DNA中メチル化変異を検出する光機能性人工核酸の開発

• 研究課題/領域番号: 20750134
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 田邉 一仁 (田邊 一仁) 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40346086)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2008年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 生物有機化学 / メチル化シトシン / DNA / 光反応 / 脱プロトン化 / 鎖切断 / ナフトキノン / 光酸化反応 / DNA切断

研究概要

申請者は、DNA中メチル化シトシンの簡便検出法の開発を目的として、光反応を用いたメチル化シトシン選択的な鎖切断システムの構築を試みている。これまでに、ナフトキノン誘導体を光増感剤として使用すると、DNA中のメチル化シトシン部が酸化されることを見出し、当該部分で選択的な鎖切断が起こることを明らかにしている。
本研究において、反応の詳細を調べたところ、メチル化シトシン塩基の光酸化に伴い、ホルミルシトシン誘導体が生成していることがわかった。続いて、反応メカニズムを考察したところ、一電子酸化反応に続く脱プロトン化とメチルラジカル生成が本酸化反応には関与していることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Efficient photooxidative strand cleavage at 5-methylcytosine in DNA by sensitization with 9, 10-anthraquinone-tethered oligonucleotides (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H.; Kitauchi, Y.; Tanabe, K.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Symp. Ser. 53 ページ: 209-210
• [雑誌論文] Photoelectrochemical identification of 5-methylcytosine modification in DNA: combination of photosensitization and enzymatic cleavage (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K.; Yamada, H.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Symp. Ser. 53 ページ: 205-206
• [雑誌論文] Monitoring of biological one-electron reduction by ^<19>F-NMR using hypoxia selective activation of a ^<19>F-labeled indolequinone derivative (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K.; Harada, H.; Narazaki, M.; Tanaka, K.; Inafuku, K.; Komatsu, H.; Ito, T.; Yamada, H.; Chujo, Y.; Matsuda, T.; Hiraoka, M.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 131 ページ: 15982-15983
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Fluorescence Properties of Fluorophore-labeled Avidin-biotin System Immobilized on Fe_3O_4 Nanoparticles through Functional Indolequinone Linker (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirata, N.; Tanabe, K.; Narita, A.; Tanaka, K.; Naka, K.; Chujo, Y.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 17 ページ: 3775-3781
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiolytic activation of cytarabine prodrug possessing 2-oxoalkyl group: one-electron reduction and cytotoxicity characteristics (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirata, N.; Fujisawa, Y.; Tanabe, K.; Harada, H.; Hiraoka, M.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 7 ページ: 651-654
  • NAID: 120001624118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiolytic activation of cytarabine prodrug possessing 2-oxoalkyl group : one-electron reduction and (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirata, N.; Fujisawa, Y.; Tanabe, K.; Harada, H.; Hiraoka, M.;
  • 雑誌名: Org.Biomol.Chem 7 ページ: 651-654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Fluorescence Properties of Fluorophore-labeled Avidin-biotin System Immobilized on Fe3O4 (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirata, N.; Tanabe, K.; Narita, A.; Tanaka, K.; Naka, K.; Chujo
  • 雑誌名: Bioorg.Med.Chem. 17 ページ: 3775-3781
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring of biological one-electron reduction by 19F-NMR using hypoxia selective activation of a 19F-labeled (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K.; Harada, H.; Narazaki, M.; Tanaka, K.; Inafuku, K.;
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 131 ページ: 15982-15983
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiolytic one-electron reduction characteristics of tyrosine derivative caged by 2-oxopropyl group (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K.; Ebihara, M.; Hirata, N.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 18 ページ: 6126-6129
  • NAID: 120001624120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiation- and photo-induced activation of 5-fluorouracil prodrugs as a strategy for the selective treatment of solid tumors (2008)
  • 著者名/発表者名: Ito, T.; Tanabe, K.; Yamada, H.; Hatta, H.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: molecules 13 ページ: 2370-2384
  • NAID: 120001462592
  • 査読あり
• [雑誌論文] The pH effect on the naphthoquinone-photosensitized oxidation of 5-methylcytosine (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H.; Tanabe, K.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 14 ページ: 10453-10461
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoelectrochemical evaluation of pH effect on hole transport through triplex-forming DNA immobilized on a gold electrode (2008)
  • 著者名/発表者名: Haruna, K.; Iida, H.; Tanabe, K.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 6 ページ: 1613-1617
  • NAID: 120001624119
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-Electron reductive template-directed ligation of oligodeoxynucleotides possessing disulfide bond (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K.; Kuraseko, E.; Yamamoto, Y.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 130 ページ: 6302-6303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorometric identification of 5-methylcytosine modification in DNA: combination of photosensitized oxidation and invasive cleavage (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H.; Tanabe, K.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Bioconjugate Chem. 19 ページ: 20-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] The pH effect on the naphthoquinone-photosensitized oxidation of 5-methylcytosine (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H.; Tanabe, K. Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 14 ページ: 10453-10461
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiation-and photo-induced activation of 5-fluorouracil prodrugs as strategy for the selective (2008)
  • 著者名/発表者名: Ito, T.; Tanabe, K.; Yamada, H. Hatta, H.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: molecules 13 ページ: 2370-2384
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-Electron reductive template-directed ligation of oligodeoxynucleotides possessing disulfide bond (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K.; Kuraseko, Yamamoto, Y.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 130 ページ: 6302-6303
  • 査読あり
• [学会発表] Photoelectrochemical identification of 5-methylcytosine modification in DNA : combination of photosensitization (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K.; Yamada, H.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 学会等名: 第6回国際核酸化学シンポジウム
  • 発表場所: 高山市
  • 年月日: 2009-09-29
• [学会発表] pH effect on the one-electron photooxidation of 5-methylcytosine with naphthoquinone sensitizer (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H.; Tanabe, K.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 学会等名: 第35回核酸化学シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] pH effect on the one-electron photooxidation of 5-methylcytosine with naphthoquinone sensitizer (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H.; Tanabe, K.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 学会等名: 35th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] DNA中メチル化シトシンの電気化学的検出 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田邉一仁・山田久嗣・西本清一
  • 学会等名: 第30回光医学・光生物学会
  • 発表場所: 松江
  • 年月日: 2008-07-11
• [備考] ホームページでの研究紹介
  • URL: http://www.ehcc.kyoto-u.ac.jp/eh32/home/web-content/index-j.htm