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ワトソン-クリック塩基対形成を可能にする蛍光核酸のデザインとDNAプローブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 14J03505
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 ナノバイオサイエンス
研究機関日本大学

研究代表者

鈴木 梓  日本大学, 工学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードヌクレオシド / 蛍光性核酸塩基 / プリン類縁体 / オリゴデオキシヌクレオチド / DNAプローブ / 蛍光性ヌクレオシド / プリン塩基
研究実績の概要

平成27年度は、8-アザ-3,7-ジデアザアデニン骨格を有する新規核酸分子を多段階反応により合成することに成功した。このヌクレオシド誘導体は3位(DNA二重鎖マイナーグルーブ側)および7位(DNA二重鎖メジャーグルーブ側)の2か所の位置での修飾(置換基導入)が可能である。そこで、まず、8-アザ-3,7-ジデアザ-2'-デオキシアデノシン誘導体の応用例として、3位にナフチルエチニル基を導入した蛍光ヌクレオシドを合成し、これらを含む蛍光DNAプローブの開発にも成功した。この誘導体は周辺の極性環境や立体構造等の微細環境の違いにより蛍光発光波長が大きく変化する(蛍光色の変化が見られる)化合物であり、蛍光DNAプローブ中で、アデニン(A)と同様な水素結合パターンを示すことを実験により確認した。さらに、新しく開発した蛍光DNAプローブは、相手塩基がチミン(T)の場合のみ蛍光発光波長を変化させることから、蛍光発光色の違いでチミン塩基の有無を識別できることを明らかにした。そこで、MTHFR遺伝子配列を識別するプローブへの応用を試みた。3位にナフチルエチニル基を導入した8-アザ-3,7-ジデアザ-2'-デオキシアデノシンを含むMTHFR遺伝子の相補鎖となる蛍光DNAプローブを作製し、正常遺伝子配列(C型)、変異遺伝子配列(T型)それぞれとハイブリダイズして、蛍光スペクトルの測定を行ったところ、MTHFR遺伝子の変異遺伝子であるT型を蛍光強度および発光波長の劇的な変化で識別することに成功した。このように、平成27年度で開発した新しい環境感応型蛍光核酸分子は、遺伝子検出試薬、遺伝子検出用蛍光DNAプローブとしての用途が期待できる。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Design and synthesis of environmentally sensitive fluorescent 2-naphthylethynylated 2'-deoxyadenosine: Detection of target DNA via changes in fluorescence intensity and wavelength2016

    • 著者名/発表者名
      Azusa Suzuki, Ryota Kozakai, Tatsuya Aso, Isao Saito, Takuya Takeda, Yoshio Saito
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 26 号: 2 ページ: 684-689

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2015.11.037

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design and synthesis of a novel fluorescent benzo[g]imidazo[4,5-c]quinoline nucleoside for monitoring base-pair-induced protonation with cytosine: distinguishing cytosine via changes in the intensity and wavelength of fluorescence2016

    • 著者名/発表者名
      Shogo Siraiwa, Azusa Suzuki, Ryuzi Katoh, Yoshio Saito
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 14 号: 16 ページ: 3934-3942

    • DOI

      10.1039/c6ob00494f

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 8-aza-3,7-dideaza-2'-deoxyadenosines possessing a new adenosine skeleton as an environmentally sensitive fluorescent nucleoside for monitoring DNA minor groove2015

    • 著者名/発表者名
      Azusa Suzuki, Mio Saito, Ryuzi Katoh, Yoshio Saito
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 13 号: 27 ページ: 7459-7468

    • DOI

      10.1039/c5ob00862j

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and photophysical properties of pyrene-labeled 3-deaza-2'-deoxyadenosines comprising a non-π-conjugated linker: fluorescence quenching-based oligodeoxynucleotide probes for thymine identification2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Aso, Koichiro Saito, Azusa Suzuki, Yoshio Saito
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 13 号: 42 ページ: 10540-10547

