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非環状人工核酸aTNAとSNAを用いた高機能性超分子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 12J05431
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

村山 恵司  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2012年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード人工核酸 / 蛍光性核酸検出プローブ / Molecular Beacon / RNAモニタリング / 細胞内イメージング / SNA / aTNA
研究実績の概要

近年、合成が容易で高い酵素耐性を持つという特長から、非環状型の人工核酸が盛んに研究されている。当研究室では新規非環状型人工核酸としてD-aTNAとSNAを合成しており、D-aTNAが天然核酸と二重鎖形成しないのに対しSNAはDNA, RNAと二重鎖を形成することを見い出した。前年度までにSNAのみを用いた蛍光核酸検出プローブ(SNA-MB)を開発しており、高い検出感度・酵素耐性を持つことを報告した。また、SNA-MBで外部から導入したmRNAを検出することにも成功した。そこで本年度は、SNA-MBを用いた細胞内在性のmRNAの可視化と、新たな人工核酸の開発を行った。まず、細胞内に豊富に存在するbeta-actinをコードするmRNAをターゲットとするSNA-MBを設計し、細胞内に導入した結果、SNA-MBが細胞内在性RNAを正しく検出できることが示された。以上の結果から、SNA-MBは細胞内のRNAの特異的なリアルタイムイメージングへの応用が可能であり、細胞内での詳細なRNA挙動解析が期待できる。次に新たな人工核酸としてL-aTNAを設計・合成した。L-aTNAはD-aTNAのエナンチオマーであるため、二重螺旋構造が反転している。天然核酸との二重鎖形成能を評価した結果、D-aTNAはDNAやRNAと二重鎖形成しなかったのに対し、 L-aTNAはこれらとも二重鎖を形成できることを見い出した。さらに、L-aTNAと天然核酸の二重鎖は、SNA/天然核酸に比べ大きく安定化した。検討の結果、L-aTNAが天然核酸同様右巻きの構造を誘発していることが示された。つまり、D-aTNAは左巻きであったため、右巻きの天然核酸と二重鎖を形成出来なかったのに対し、右巻きのL-aTNAは天然核酸と安定な二重鎖を形成したと考えられる。L-aTNAはSNAよりも高い親和性を有することから、アンチセンス核酸や様々な生物学的ツールとして幅広い応用が期待できる。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Acyclic L-threoninol nucleic acid (L-aTNA) with suitable structural rigidity cross-pairs with DNA and RNA2015

    • 著者名/発表者名
      Keiji Murayama, Hiromu Kashida, Hiroyuki Asanuma
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 51 号: 30 ページ: 6500-6503

    • DOI

      10.1039/c4cc09244a

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reversible photoswitching of RNA hybridization at room temperature with an azobenzene C-nucleoside2015

    • 著者名/発表者名
      Thomas Goldau, Keiji Murayama, Clara Brieke, Sabrina Steinwand, Padmabati Mondal, Mithun Biswas, Irene Burghardt, Josef Wachtveitl, Hiroyuki Asanuma, Alexander Heckel
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 21 号: 7 ページ: 2845-2854

    • DOI

      10.1002/chem.201405840

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of stability and activity of siRNA by terminal substitution with Serinol Nucleic Acid (SNA)2014

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Kamiya, Junya Takai, Hiroshi Ito, Keiji Murayama, Hiromu Kashida, Hiroyuki Asanuma
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 15 号: 17 ページ: 2549-2555

    • DOI

      10.1002/cbic.201402369

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly stable duplex formation by artificial nucleic acids aTNA and SNA with acyclic scaffolds.2013

    • 著者名/発表者名
      Murayama, K. ; Tanaka, Y. ; Toda, T. ; Kashida, H. ; Asanuma, H.
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 19 号: 42 ページ: 14151-14158

    • DOI

      10.1002/chem.201301578

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The "sugar-deficient" G-quadruplex : incorporation of aTNA in quadruplex gtructures.2013

    • 著者名/発表者名
      Zhou, J. ; Murayama, K. ; Amrane, S. ; Kashida, H. ; Bourdoncle, A. ; Asanuma, H. ; Mergny, J. L.
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 4 号: 9 ページ: 3693-3698

    • DOI

      10.1039/c3sc50474c

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 天然核酸と安定な二重鎖を形成する新規非環状型人工核酸の設計2015

