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効率的な2本鎖DNA認識を達成するペプチド核酸の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05730
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37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

愛場 雄一郎  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (10581085)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードDNA / PNA / ペプチド核酸 / インベージョン / 核酸 / 遺伝子 / ゲノム
研究開始時の研究の概要

生体内のゲノムDNAは、生命の設計図であり、そこから産生されるタンパク質が厳密に制御されることで、複雑な生命現象を構築している。本研究では、人工核酸と呼ばれる化学的に改変したDNAを利用して、ゲノムDNAを配列選択的に認識する新規技術を開発することを目指す。最終的には、本手法を利用することで、生命現象の解明や病気の治療法の開発などにつなげていきたいと考えている。

研究成果の概要

生体内の2本鎖DNAを自在に認識することが出来れば、遺伝子発現やそれに伴う生命機能の制御が可能となる。つまり、様々な生命現象の解明や遺伝子病の治療など、幅広い応用が期待される。このように、2本鎖DNAを配列選択的に認識する手法は、核酸研究における基盤技術として、その高い応用性が期待されてきた。本研究では、ペプチド核酸(Peptide Nucleic Acid、PNA)と呼ばれる人工核酸を用い、新たな2本鎖DNA認識技術(インベージョン)の構築を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において開発したペプチド核酸(PNA)による2本鎖DNA認識技術は、従来高いDNA認識効率を達成するうえで必要不可欠であったPNAへの化学修飾を不要とし、より簡便なPNA合成を達成している。これにより、付随する様々な障壁を取り払うことで、PNAによる2本鎖DNA認識手法(インベージョン)がより応用研究に適応しやすくなり、その汎用化が期待される。

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

    (45件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 11件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Ocean University of China(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Sequence-Specific Recognition of Double-Stranded DNA by Peptide Nucleic Acid Forming Double-Duplex Invasion Complex2022

    • 著者名/発表者名
      Aiba Yuichiro、Shibata Masanari、Shoji Osami
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 12 号: 7 ページ: 3677-3677

    • DOI

      10.3390/app12073677

    • 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] Investigation of the Characteristics of NLS-PNA: Influence of NLS Location on Invasion Efficiency2020

    • 著者名/発表者名
      Aiba Yuichiro、Urbina Gerardo、Shibata Masanari、Shoji Osami
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 10 号: 23 ページ: 8663-8663

    • DOI

      10.3390/app10238663

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cationic Guanine: Positively Charged Nucleobase with Improved DNA Affinity Inhibits Self-Duplex Formation2019

    • 著者名/発表者名
      Hibino,M.; Aiba,Y.; Shoji,O.
    • 雑誌名

      Chem. Commun

      巻: 56 号: 17 ページ: 2546-2549

    • DOI

      10.1039/d0cc00169d

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 人工核酸PNAの配向性を利用した二本鎖DNA認識手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      柴田将成、愛場雄一郎、日比野柾、杉本宏、荘司長三
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Positively charged nucleobase (G+) for inhibition of self duplex formation and improved PNA invasion efficiency2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Aiba, Masaki Hibino, Kotaro Nagoshi, Masanari Shibata, Osami Shoji
    • 学会等名
      Pacifichem2021 Satellite Symposium -Modified DNA and XNA for therapeutic application-
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 連続した複数のペプチド核酸(PNA)を利用した効率的なDNA認識2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤公太、柴田将成、愛場雄一郎、日比野柾、有安真也、荘司長三
    • 学会等名
      第52回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 人工核酸PNAを用いたDNAの液-液相分離2021

    • 著者名/発表者名
      相馬陸杜、愛場雄一郎、柴田将成、有安真也、荘司長三
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 核酸認識を目指した核酸塩基修飾ペプチドの開発2021

    • 著者名/発表者名
      塩澤 駿清、愛場 雄一郎、柴田 将成、有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ペプチド核酸(PNA)による2本鎖DNAとのインベージョン複合体形成2021

    • 著者名/発表者名
      愛場 雄一郎 、柴田 将成 、伊藤 公太、日比野 柾 、 有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然核酸塩基からなるペプチド核酸(PNA)による配列特異的な 2本鎖DNA認識2021

    • 著者名/発表者名
      愛場 雄一郎 、柴田 将成 、伊藤 公太、日比野 柾 、 有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ペプチド核酸(PNA)を用いた核酸の液-液相分離2021

    • 著者名/発表者名
      愛場 雄一郎 、相馬 陸杜、柴田 将成 、 有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第5回LLPS研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ペプチド核酸(PNA)の化学修飾による効率的な2本鎖DNA認識2021

    • 著者名/発表者名
      愛場 雄一郎 、日比野 柾 、 柴田 将成 、伊藤 公太、有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第47回生体分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] DNA 認識を目指した核酸塩基修飾 α ヘリックスペプチドの開発2021

    • 著者名/発表者名
      塩澤 駿清、愛場 雄一郎、柴田 将成、有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第47回生体分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 人工核酸PNAを用いた生体分子の液-液相分離2021

