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ひずみとゆるみによる核酸-タンパク質複合体形成の精密制御

研究課題

研究課題/領域番号 20H02857
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

正木 慶昭  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (00578544)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードアンチセンス核酸 / 化学修飾核酸 / 核酸タンパク質相互作用 / オフターゲット効果 / 核酸化学 / 核酸医薬 / RNase H / 核酸-タンパク質相互作用 / 核酸ータンパク質相互作用 / RNaseH
研究開始時の研究の概要

核酸医薬の一つである核酸分解酵素(RNaseH)依存型アンチセンス核酸(ASO)は、mRNA を標的とする次世代の治療法である。しかし、オフターゲット効果をはじめとした課題が安全性上の懸念が多く、汎用されるに至っていない。本研究では、ASOにおける安全性の課題の解決を目指し、これまでの「核酸-タンパク質複合体形成に最適化した毒性のない核酸医薬品の開発」の研究成果および明らかになった課題を踏まえ、ひずみとゆるみを用いることでRNase HとDNA/RNAヘテロ二重鎖の複合体形成の精密制御の方法論を構築する。

研究成果の概要

核酸分解酵素(RNaseH)依存型アンチセンス核酸(ASO)は、RNA を標的とする治療薬である。しかし、ミスマッチを含む二重鎖への作用であるオフターゲット効果をはじめとした安全性上の課題が汎用を妨げている。本研究では、オフターゲット効果の回避に向け、非標準糖部構造への固定化によるひずみと、メチレンを系統的に挿入するゆるみを利用して、核酸分解酵素とASOとの複合体形成における相互作用の重要部位を見出した。これらの成果により、完全相補な二重鎖のみを高い選択性をもって分解する化学修飾の開発を可能にする方法論の構築に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では核酸とタンパク質相互作用を制御する新たな研究手法を創出した。核酸医薬品の一つであるアンチセンス核酸を題材として、オフターゲット切断を抑制する新たな化合物群を見出すことができている。本研究手法はアンチセンス核酸にとどまるものではなく、他のメカニズムにも応用可能な手法である。本研究成果は核酸医薬品の安全性を向上させる基盤技術として、今後更なる応用が可能であると考えている。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Conformational Analyses of Cyclonucleoside Having 13-Membered Ring Bridging Nucleobase and 5′-Position via a Linker Containing Sulfonamide2023

    • 著者名/発表者名
      Kanagawa Takayuki、Tachibana Shigetoshi、Masaki Yoshiaki、Seio Kohji
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 25 号: 43 ページ: 7868-7872

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.3c03094

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Alteration of target cleavage patterns and off-target reduction of antisense oligonucleotides incorporating 2-N-carbamoyl- or (2-pyridyl)guanine2023

    • 著者名/発表者名
      Kanagawa Takayuki、Koyoma Aya、Masaki Yoshiaki、Seio Kohji
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 21 号: 25 ページ: 5214-5224

    • DOI

      10.1039/d3ob00574g

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Insertion of a methylene group into the backbone of an antisense oligonucleotide reveals the importance of deoxyribose recognition by RNase H2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshiaki、Tabira Ayano、Hattori Shihori、Wakatsuki Shunsuke、Seio Kohji
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 20 号: 45 ページ: 8917-8924

    • DOI

      10.1039/d2ob01667b

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification of synthetic errors during chemical synthesis of DNA and its suppression by non-canonical nucleosides2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshiaki、Onishi Yukiko、Seio Kohji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-022-16222-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 2′-O-[3-(N-methylsulfamoyl)propan-1-yl]ribothymidine as a potentially applicable 2′-modified nucleoside for antisense oligonucleotides2022

    • 著者名/発表者名
      Tomori Takahito、Uekusa Koya、Koyama Aya、Kanagawa Takayuki、Masaki Yoshiaki、Seio Kohji
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 73 ページ: 117002-117002