    • DOI

      10.1039/c5ob01605c

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Molecular design of an environmentally sensitive fluorescent nucleoside, 3-deaza-2'-deoxyadenosine derivative: Distinguishing thymine by probing the DNA minor groove2014

    • 著者名/発表者名
      Azusa Suzuki, Takumi Yanaba, Isao Saito, Yoshio Saito
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 15 号: 11 ページ: 1638-1644

    • DOI

      10.1002/cbic.201402078

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design and Synthesis of 7-naphthyl-8-aza-7-deaza-2'-deoxyadenosines as environmentally sensitive fluorescent nucleosides2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Saito, Azusa Suzuki, Takumi Yamauchi, Isao Saito
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: XX 号: 23 ページ: 3034-3038

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2014.10.116

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 8-アザ-3,7-ジデアザアデニン骨格を有する新規蛍光性ヌクレオシドの開発とチミン塩基識別プローブへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 梓, 山内 拓史, 武田 拓也, 齋藤 義雄
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会2016
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of environmentally sensitive fluorescent 8-aza-7-deazapurine nucleosides forming stable Watson-Crick base pairs2015

    • 著者名/発表者名
      Azusa Suzuki, Yoshio Saito
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      ハワイ ホノルル
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of an environmentally sensitive fluorescent nucleoside possessing 8-aza-3,7-dideazaadenine skeleton for monitoring DNA minor groove2015

    • 著者名/発表者名
      Azusa Suzuki, Mio Saito, Yoshio Saito
    • 学会等名
      The 42st International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2015
    • 発表場所
      イーグレ姫路
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 8-アザ-3,7-ジデアザアデニン骨格を有する環境感応型蛍光性ヌクレオシドの開発とDNAプローブへの応用2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 梓, 齋藤 未生, 齋藤 義雄
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学 杉本キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 7位にナフチル基を有する環境感応型蛍光性8-アザ-7-デアザ-2'-デオキシアデノシンの開発とチミン塩基識別プローブへの応用2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 梓、齋藤 烈、齋藤義雄
    • 学会等名
      第37回日本光医学・光生物学会
    • 発表場所
      シーガイアコンベンションセンター
    • 年月日
      2015-07-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 環境感応型蛍光性3-デアザ-2'-デオキシアデノシン誘導体の開発と塩基識別プローブへの応用2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 梓、阿相達也、齋藤 烈、齋藤義雄
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部
    • 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] Design of an environmentally sensitive fluorescent 3-deaza-2'-deoxyadenosine derivative: Detection of thymine by probing the DNA minor groove2014

    • 著者名/発表者名
      Azusa Suzuki, Takumi Yanaba, Isao Saito, Yoshio Saito
    • 学会等名
      The 41st International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2014
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 環境感応型蛍光性3-デアザ-2'-デオキシアデノシン誘導体の開発とDNAプローブへの応用2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 梓、簗場 匠、阿相達也、齋藤 烈、齋藤義雄
    • 学会等名
      2014年光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Design and photophysical properties of environmentally sensitive fluorescent 8-aza-7-deazapurine nucleoside analogs2014

    • 著者名/発表者名
      Azusa Suzuki, Takumi Yanaba, Isao Saito, Yoshio Saito
    • 学会等名
      IS3NA: XXI ROUND TABLE ON NUCLEOSIDES, NUCLEOTIDES AND NUCLEIC ACIDS
    • 発表場所
      ポーランド・ポズナン大学
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナフタレン含有環境感応型蛍光3-デアザアデノシン誘導体の開発と一塩基識別プローブへの応用2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 梓、簗場 匠、齋藤 烈、齋藤義雄
    • 学会等名
      第36回日本光医学・光生物学会
    • 発表場所
      大阪大学医学部学友会館・銀杏会館
    • 年月日
      2014-07-25 – 2014-07-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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