| 研究課題/領域番号 |
20H02876
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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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)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 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)
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| 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 |
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| 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。
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| 研究実績の概要 |
グアニン残基を豊富に含む核酸の1本鎖配列で、核酸の高次構造の一つであるグアニン四重鎖 (G4) 構造が動的に形成されると考えられている。近年G4が形成されることで、DNA の複製、遺伝子の転写調節などの生命現象が、直接的に制御する例が、多数報告されている(in vitro)。しかしG4は、生細胞内の「どこで」「いつ」形成されるのか、また複製や転写等の生命現象との直接的な関連は明らかにされていない。これらの課題に対し本研究では、生細胞内で動的に形成されるG4を可視化し観察するためのツールとして、ライトアップ型G4リガンドの創製を目的とした。特にG4に特有な3つの各トポロジー（アンチパラレル、パラレル、ハイブリッド）を区別しながらG4の動的形成を可視化することを目的とした。
昨年までに、これまで研究室で開発してきた、G4と特異的かつ強力に相互作用する大環状ポリオキキサゾール型G４リガンドである６OTDにライトアップ機能を有する官能基を導入し、加えて側鎖構造に着目した構造展開を行うことで、トポロジー選択的なライトアップ型G4リガンド創製のための基本戦略を構築した。一方当該リガンドは、G4との相互作用が極めて強力なため、動的なG4の形成を観察するために課題があることがわかった。そこで今年度は、これまでの六つのオキサゾールを持つリガンドに代わり、そこで6OTDよりG4との相互作用が弱い三つのオキサゾールを有する鎖状3OTD化合物を用いこれにビニルナフチル誘導体を導入した新規プローブを合成した。3OTDについて評価を行ったところ、トポロジー選択的なライトアップ機能を有し、かつ相補鎖を加えた際、その蛍光が短時間で消失することがわかった。これよりG4からランダム構造への過程を観察することが可能となった。本研究により生細胞中での動的G4の形成と崩壊観察のための基盤を構築することができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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