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異常伸長したリピートヘアピン上で自発的にオリゴマー化する低分子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05693
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関大阪大学

研究代表者

山田 剛史  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (80633263)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2020年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2019年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
キーワード核酸 / 有機合成 / 低分子 / トリヌクレオチドリピート / RNA / DNA / オリゴマー / ミスマッチ塩基対 / 分子認識 / ケミカルバイオロジー
研究開始時の研究の概要

本申請研究では、神経変性疾患の原因となる異常伸長した(CXG)nリピートが形成するヘアピン構造をテンプレートとして、ヘアピン構造に結合して自発的にオリゴマー化し、リピートヘアピンを高度に安定化する分子の開発を目指す。(CGG)nリピートヘアピン上で二量化する低分子NCD-CC(論文報告済み)をリード化合物として、リピートヘアピンをテンプレートにオリゴマー化する低分子NCD-SSを開発する。さらに、リピート認識部位、オリゴマー化部位の変更を行い、脆弱X症候群に代表される、リピート病一般への幅広い応用を目指した低分子群を開発する。

研究成果の概要

本申請研究は、神経変性疾患の原因となる異常伸長した(CXG)nリピートが形成するヘアピン構造に着目し、「ヘアピン構造に結合して自発的にオリゴマー化する分子の開発」による「疾患の原因となる長鎖リピートの選択的認識」を目的とした。結果、当初考えていたCGGリピートテンプレートオリゴマー化する分子は合成できなかったものの、研究期間中に新規に合成したNAダイマーにより、「長鎖リピートの選択的認識」を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果であるNAダイマーは、CAGリピートDNA・RNAの両方に結合する、これまでになかったタイプのRNA結合性低分子であり、重篤な神経変性疾患であるCAGリピート関連病の発症・重篤化の機構を明らかにするための分子プローブとして期待される。さらに近年、国内外でRNA標的低分子創薬が急速に進んでいるが、RNA-低分子複合体の具体例が少ないこと、低分子とRNAの複合体構造予測が困難である点が、RNA標的低分子創薬のボトルネックになっている。NAダイマーはその貴重な具体例であり、今後、複合体構造を明らかにしていくことでRNA標的低分子創薬を推進するリード化合物となることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020 2019

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 (22件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Mismatch binding ligand upregulated back-splicing reaction producing circular RNA in a cellular model2022

    • 著者名/発表者名
      Ni Lu、Yamada Takeshi、Murata Asako、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 58 号: 22 ページ: 3629-3632

    • DOI

      10.1039/d1cc06936e

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chemical Probing of Thymine in the TGG/CGG Triad to Explore the Deamination of 5-Methylcytosine in the CGG Repeat2020

    • 著者名/発表者名
      Yagi Yuki、Yamada Takeshi、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 59 号: 29 ページ: 2679-2683

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00333

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assembly of ruthenium complexes on double stranded DNA using mismatch binding ligands2020

    • 著者名/発表者名
      Ni Lu、Yamada Takeshi、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 39 ページ: 5227-5230

    • DOI

      10.1039/d0cc01863e

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The binding motif of naphthyridine-azaquinolone dimer (NAD) in CAG-repeat RNA2022

    • 著者名/発表者名
      ○Qingwen Chen, Takeshi Yamada, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      日本化学会第102回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] NMR study on the binding of naphthyridine dimer to d(CGG) triad2022

    • 著者名/発表者名
      ○Shuhei Sakurabayashi, Kyoko Furuita, Takeshi Yamada, Toshimichi Fujiwara, Kazuhiko Nakatani, Chojiro Kojima
    • 学会等名
      日本化学会第102回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 15N標識ナフチリジン誘導体の合成と性質2022

    • 著者名/発表者名
      ○杉浦 徳昭・中谷 和彦・山田 剛史
    • 学会等名
      日本化学会第102回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Machine learning-based classification in small molecules targeting CAG-repeat DNA2021

    • 著者名/発表者名
      ○Qingwen Chen, Yasuyuki Matsushita, Asako Murata, Takeshi Yamada, Ayako Sugai, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      FIBER日本核酸化学学会若手フォーラム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of circRNA expression in cell via RNA binding small molecule2021

