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トポロジー認識型ライトアップG4リガンドの創製

研究課題

研究課題/領域番号 20H02876
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37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

長澤 和夫  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10247223)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードグアニン四重鎖 / ライトアップ型プローブ / G4リガンド / G4トポロジー / ライトアップ / リガンド / トポロジー
研究開始時の研究の概要

グアニン四重鎖 (G4) 構造は、グアニン残基を豊富に含む核酸の1本鎖配列で、動的に形成される核酸の高次構造である。近年G4形成が、DNAの複製、遺伝子の転写調節などの生命現象を、直接的に制御する例が多数報告されている(in vitro)。しかし、生細胞内でのG4形成と生命現象との関連を明らかにした例はない。
本研究では、生細胞内で動的に形成されるG4を観察するため、ライトアップ型G4リガンドの創製を目的とする。特に、G4に特有な3つの各トポロジーを区別して、G4の動的形成を可視化する。これによりトポロジーを介したG4由来の生命現象を in vivo で解析するための研究基盤を構築する。

研究成果の概要

グアニン四重鎖(G4)構造はグアニンを豊富に含む核酸の1本鎖配列で「動的に形成」される核酸高次構造である。G4の形成はDNAの複製や遺伝子の転写等、多様な生命現象を制御するが生細胞でのG4形成と生命現象との関連は不明である。本研究では動的に形成されると考えられるG4を生細胞で観察するためのライトアップ型G4リガンドの創製を目的とした。これまでに開発してきたポリオキサゾール型G4リガンドにビニルナフチル誘導体を組み込むことで、G4に特有な三トポロジーのうちパラレル型G4と相互作用した時のみ蛍光を発するプローブを創製した。またG4の崩壊により蛍光が消失することも確認した。(G4の動的形成を可視化)

研究成果の学術的意義や社会的意義

G4は、転写、複製、翻訳、ゲノム安定性等、多様な生命現象に関与する。本研究で開発した新規プローブを用いることで、これまで不明だった生体内での「動的なG4形成に由来する生命現象」を解析するための新たな研究基盤が構築される。
これまでに報告されているG4由来の生物機能は、がんなどの難治性疾患と関連している。本研究の推進により、これら疾患のG4に由来した新たな発症メカニズムの解明 と創薬分子標的の探索へ発展する。加えてG4以外の生細胞内で動的に形成される非B型DNAの高次構造も、転写調節を中心とする様々な生物機能を担うことが予想されている。本研究の成果は、他の非B型DNAの機能解明にも応用される。

報告書

(4件)
  • 2023 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

    (34件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Regulation of thrombin activity by ligand-induced topological alteration in a thrombin-binding aptamer2023

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Shogo、Ma Yue、Hirokawa Takatsugu、Ikebukuro Kazunori、Tera Masayuki、Nagasawa Kazuo
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 号: 57 ページ: 8862-8865

    • DOI

      10.1039/d3cc02308g

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of G-Quadruplex Ligands on the Topology, Stability, and Immunostimulatory Properties of G-Quadruplex-Based CpG Oligodeoxynucleotides2022

    • 著者名/発表者名
      Anh Thi Tram Tu, Kazuaki Hoshi, Yue Ma, Taiji Oyama, Satoko Suzuki, Kaori Tsukakoshi, Kazuo Nagasawa, Kazunori Ikebukuro, Tomohiko Yamazaki
    • 雑誌名

      ACS Chem Biol

      巻: 17 (7) 号: 7 ページ: 1703-1713

    • DOI

      10.1021/acschembio.1c00904

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-molecule displacement assay reveals strong binding of polyvalent dendrimer ligands to telomeric G-quadruplex2022

    • 著者名/発表者名
      Pokhrel Pravin、Sasaki Shogo、Hu Changpeng、Karna Deepak、Pandey Shankar、Ma Yue、Nagasawa Kazuo、Mao Hanbin
    • 雑誌名

      Analytical Biochemistry

      巻: 649 ページ: 114693-114693

    • DOI

      10.1016/j.ab.2022.114693

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Detection of CpG Methylation in G-Quadruplex Forming Sequences Using G-Quadruplex Ligands2021

