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スチルベン誘導体の二量化反応を利用した高効率な二重鎖光架橋法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J08696
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

土居 哲也  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2016年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードDNA / 光架橋 / スチルベン / スチリルピレン / [2+2]光環化付加
研究実績の概要

本研究では、スチリルピレンの [2+2]光環化付加反応を利用した可視光照射によるDNA二重鎖架橋法の開発を行った。
DNAやRNA二重鎖を鎖間で架橋する手法は、生体系の解析などにおいて盛んに利用される。その中において、これまでに我々はスチルベン誘導体の[2+2]環化付加反応を利用した核酸二重鎖架橋法を報告している。しかしながら、上記の方法を含め、これまでに用いられている核酸二重鎖の光架橋法はすべて400 nm以下の紫外光照射を必要としており、生細胞中で用いた場合に細胞障害を生じるなど、その応用の幅は限られていた。そこで本研究では、これまでの紫外光に代えて、可視光をトリガーとした核酸二重鎖架橋法の開発を目指した。
本研究では新たな光架橋剤としてスチリルピレンを用いた。スチリルピレンは、従来のスチルベンよりも拡張されたπ共役系を有しており、可視光による [2+2]光環化付加反応の進行が期待される。まず、架橋反応について検討するため、スチリルピレンを一対導入したDNA二重鎖に対して455 nmの可視光照射を行った。結果、光照射に伴って、[2+2]光環化付加に特徴的な吸収バンドの短波長シフト、および発光強度の減少が見られ、架橋反応の進行が確認された。さらに、架橋された二重鎖に対し340 nmの紫外光照射を行ったところ、逆反応が進行し、反応前の非架橋状態へと選択的に回復することが明らかになった。
以上のように、スチリルピレンの[2+2]光環化付加反応を利用することで、可視光トリガーによる可逆的な核酸二重鎖架橋法の開発に成功した。今後、この架橋法を利用することで、生細胞中における架橋構造の形成・解離の制御および、それに伴う細胞機能の光制御といった応用が可能であると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Efficiency of [2 + 2] photodimerization of various stilbene derivatives within the DNA duplex scaffold2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Doi, Hiromu Kashida and Hiroyuki Asanuma
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem

      巻: 13 号: 15 ページ: 4430-4437

    • DOI

      10.1039/c4ob02520b

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hetero-Selective DNA-Like Duplex Stabilized by Donor-Acceptor Interactions2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Doi, Takumi Sakakibara, Hiromu Kashida, Yasuyuki Araki, Takehiko Wada, Hiroyuki Asanuma
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 21 号: 45 ページ: 15974-15980

    • DOI

      10.1002/chem.201502653

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Terminus-free siRNA prepared by photo-crosslinking activated via slicing by Ago22015

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Kamiya, Kazuki Iishiba, Tetsuya Doi, Kouki Tsuda, Hiromu Kashida, and Hiroyuki Asanuma
    • 雑誌名

      Biomater. Sci.

      巻: 3 号: 12 ページ: 1534-1538

    • DOI

      10.1039/c5bm00231a

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] スチリルピレンの二量化反応を利用したDNA二重鎖の光架橋2016

    • 著者名/発表者名
      土居哲也、樫田啓、浅沼浩之
    • 学会等名
      日本化学会 第96春季年会
    • 発表場所
      京田辺
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of hetero-selective pseudo base pair stabilized by charge-transfer interaction, and its hetero-duplex formation2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Doi, Takumi Sakakibara, Hiromu Kashida, Hiroyuki Asanuma
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      ホノルル、アメリカ合衆国
    • 年月日
      2015-12-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hetero-selective artificial duplex stabilized by charge-transfer interaction of Pyrene/Anthraquinone residues2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Doi, Takumi Sakakibara, Yasuyuki Araki, Takehiko Wada, Hiromu Kashida, Hiroyuki Asanuma
    • 学会等名
      The 42nd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ピレン‐アントラキノンの電荷移動相互作用を利用した人工二重鎖の開発2015

    • 著者名/発表者名
      土居哲也、榊原拓海、樫田啓、荒木保幸、和田健彦、浅沼浩之
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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