    • 著者名/発表者名
      ○Takeshi YAMADA, Lu Ni, Asako MURATA, Kazuhiko NAKATANI
    • 学会等名
      IS3NA-IRT virtual symposium 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiplexing ligands through click chemistry at the anomeric site of sugars for oligonucleotide conjugation2021

    • 著者名/発表者名
      ○Dhrubajyoti Datta, Takeshi Yamada, Shigeo Matsuda, Muthiah Manoharan
    • 学会等名
      IS3NA-IRT virtual symposium 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of circular RNA biogenesis via nucleic acid binding small molecule in cells2021

    • 著者名/発表者名
      ○Lu Ni, Takeshi Yamada, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      ISNAC2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computer-aided classification of small molecules targeting CAG-repeat DNA2021

    • 著者名/発表者名
      ○Qingwen Chen, Asako Murata, Takeshi Yamada, Ayako Sugai, Yasuyuki Matsushita, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      ISNAC2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intermediate structure in the binding of naphthyridine dimer to d(CGG) triad revealed by NMR2021

    • 著者名/発表者名
      ○Shuhei Sakurabayashi, Kyoko Furuita, Takeshi Yamada, Toshimichi Fujiwara, Kazuhiko Nakatani, and Chojiro Kojima
    • 学会等名
      ISNAC2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of circular RNA biogenesis using nucleic acid binding small molecule in cellular environment2021

    • 著者名/発表者名
      ○Lu Ni, Takeshi Yamada, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      Pacificham2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Using machine learning to classify and extract features of small-molecule libraries targeting DNA and RNA2021

    • 著者名/発表者名
      ○Qingwen Chen, Yasuyuki Matsushita, Asako Murata, Takeshi Yamada, Ayako Sugai, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      Pacifichem2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In-cell NMR to investigate the interactions between a hairpin RNA containing a UGGAA/UGGAA pentad and a synthetic small molecule2021

    • 著者名/発表者名
      ○Shuhei Sakurabayashi, Qingci Zhao, Takeshi Yamada, Noritaka Nishida, Gota Kawai, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      Pacifichem2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NMR解析のための13C標識ナフチリジン誘導体の合成2021

    • 著者名/発表者名
      ○櫻林 修平、山田 剛史、河合 剛太、中谷 和彦
    • 学会等名
      日本化学会第101回年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulation of circular RNA biogenesis via RNA binding small molecule2021

    • 著者名/発表者名
      ○Lu Ni, Takeshi Yamada, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      日本化学会第101回年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and the properties of naphthyridine-azaquinolone dimer (NAD) tatgeting CAG-repeat RNA2021

    • 著者名/発表者名
      ○Qingwen Chen, Takeshi Yamada, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      日本化学会第101回年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural analysis and functionalization of naphthyridine dimer derivatives bound to CGG repeats2020

    • 著者名/発表者名
      ○Takeshi Yamada, Shuhei Sakurabayashi, Kyoko Huruitab, Chojiro Kojima, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The 23rd SANKEN INTERNATIONAL SYMPOSIUM
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NMR structural analysis of naphthyridine dimer derivatives binding to CGG/CGG triplets in DNAs2020

    • 著者名/発表者名
      ○YAMADA Takeshi
    • 学会等名
      2nd Indo-Japan (NCBS/inStem-ISIR, Osaka University) Meeting: Interfacing Chemistry and Biology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Assembly of ruthenium complexes on dsDNA using mismatch binding ligand2020

    • 著者名/発表者名
      ○Lu Ni, Takeshi Yamada, Kazuhiko Nakatani,
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and the properties of NA Dimer2020

    • 著者名/発表者名
      ◯Chen Qingwen, Yamada Takeshi, Murata Asako, Nakatani Kazuhiko
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and properties of 13C-labeled naphthyridine derivative2020

    • 著者名/発表者名
      ○Shuhei Sakurabayashi, Takeshi Yamada, Gota Kawai, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] XGGリピートDNA中のピリミジン塩基を選択的に酸化するリガンドの開発2019

    • 著者名/発表者名
      ◯八木 勇樹、山田 剛史、中谷 和彦
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第14回年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The methylation effect for binding of dimeric 2-amino-1,8-naphthyridine derivatives to CGG/CGG triad in DNA2019

    • 著者名/発表者名
      ○Takeshi Yamada, Shuhei Sakurabayashi, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The Commemorative International Symposium of the Japan Society of Nucleic Acids Chemistry (CISNAC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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