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人工塩基対を用いた転写系によるRNAの部位特異的蛍光標識化

研究課題

研究課題/領域番号 17750152
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生体関連化学
研究機関独立行政法人理化学研究所 (2006)
東京大学 (2005)

研究代表者

三井 雅雄  独立行政法人理化学研究所, タンパク質制御高分子研究チーム, 研究員 (60345155)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2005年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード人工塩基対 / RNA / 転写 / 蛍光標識
研究概要

研究代表者の所属研究室で開発された転写で機能する人工塩基対は、人工塩基対の相補性にしたがってRNA中へ部位特異的に人工塩基を導入することができる。本研究は、RNA中に転写反応により部位特異的に導入することのできる蛍光性人工塩基を利用し、核酸の蛍光プローブとしての有用性を明らかにすることを目的として研究を行った。
代表的な蛍光性塩基である2-アミノプリン(AP)の蛍光と比較して、2-アミノ-6-(2-チェニル)プリン(s)や2-アミノ-6-(2-チアゾリル)プリン(v)の蛍光性人工塩基が一本鎖DNA中に導入された場合、どのように蛍光強度が変化するか調べた結果、APの蛍光強度はヌクレオシドの蛍光に比べて6%まで大きく消光されてしまうが、sやvの蛍光は隣接する核酸塩基の消光作用をあまり受けずに、ヌクレオシドの蛍光強度に対して49%(s),36%(v)保持していることを明らかにした。さらにsやvを含むDNA断片が二本鎖を形成した場合、ヌクレオシドの蛍光強度に対して23%(s),10%(v)に消光されるが、二本鎖形成に伴う蛍光強度変化はAPに比べて大きく、核酸の構造変化を感度よく追跡できる蛍光プローブとして利用できることがわかった。またsやvの発光極大は、フルオレセインのUV吸収と重なりが存在するため、フルオレセインへの蛍光共鳴エネルギードナーとしても利用することが可能であることもわかった。
さらに最近所属研究室により開発されたDs-Pa塩基対は、複製(PCR)と転写で機能する人工塩基対である。Ds塩基は、370nmに発光極大を有する蛍光性人工塩基で、その蛍光量子収率は0.19である。このDs塩基の蛍光量子収率は、sやvよりも小さく、短波長側に発光極大が存在するため、sやvに比べて蛍光プローブとしての実用性は少ない。そこで、このDs塩基を改良したDss塩基を化学合成したところ、発光極大はsやvとほぼ同様の460nmに長波長側にシフトし、蛍光量子収率も0.32と大きいことから、このDss人工塩基は実用レベルの蛍光性人工塩基になる可能性があることがわかった(特許出願準備中)。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (9件)

  • [雑誌論文] Characterization of fluorescent, unnatural base pairs.2007

    • 著者名/発表者名
      Tsuneo Mitsui, Michiko Kimoto, Rie Kawai, Shigeyuki Yokoyama, Ichiro Hirao
    • 雑誌名

      Tetrahedron (In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] An unnatural hydrophobic base pair system : site-specific incorporation of nucleotide analogs into DNA and RNA.2006

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hirao, Michiko Kimoto, Tsuneo Mitsui, Tsuyoshi Fujiwara, Rie Kawai, Akira Sato, Yoko Harada, Shigeyuki Yokoyama
    • 雑誌名

      Nature Methods 3

      ページ: 729-735

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] An unnatural base pair system for in vitro replication and transcription.2006

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hirao, Michiko Kimoto, Tsuneo Mitsui, Tsuyoshi Fujiwara, Rie Kawai, Akira Sato, Yoko Harada, Shigeyuki Yokoyama
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. Sup. 50

      ページ: 33-34

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] An efficient unnatural base pair for a base-pair expanded transcription system.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Mitsui, M.Kimoto, Y.Harada, S.Yokoyama, I.Hirao
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 8652-8658

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Fluorescent properties of an unnatural nucleobase, 2-amino-6-(2-thienyl)purine, in DNA and RNA fragments.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Mitsui, M.Kimoto, S.Yokoyama, I.Hirao
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.Sup. 49

      ページ: 285-286

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Non-hydrogen-bonded base pairs for specific transcription.2005

    • 著者名/発表者名
      I.Hirao, T.Mitsui, M.Kimoto, R.Kawai, A.Sato, S.Yokoyama
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.Sup. 49

      ページ: 33-34

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Site-specific incorporation of fluorescent probes into RNA by specific transcription using unnatural base pairs.2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kimoto, R.Kawai, T.Mitsui, Y.Harada, A.Sato, S.Yokoyama, I.Hirao
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.Sup. 49

      ページ: 287-288

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Site-specific biotinylation of RNA molecules by transcription using unnatural base pairs.2005

    • 著者名/発表者名
      K.Moriyama, M.Kimoto, T.Mitsui, S.Yokoyama, I.Hirao
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. 33

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Site-specific fluorescent labeling of RNA molecules by specific transcription using unnatural base pairs.2005

    • 著者名/発表者名
      R.Kawai, M.Kimoto, S.Ikeda, T.Mitsui, M.Endo, S.Yokoyama, I.Hirao
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 17286-17295

    • 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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