Yuri、Itoh Yukihiro、Suzuki Takayoshi
    • Journal Title

      ChemRxiv. 2024

      Volume: -

    • DOI

      10.26434/chemrxiv-2024-chjqg

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] ビスマス(III)錯体型RNA分解分子の開発2022

    • Author(s)
      花谷優太朗,黒原崇,山下泰信,高田悠里,伊藤幸裕,鈴木孝禎
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第16回年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 二核ビスマス(Ⅲ)錯体型RNA分解分子の開発2022

    • Author(s)
      花谷優太朗,黒原崇,山下泰信,高田悠里,伊藤幸裕,鈴木孝禎
    • Organizer
      第48回反応と合成の進歩シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] RNA創薬を志向した金属錯体型RNA分解分子の開発2021

    • Author(s)
      花谷優太朗, 黒原崇, 山下泰信, 高田悠里, 伊藤幸裕, 鈴木孝禎
    • Organizer
      日本薬学会第142回年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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