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Hijiri、Sasaki Ikkei、Tsukakoshi Kaori、Ma Yue、Nagasawa Kazuo、Numata Shusuke、Inoue Yuuki、Kim Yeji、Ikebukuro Kazunori
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 23 ページ: 13159-13159

    • DOI

      10.3390/ijms222313159

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vinylnaphthalene-bearing hexaoxazole as a fluorescence turn-on type G-quadruplex ligand2021

    • 著者名/発表者名
      Ma Yue、Wakabayashi Yuki、Watatani Naruyuki、Saito Ryota、Hirokawa Takatsugu、Tera Masayuki、Nagasawa Kazuo
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem

      巻: 19 号: 37 ページ: 8035-8040

    • DOI

      10.1039/d1ob01500a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective alkylation of parallel G-quadruplex structure2021

    • 著者名/発表者名
      Onizuka Kazumitsu、Ganbold Erchissaran、Ma Yue、Sasaki Shogo、Hazemi Madoka E.、Chen Yutong、Sato Norihiro、Ozawa Mamiko、Nagasawa Kazuo、Nagatsugi Fumi
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 19 号: 13 ページ: 2891-2894

    • DOI

      10.1039/d0ob02365e

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear consecutive hexaoxazoles as G4 ligands inducing chair-type anti-parallel topology of a telomeric G-quadruplex2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Shogo、Ma Yue、Ishizuka Takumi、Bao Hong-Liang、Hirokawa Takatsugu、Xu Yan、Tera Masayuki、Nagasawa Kazuo
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 10 号: 71 ページ: 43319-43323

    • DOI

      10.1039/d0ra09413g

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Target identification of a macrocyclic hexaoxazole G-quadruplex ligand using post-target-binding visualization2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Mizuho、Ma Yue、Okabe Sachiko、Wakabayashi Yuki、Su Dongdong、Chang Young-Tae、Seimiya Hiroyuki、Tera Masayuki、Nagasawa Kazuo
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 85 ページ: 12905-12908

    • DOI

      10.1039/d0cc04957c

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] クリックケミストリーを用いたトポロジー選択的なG4リガンドの合成研究2024

    • 著者名/発表者名
      島澤優莉,佐々木捷悟,馬悦,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      日本化学会 第104春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] グアニン四重鎖のトポロジー選択的かつ動的な検出を目的としたライトアップ型蛍光リガンドの創製2024

    • 著者名/発表者名
      藤田春希,綿谷成恭,佐々木捷悟,馬悦,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      日本化学会 第104春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大環状ヘキサオキサゾール型G4リガンド類による液滴内での化学反応評価2024

    • 著者名/発表者名
      大山 彩,佐々木捷悟,三好大輔,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      日本化学会 第104春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] G4-PROTAC リガンドによる細胞内グアニン四重鎖結合タンパク質の分解2024

    • 著者名/発表者名
      野原玲奈,棚谷優磨,馬悦,長澤和夫,寺正行
    • 学会等名
      日本化学会 第104春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] グアニン四重鎖-タンパク質間を連結するリガンドの合成2023

    • 著者名/発表者名
      指田万奈帆,笹沼博之,正井久雄,長澤和夫,寺正行
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第17回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] トリオキサゾールを母骨格としたturn-on型蛍光リガンドの合成および種々G4に対する蛍光特性の比較2023

    • 著者名/発表者名
      藤田春希,綿谷成恭,佐々木捷悟,馬悦,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第17回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] グアニン四重鎖の構造特異的な検出を目的とした新規蛍光リガンドの開発2023

    • 著者名/発表者名
      藤田春希,綿谷成恭,佐々木捷悟,馬悦,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      先端モデル動物支援プラットフォーム 若手支援技術講習会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] グアニジウム/次亜ヨウ素酸塩触媒を用いたオキシインドール類の3位アリール化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      清水祐汰,森偉央,小田木陽,長澤和夫
    • 学会等名
      第16回 有機触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] グアニン四重鎖特異的なタンパク質リクルート法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      指田万奈帆,寺正行、長澤和夫、笹沼博之、正井久雄
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 新規ライトアップ型G4リガンドの合成とトポロジー選択性の評価2023

