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多重修飾DNAライブラリを用いた応用インビトロ・セレクション法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17710179
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生物分子科学
研究機関群馬大学

研究代表者

桑原 正靖  群馬大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40334130)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード核酸 / 有機化学 / バイオテクノロジー / 生体生命情報学
研究概要

酵素や抗体と類似の機能をもつDRA(機能性DNA)は、インビトロ・セレクション法によって創製することができる。機能性DNAの特異的分子認識能を利用して、基礎生物学の研究ツールや医薬品などへの応用が期待されている。DNAは化学的に安定で変性し難い性質をもち、且つ、化学合成やポリメラーゼによって比較的容易に調製できるので、耐久性やコストなどの点において優れている反面、DNAには活性が低いという大きな欠点がある。本研究ではこのような機能性DNAの活性の向上や多様性の拡張を指向して、酵素や抗体の活性残基などを導入した修飾DNAライブラリを用いた応用インビトロ・セレクション法の開発を試みた。これまでの研究で、ポリメラーゼによる修飾ヌクレオチドのDNAへの取り込み効率は、修飾基の化学構造に大きく依存していることを明らかにしている。即ち、ライブラリの調製に必要なDNAポリメラーゼの基質特異性によって、DNAに同時に効率よく導入できる機能基の種類数は制約される。そこで、導入効率の良い酵素-修飾基質三リン酸の組み合わせを探し、それらを用いて、3種類の機能基を導入した多重修飾DNAライブラリの構築を検討したところ、5位置換ピリミジンヌクレオシド三リン酸および7デアザアデノシンヌクレオシド三リン酸を基質とし、KOD Dash DNAポリメラーゼを触媒としたプライマー伸長反応により高密度に修飾基が導入された修飾DNA分子の生成が確認された。さらに、ピリジンを修飾したdUTPおよびdATPのアナログを合成し、弱塩基を高密度に有する修飾DNAのライブラリを作製することにより、多重修飾DNAをライブラリとするインビトロ・セレクション系を構築することに成功した。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Arginine-modified DNA Aptamers That Show Enantioselective Recognition of the Dicarboxylic Acid Moiety of Glutamic Acid2008

    • 著者名/発表者名
      Kazuomi Ohsawa, Toshiyuki Kasamatsu, Jun-ichi Nagashima, Kazuo Hanawa, Masayasu Kuwahara, Hiroaki Ozaki and Hiroaki Sawai
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 24,(1)

      ページ: 167-172

    • NAID

      10020143849

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences in substrate specificity of C(5)-substituted or C(5)-unsubstituted pyrimidinenucleotides by DNA polymerases from thermophilic bacteria, archaea, and phages2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Sawai, Jun-ichi Nagashima, Masayasu Kuwahara, Rina Kitagata, Takehiro Tamura, Ikuo Matsui
    • 雑誌名

      Chemistry & Biodiversity 4,(9)

      ページ: 1979-1995

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A modified DNA aptamer that binds the(R)-isomer of a thalidomide derivative with high enantioselectivity.2007

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shoji, Masayasu Kuwahara, Hiroaki Ozaki and Hiroaki Sawai
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 129,(5)

      ページ: 1456-1464

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymerisation of a DNA strand using oligo-DNA template with modified bases, sugars and phosphates2007

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Nagashima, Satoshi Minezaki, Satoshi Obika, Takeshi Imanishi, Masayasu Kuwahara and Hiroaki Sawai
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Symposium Series 51

      ページ: 55-56

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Substrate property and incorporation accuracy of various dATP analogs during enzymatic polymerization using thermostable DNA polymerases2006

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Kuwahara, Yosshiyuki Suto, Satoshi Minezaki, Rina Kitagata, Jun-ichi Nagashima, Hiroaki Sawai
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Symp.Ser. 50

      ページ: 31-32

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct PCR amplification of various modified DNAs having amino acids found in proteins : convenient preparation of DNA libraries with high-potential activities for in vitro selection.2006

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Kuwahara, Kazuo Hanawa, Kazuomi Ohsawa, Rina Kitagata, Hiroaki Ozaki, Hiroaki Sawai
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry 14,(8)

      ページ: 2518-2526

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 主鎖骨格修飾ヌクレオチドを含むDNA鋳型鎖を用いたポリメラーゼ反応2008

    • 著者名/発表者名
      永島潤一・峯崎賢巳・桑原正靖・尾崎広明・澤井宏明
    • 学会等名
      日本化学会 第88回春季年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] DNAの二次構造を認識する修飾DNAアプタマーの最小化とその機能評価2008

    • 著者名/発表者名
      桑原正靖・森角裕平・笠松敏幸・尾崎広明・澤井宏明
    • 学会等名
      日本化学会 第88回春季年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] DNAの主鎖リン酸部位の改変がポリメラーゼ反応に及ぼす影響2008

    • 著者名/発表者名
      永島潤一, 峯崎賢巳, 桑原正靖, 尾崎広明, 澤井宏明
    • 学会等名
      第10回生命化学研究会シンポジウム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2008-01-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 人工核酸分子の可能性〜核酸医薬・診断薬の創製をめざして2007

    • 著者名/発表者名
      桑原正靖
    • 学会等名
      第22回 生体機能関連化学シンポジウム「若手フォーラム」
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-09-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] DNAポリメラーゼによる主鎖骨格修飾鋳型鎖の配列読取り2007

    • 著者名/発表者名
      峯崎賢巳, 永島潤一;桑原正靖, 尾崎広明, 澤井宏明
    • 学会等名
      第22回生体機能関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-09-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 新規核酸誘導体及びそれを用いたポリヌクレオチドの製造方法2005

    • 発明者名
      桑原正靖, 澤井宏明
    • 権利者名
      群馬大学
    • 産業財産権番号
      2005-217479
    • 出願年月日
      2005-07-27
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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