    • 著者名/発表者名
      村山恵司, 樫田 啓, 浅沼浩之
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内RNAの可視化を目指した完全人工核酸型新規蛍光プローブの開発2014

    • 著者名/発表者名
      村山恵司、神谷由紀子、樫田 啓、浅沼浩之
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大 文教キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内RNAイメージングを目指した完全人工核酸型蛍光プローブの開発2014

    • 著者名/発表者名
      村山恵司、神谷由紀子、樫田 啓、浅沼浩之
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大 津島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内RNAの可視化を目指した完全人工核酸型高感度蛍光プローブの開発2014

    • 著者名/発表者名
      村山恵司、神谷由紀子、樫田 啓、浅沼浩之
    • 学会等名
      第2回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム(第29回生体機能関連化学部会若手フォーラム)
    • 発表場所
      岡山大 津島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of an ultra-sensitive fluorescent probe composed of artificial nucleic acid for the detection of mRNA in cell2014

    • 著者名/発表者名
      Keiji Murayama, Yukiko Kamiya, Hiromu Kashida, Hiroyuki Asanuma
    • 学会等名
      XVIth Symposium on Chemistry of Nucleic Acid Components(SCNAC2014)
    • 発表場所
      Czech
    • 年月日
      2014-06-09 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内RNAのモニタリングを目指した超高感度人工核酸蛍光プローブの開発2014

    • 著者名/発表者名
      村山恵司・神谷由紀子・樫田啓・浅沼浩之
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市千種区)
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of an ultra-sensitive fluorescent probe composed of artificial nucleic acid2013

    • 著者名/発表者名
      Keiji Murayama, ; Yoshihiro Tanaka, ; Hiromu Kashida, ; Hiroyuki Asanuma
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川県横浜市神奈川区)
    • 年月日
      2013-11-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新規人工核酸SNAを用いた完全人工核酸型超高感度蛍光プローブの設計2013

    • 著者名/発表者名
      村山恵司・田中良寛・樫田啓・浅沼浩之
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市千種区)
    • 年月日
      2013-09-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新規人工核酸SNAを用いた完全人工核酸型超高感度蛍光プローブの設計2013

    • 著者名/発表者名
      村山恵司・田中良寛・樫田啓・浅沼浩之
    • 学会等名
      第1回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市千種区)
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Serinol骨格のみを使用した完全人工核酸型超高感度蛍光プローブの設計2013

    • 著者名/発表者名
      村山恵司・田中良寛・樫田啓・浅沼浩之
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市角間町)
    • 年月日
      2013-09-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 非環状ジオールを骨格とする新規人工核酸aTNA及びSNAの開発と、その核酸検出プローブへの応用2013

    • 著者名/発表者名
      村山恵司
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 非環状ジオールを骨格とする新規人工核酸aTNAとSNAの開発2012

    • 著者名/発表者名
      村山恵司
    • 学会等名
      第22回バイオ・高分子シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2012-09-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 非環状骨格を有する人工核酸SNAへの色素導入による機能化2012

    • 著者名/発表者名
      村山恵司
    • 学会等名
      第6回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2012-09-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Functionalization of novel artificial nucleic acids from acyclic diols by the conjugation with dyes2012

    • 著者名/発表者名
      村山恵司
    • 学会等名
      The Second Asian Chemical Biology Conference
    • 発表場所
      Southern Beach Hotel & Resort OKINAWA(沖縄県)
    • 年月日
      2012-07-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Control of the helicity of Serinol Nucleic Acid (SNA) by sequence design2012

    • 著者名/発表者名
      村山恵司
    • 学会等名
      Chirality2012
    • 発表場所
      Hilton Fort Worth(米国)
    • 年月日
      2012-06-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 生体の科学 Vol.66 No.22015

    • 著者名/発表者名
      樫田啓、村山恵司、浅沼浩之
    • 出版者
      医学書院
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] メンバー紹介 | 名古屋大学 物質制御工学専攻 有機材料設計講座 浅沼研究室

    • URL

      http://www.nubio.nagoya-u.ac.jp/seigyo1/m_murayama.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 人工核酸を含むオリゴヌクレオチド2015

    • 発明者名
      浅沼浩之、樫田啓、村山恵司
    • 権利者名
      浅沼浩之、樫田啓、村山恵司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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