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非平衡キャピラリー電気泳動法を用いた新規人工核酸アプタマーの創製

研究課題

研究課題/領域番号 11J10396
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生体関連化学
研究機関群馬大学

研究代表者

笠原 勇矢  群馬大学, 理工学研究院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード核酸アプタマー / ランダムスクリーニング / キャピラリー電気泳動 / 架橋型核酸 / スイッチ分子 / 分子認識 / 低分子
研究概要

これまでにCE-SELEXによって創製したキメラ型アプタマーは、標的分子であるヒトトロンビンに対して高い親和性と優れた特異性を持っており、ピト血清中での安定性も向上していることがわかった。さらには, プライマー部位に導入した架橋型核酸を天然型に置換することで活性が大きく変化する特性を持っていた。そこで本年度では、得られた高親和性キメラ型アプタマーの予想される2次構造を元に、プライマー部位に導入した各架橋型核酸の結合親和性への寄与を検証した。プライマー部位の架橋型核酸を1残基ずつ天然型に置換した変異体を作製し標的分子に対する結合親和性を評価したところ、ステム構造の両端に位置する架橋型核酸を天然型に置換した場合に結合親和性が著しく低下することがわかった。
また、種々の標的分子に対応できる一般性の高い入工核酸アプタマーのスクリーニング・システムの構築を目指して、既存の一般的手法では創製が困難だった標的分子に対する人工核酸アプタマーの取得を検討した。異なるデザインの人工核酸ライブラリを用いて、7~8ラウンドのセレクションを行うことで活性種の濃縮を行い、標的分子に特異的に結合する配列の選定に成功した。
さらに、低分子に対してもスクリーニング可能にするため、分離条件の最適化を検討した。一般的に、標的分子が低分子の際は、非平衡キャピラリー電気泳動(NECEEM)では泳動度にほとんど変化が現れないため活性種の効率的な取得は困難だった。そこで、当研究室で既に創製された低分子結合性人工核酸アプタマーと標的分子で抗癌剤であるカンプトテシン誘導体を用いて複合体ピークをNECEEMによって分離可能かどうか検討した。その結果、測定条件を最適化することにより複合体ピークを穣認することができた。また、標的分子の濃度に依存して複合体ピークが変化することも確認でき、結合親和性を評価することができた。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] CE-SELEX Selection of Base- and Sugar-modified DNA Aptamers : Target Binding Dominated by 2', 4'-BNA/LNA Primer2013

    • 著者名/発表者名
      Yuuya Kasahara, et al.
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 85(10) 号: 10 ページ: 4961-4967

    • DOI

      10.1021/ac400058z

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficacy of base-modification on target binding of small molecule DNA aptamers2013

    • 著者名/発表者名
      Yuri Imaizumi, Yuuya Kasahara, et al.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 135 号: 25 ページ: 9412-9419

    • DOI

      10.1021/ja4012222

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and Affinity Analyses of G-Quadruplex DNA Aptamers for Camptothecin Derivatives2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Fujita, Yuri Imaizumi, Yuuya Kasahara, et al.
    • 雑誌名

      Pharmaceuticals (Basel)

      巻: 6 号: 9 ページ: 1082-1093

    • DOI

      10.3390/ph6091082

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2',4'-BNA/LNA aptamers : CE-SELEX using a DNA-based library of full-length 2'-O, 4'-C-methylene-bridged/linked bicyclic ribonucleotides2013

    • 著者名/発表者名
      Yuuya Kasahara, et al.
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 23 号: 5 ページ: 1288-1292

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2012.12.093

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CE-SELEX Selection of Base and Sugar-modified DNA Aptamers : Target Binding Dominated by 2', 4'-BNA/LNA Primer2013

    • 著者名/発表者名
      Yuuya Kasahara, et al.
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Artificial specific binders directly recovered from chemically modified nucleic Acid libraries2012

    • 著者名/発表者名
      Yuuya Kasahara and Masayasu Kuwahara
    • 雑誌名

      Journal of Nucleic Acids

      巻: 2012 ページ: 156482-156482

    • DOI

      10.1155/2012/156482

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 非平衡キャピラリー電気泳動法による低分子結合性人工核酸アプタマーの相互作用測定2014

    • 著者名/発表者名
      笠原勇矢ら
    • 学会等名
      日本化学会第94回春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Switch molecules designed from 2', 4'-BNA aptamers2013

    • 著者名/発表者名
      Yuuya KASAHARA, et al.
    • 学会等名
      ISNAC2013
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川)
    • 年月日
      2013-11-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 含修飾ウラシルライブラリーを用いた高親和性人工核酸アプタマーの創製2013

    • 著者名/発表者名
      笠原勇矢ら
    • 学会等名
      第3回CSJ化学フェスタ2013
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2013-10-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 2', 4'-BNA/LNAプライマー依存性キメラ型人工核酸アプタマーの構造と機能2013

    • 著者名/発表者名
      笠原勇矢ら
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム2013
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 年月日
      2013-09-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] CE-SELEX OF CHIMERIC DNA-BASED APTAMERS2013

    • 著者名/発表者名
      Yuuya KASAHARA, et al.
    • 学会等名
      Frontiers of Single Cell Analysis Conference
    • 発表場所
      Stanford University (Stanford, CA, USA)
    • 年月日
      2013-09-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] プロト型キセノ核酸スイッチ分子の創製2013

    • 著者名/発表者名
      笠原勇矢, ら
    • 学会等名
      日本化学会第93回春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀)
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] CE-SELEXによる非グアニン四重鎖型高親和性人工核酸アプタマーの創製2012

    • 著者名/発表者名
      笠原勇矢, ら
    • 学会等名
      第6回バイオ関連化学合同シンポジウム2012
    • 発表場所
      北海道大学高等教育推進機構(北海道)
    • 年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] High-affinity DNA Aptamers with Base and Sugar-modifications Readily Obtained by CE-SELEX2012

    • 著者名/発表者名
      Yuuya Kasahara, et al.
    • 学会等名
      The Second Asian Chemical Biology Conference 2012
    • 発表場所
      サザンビーチホテル&リゾート沖縄(沖縄)
    • 年月日
      2012-07-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] CE-SELEXによる人工核酸アプタマーの創製と機能評価2012

    • 著者名/発表者名
      笠原勇矢
    • 学会等名
      日本化学会第92回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] CE-SELEXによる人工核酸アプタマーの創製2011

    • 著者名/発表者名
      笠原勇矢
    • 学会等名
      日本化学会関東支部群馬地区地域懇談会
    • 発表場所
      群馬大学工学部記念会(群馬県)
    • 年月日
      2011-12-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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