    • 著者名/発表者名
      藤田春希,綿谷成恭,佐々木捷悟,馬悦,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      有機合成化学協会 第85回関東支部シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development of PROTAC ligands for G-quadruplex binding proteins2023

    • 著者名/発表者名
      RenaNohara,YuumaTanaya.YueMa,KazuoNagasawa,MasayukiTera
    • 学会等名
      第50回国際核酸化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光架橋基を有する二点認識型テロメアG4リガンドの開発2023

    • 著者名/発表者名
      柳田和輝,佐々木捷悟,馬悦,池袋一典,広川貴次,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      日本化学会 第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] グアニン四重鎖の動的挙動の解析を志向したケミカルプローブの開発2023

    • 著者名/発表者名
      藤田 春希,綿谷 成恭,佐々木 捷悟,馬 悦,寺 正行,長澤 和夫
    • 学会等名
      日本化学会 第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] テロメアグアニン四重鎖構造を標的とした多点認識型大環状ヘキ サオキサゾール化合物類の創製2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木 捷悟,馬 悦,Hanbin Mao,寺 正行 ,長澤 和夫
    • 学会等名
      日本化学会 第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 大環状ヘキサオキサゾール型G4リガンド類を用いた液?液相分離誘起能の解析2023

    • 著者名/発表者名
      大山彩,佐々木捷悟,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      先端モデル動物支援プラットフォーム成果発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 大環状ヘキサオキサゾール型G4リガンド類による液-液相分離誘起能の解析2023

    • 著者名/発表者名
      大山彩,佐々木捷悟,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      日本化学会 第103回春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] テロメアグアニン四重鎖と選択的に共有結合する光架橋型ヘキサオキサゾール化合物の開発2022

    • 著者名/発表者名
      柳田和輝,佐々木捷悟,馬悦,池袋一典,広川貴次,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第16回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and evaluation of the photo-reactive macrocyclic hexaoxazole probe for selective crosslinking with telomeric G-quadruplex2022

    • 著者名/発表者名
      柳田和輝,佐々木捷悟,馬悦,池袋一典,広川貴次,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      ISNAC2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanistic study on the S1 nuclease cleavage of G-quadruplexes stabilized by their ligands2022

    • 著者名/発表者名
      石川遼,佐々木捷悟,安田瑞穂,長澤和夫,寺正行
    • 学会等名
      ISNAC2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and synthetic study on a covalent ligand for G-quadruplex binding to cereblon: covalent G4-PROTAC2022

    • 著者名/発表者名
      Nohara Rena, Kazuki Yanagita, Nagasawa Kazuo, Tera Masayuki
    • 学会等名
      Ubiquitin New Frontier from Neo-Biology to Target Protein Degradation
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大環状ヘキサオキサゾール二量体の合成と液-液相分離誘起能の評価2022

    • 著者名/発表者名
      大山彩,佐々木捷悟,寺正行,長澤和夫
    • 学会等名
      有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] テロメアグアニン四重鎖と選択的に共有結合する光架橋型ヘキサオキサゾール化合物の開発2022

    • 著者名/発表者名
      柳田和輝、佐々木捷悟、馬悦、池袋一典、寺正行、長澤和夫
    • 学会等名
      日本化学会 第102回春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] グアニン四重鎖を安定化する大環状ヘキサオキサゾールオリゴマーの開発2022

    • 著者名/発表者名
      大山彩、佐々木捷悟、寺正行、長澤和夫
    • 学会等名
      日本化学会 第102回春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] テロメアグアニン四重鎖と選択的に共有結合する光架橋型ヘキサオキサゾール化合物の開発2021

    • 著者名/発表者名
      柳田和輝、佐々木捷悟、馬悦、池袋一典、寺正行、長澤和夫
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第15回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 鎖状型ヘキサオキサゾールを用いたグアニン四重鎖のトポロジー変化による結合タンパク質の活性制御2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木 捷悟、馬 悦、寺 正行、長澤 和夫
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第15回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of thrombin activity by a linear hexaoxazole G-quadruplex ligand controlling hrombin-binding aptamer topologies2021

    • 著者名/発表者名
      Shogo Sasaki, Yue Ma, Kazunori Ikebukuro, Masayuki Tera, Kazuo Nagasawa
    • 学会等名
      ISNAC2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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