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2022.117002

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oligodeoxynucleotides Modified with 2′-<i>O</i>-(Cysteinylaminobutyl)carbamoylethylribothymidine Residues for Native Chemical Ligation with Peptide at Internal Positions2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshiaki、Maruyama Atsuya、Yoshida Keita、Tomori Takahito、Kishimura Tomohiro、Seio Kohji
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 33 号: 2 ページ: 272-278

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.1c00575

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 2′-O-alkylcarbamoylethyl-modified oligonucleotides with enhanced nuclease resistance that form isostable duplexes with complementary RNA2021

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Kishimura, Takahito Tomori, Yoshiaki Masaki, Kohji Seio
    • 雑誌名

      Bioorganic &Medicinal Chemistry Ltters

      巻: 35 ページ: 127779-127779

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2021.127779

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Estimation of synthetic errors toward long DNA chemical synthesis2024

    • 著者名/発表者名
      Masaki, Y.; Onishi, Y.; Seio, K.
    • 学会等名
      Supra FIBER International Summit for Nucleic Acids (S-FISNA)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extended phosphate backbone of ASO reveals importance of deoxyribose recognition by RNase H2024

    • 著者名/発表者名
      Tabira, A.; Httori, S.; Seio, K.; Masaki, Y.
    • 学会等名
      Supra FIBER International Summit for Nucleic Acids (S-FISNA)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 5´位を増炭したスルホンアミド骨格を有するチミジンダイマーの合成と物性評価2024

    • 著者名/発表者名
      立花茂載, 大西里絵, 正木慶昭, 清尾康志
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 置換基を導入した2´-O, 3´-C架橋アラビノフラノシルチミンを含むオリゴヌクレオチドの合成と性質2024

    • 著者名/発表者名
      田平彩乃, 若月駿介, 清尾康志, 正木慶昭
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 2´水酸基にスルホンアミド修飾またはスルホネート修飾を有する5-メチルウリジン誘導体の合成および二重鎖形成能の評価2024

    • 著者名/発表者名
      瀧川駿太朗,友利貴人,植草宏哉,正木慶昭,清尾康志
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 細胞選択的送達を目指した糖リガンド修飾アンチセンス核酸の合成と性質2024

    • 著者名/発表者名
      島村大輝, 有江嶺美, 金山朱里, 宮内彩, 清尾康志, 正木慶昭
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 光架橋ビオチンリンカーを有するグアノシンテトラリン酸類似体の合成2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木雄大, 須田雪音, 井分彩乃, 正木慶昭, 清尾 康志
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 7位にピリジル基を導入した7-デアザデオキシグアノシンを含むオリゴヌクレオチドの合成と性質2024

    • 著者名/発表者名
      宮地健人, 羽生愛深, 清尾康志, 正木慶昭
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] メチレン基のリン酸バックボーンへの挿入がRNase Hによるミスマッチを含む二重差切断に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      田平彩乃, 服部詩萌里, 清尾康志, 正木慶昭
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第8回年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] スルホンアミド型バックボーンを導入したギャップマーの合成およびアンチセンス核酸としての性質2023

    • 著者名/発表者名
      清尾康志, 大西里絵, 立花茂載, 正木慶昭
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第8回年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] RNase H依存型アンチセンス核酸の安全性向上に向けた化学修飾の開発2022

    • 著者名/発表者名
      正木慶昭, 田平彩乃, 金川峻幸, 若月駿介, 服部詩萌里, 小山彩, 井上敦, 清尾康志
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第7回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 塩基部修飾グアニン導入によるアンチセンス核酸の標的切断変化とオフターゲット抑制2022

    • 著者名/発表者名
      金川峻幸, 小山彩, 正木慶明, 清尾康志
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第7回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2’-O-スルファモイルアルキル修飾を導入したオリゴヌクレオチドの合成と性質2022

    • 著者名/発表者名
      植草宏哉, 友利貴人, 正木慶昭, 清尾康志
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第7回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スルホンアミド構造を有する環状チミジン誘導体の合成とその構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      金川峻幸, 立花茂載, 大西里絵, 正木慶昭, 清尾康志
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第7回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Systemic comparison of DNA chemical synthesis conditions by next-generation sequencing2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki, Y.; Onishi, Y.; Seio, K.
    • 学会等名
      第49回国際核酸化学シンポジウム 日本核酸化学会第6回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and structural analysis of sulfonamide linkage-containing oligonucleotides for the development of antisense nucleic acids2022