    • 著者名/発表者名
      相馬陸杜、愛場雄一郎、柴田将成、有安真也、荘司長三
    • 学会等名
      第47回生体分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ペプチド核酸の配向性に着目した二本鎖DNA認識手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      柴田将成、愛場雄一郎、日比野柾、荘司長三
    • 学会等名
      第31回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] PNAの配向性を利用した配列特異的な二本鎖DNA認識手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      柴田将成、愛場 雄一郎、日比野柾、伊藤公太、荘司長三
    • 学会等名
      日本化学会第 101 春季年会 (2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 核酸の配向に着目したペプチド核酸による新規DNA認識法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      柴田将成、愛場 雄一郎、日比野柾、荘司長三
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] インベージョン複合体の安定化による人工核酸PNAの効率的なDNA認識2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤公太、日比野柾、柴田将成、有安真也、愛場 雄一郎、荘司長三
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ペプチド核酸PNAを用いたRNAプローブの開発2020

    • 著者名/発表者名
      愛場 雄一郎
    • 学会等名
      第11回加藤記念研究助成報告交流会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sequence-selective recognition of double-stranded DNA2020

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata, M. Hibino, Y. Aiba, O. Shoji
    • 学会等名
      The 3rd IRCCS - The 2nd Reaction Infography Joint International Symposium: “Reaction Imaging Meets Materials Science”
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ペプチド核酸・PNAによる2本鎖DNA認識2020

    • 著者名/発表者名
      愛場雄一郎
    • 学会等名
      核酸化学懇話会 2020 北海道・東地区セミナー(次世代の核酸化学を考える)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Chemically-modified peptide nucleic acids for their in cellulo applications2019

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata, Y. Aiba, M. Hibino, G. Urbina, Osami Shoji
    • 学会等名
      ASUKA Symposium 2019 A New Phase of Regenerative Medicine
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ペプチド核酸を用いた二本鎖DNAの配列選択的認識法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      柴田将成、日比野柾、愛場雄一郎、荘司長三
    • 学会等名
      第32回生物無機化学夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工核酸PNAを用いた新規二本鎖DNA認識法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      柴田将成、日比野柾、愛場雄一郎、荘司長三
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 未修飾PNAによる二本鎖DNAの配列選択的認識2019

    • 著者名/発表者名
      柴田将成、日比野柾、愛場雄一郎、荘司長三
    • 学会等名
      核酸化学 若手フォーラム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Sequence-selective Recognition of dsDNA by unmodified PNA2019

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata, M. Hibino, Y. Aiba, O. Shoji
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry (ISNAC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工核酸PNAを用いた新規二本鎖DNA認識法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      柴田将成、日比野柾、愛場雄一郎、荘司長三
    • 学会等名
      統合物質創製化学研究推進機構国内シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工核酸PNAとペプチド・タンパク質との複合化によるDNA認識効率の向上2019

    • 著者名/発表者名
      河内奈緒美、日比野柾、愛場雄一郎、荘司長三
    • 学会等名
      第50回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Inhibition of Intra- and Intermolecular Interaction between Peptide Nucleic Acids2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hibino, Y. Aiba, O. Shoji
    • 学会等名
      NU-UoE JD and JSPS Core-to-Core Joint-Workshop on "New Horizons in Chemistry and Materials Science"
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inhibition of Self-duplex Formation by Using Methyl-adducted PNA2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hibino, Y. Aiba, O. Shoji
    • 学会等名
      Commemorative International Symposium of the Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sequence Specific DNA Damage Induced by Metal-Complex-PNA Conjugate2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hibino, Y. Aiba, Y. Watanabe, O. Shoji
    • 学会等名
      19th International Conference on Biological Inorganic Chemistry (ICBIC-19)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属錯体配位ペプチド-PNA複合体による配列特異的DNA切断2019

    • 著者名/発表者名
      日比野 柾
    • 学会等名
      核酸化学 若手フォーラム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] PNA with Metal-Coordinating Peptide for Sequence-Specific DNA Cleavage2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hibino, Y. Aiba, O. Shoji
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry (ISNAC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生理的条件下で機能する化学修飾ペプチド核酸(PNA)の開発2019

    • 著者名/発表者名
      愛場雄一郎、日比野柾、河内奈緒美、柴田将成、荘司長三
    • 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] Peptide Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Aiba
    • 学会等名
      ASUKA Symposium 2019 A New Phase of Regenerative Medicine
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effective Sequence-selective Recognition of Double-stranded DNA via Invasion Complex Formation by Peptide Nucleic Acids2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Aiba, M. Shibata, M. Hibino, O. Shoji
    • 学会等名
      Commemorative International Symposium of the Japan Society of Nucleic Acids Chemistry (CISNAC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 汎用的なDNA認識法に向けた新規PNAインベージョンの開発2019

    • 著者名/発表者名
      愛場雄一郎、柴田将成、日比野 柾、荘司 長三
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学の力で生物の機能を制御する-人工核酸を利用したDNA認識-2019

    • 著者名/発表者名
      愛場雄一郎
    • 学会等名
      岡崎北高校大学講座
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Double-duplex invasion complex formed by unmodified PNA for the recognition of double-stranded DNA2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Aiba, M. Shibata, M. Hibino, O. Shoji
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry (ISNAC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 相分離生物学の全貌(現代化学増刊46)2020

    • 著者名/発表者名
      白木 賢太郎
    • 総ページ数
      400
    • 出版者
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807913466
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] ペプチド核酸(PNA)による遺伝子制御

    • URL

      http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/research/pna.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 研究業績

    • URL

      http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/publications/paper.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] Curriculum Vitae

    • URL

      http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/content/images/CV_aiba_Eng.pdf

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] インベージョン複合体の形成方法2019

    • 発明者名
      愛場 雄一郎、荘司 長三
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-132460
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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