研究課題
基盤研究(C)
本研究では、抗体に特異的に結合できるRNAアプタマーの結合メカニズムを、計算化学的に以下の観点から明らかとした。まず、フラグメント分子軌道法を用いた相互作用解析により、アプタマーの7番のヌクレオチド(G7)が、抗体と最も強い相互作用を形成していることを明らかとした。G7リン酸基とLys340の間に働く静電力は特に強く、結合の駆動力になることが示唆された。次に、汎用的な方法では計算できない修飾RNAに対する分子動力学計算を、一義的に実行できる独自の解析手法を構築し、アプタマーのダイナミクスについて解析した結果、溶液中のイオン種が結合に重要な役割を持っていることが明らかとなった。
本研究により、論理的根拠に基づいたRNAアプタマーの設計が可能になり、アプタマー開発の大きな部分を占めていた配列の最適化や修飾基の導入工程を飛躍的に効率化させることができる。今までの方法では予測できなかった修飾を加えることで、活性を向上・変化させることも可能となり、画期的なRNAアプタマーの開発につながる。これにより、これまで有効な治療法のなかった疾患に対する治療薬の開発も期待でき、社会的にも大きな意義を持つ。
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