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi, R.; Sekiya, S.; Edamura, W.; Tachibana, S.; Masaki, Y.; Seio, K.
    • 学会等名
      第49回国際核酸化学シンポジウム 日本核酸化学会第6回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of nucleoside and oligonucleotide derivatives incorporating 2’-O-sulfamoylpropyl or 2’-O-sulfamoylbutyl modifications2022

    • 著者名/発表者名
      Uekusa, K.; Tomori, T.; Koyama, A.; Masaki, Y.; Seio, K.
    • 学会等名
      第49回国際核酸化学シンポジウム 日本核酸化学会第6回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and property of alkoxytrityl type protecting group having reactive moiety2022

    • 著者名/発表者名
      Yagata, T.; Masaki, Y.; Onishi, Y.; Seio, K.
    • 学会等名
      第49回国際核酸化学シンポジウム 日本核酸化学会第6回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and the structural analysis of a cyclic sulfonamide thymidine derivative2022

    • 著者名/発表者名
      Tachibana, S.; Kanagawa, T.; Ohnishi, R.; Masaki, Y.; Seio, K.
    • 学会等名
      第49回国際核酸化学シンポジウム 日本核酸化学会第6回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Effects of inserting methylene group in the interaction of RNase H and ASO2022

    • 著者名/発表者名
      Tabira, A.; Masaki, Y.; Hattori, S.; Wakatsuki, S.; Seio, K.
    • 学会等名
      第49回国際核酸化学シンポジウム 日本核酸化学会第6回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 5´-デオキシ-5´-ヒドロキシメチルチミジン及び3´-デオキシ-3´-ヒドロキシメチルチミジンを含むリン酸骨格を伸長したオリゴヌクレオチドの合成と性質2022

    • 著者名/発表者名
      正木慶昭, 田平彩乃, 服部詩萌里, 清尾康志
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] スルホンアミド骨格を含む人工核酸の合成とアンチセンス活性の評価2022

    • 著者名/発表者名
      大西里絵, 清尾康志, 正木慶昭, 関谷彰太, 枝村亘
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 塩基部と5´位をスルホンアミド結合で架橋したチミジン誘導体の合成法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      金川峻幸, 立花茂載, 大西里絵, 正木慶昭, 清尾康志
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2'位に種々のカルバモイルエチル基を有する人工核酸の合成とアンチセンス核酸としての性質2021

    • 著者名/発表者名
      清尾康志, 岸村智太, 友利貴人, 正木慶昭
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第6回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of oligonucleotides with lipophilic residues via 2´-O-carbamoylethyl linker for providing 3´-exonuclease resistance and duplex stability2021

    • 著者名/発表者名
      Takahito Tomori, Tomohiro Kishimura, Koya Uekusa, Aya Koyama, Yuki Erikawa, Yoshiaki Masaki, Kohji Seio
    • 学会等名
      The 48th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry The 5th Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2'-O,3'-C架橋型 [3.3.0]ビシクロアラビノフラノシルチミン誘導体を含むオリゴヌクレオチドの合成と性質2021

    • 著者名/発表者名
      若月駿介, 井上敦, 正木慶昭, 清尾康志
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] リン酸骨格を伸長した5'-デオキシ-5'-ヒドロキシメチルチミジンを含むオリゴヌクレオチドの合成と性質2021

    • 著者名/発表者名
      服部詩萌里, 正木慶昭, 清尾康志
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 2'-O-アルキルカルバモイルエチル型修飾を持つ人工核酸の合成および性質2021

    • 著者名/発表者名
      岸村智太, 植草宏哉, 友利貴人, 正木慶昭, 清尾康志
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 安全性の高い核酸配列の設計法2023

    • 発明者名
      正木慶昭
    • 権利者名
      正木慶昭
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-002073
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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