| 研究課題/領域番号 |
20J15414
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分37010:生体関連化学
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| 研究機関 | 東北大学 (2021)
名古屋大学 (2020) |
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研究代表者 |
山野 雄平 東北大学, 多元物質科学研究所, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 人工核酸 / 修飾核酸塩基 / 光架橋 / 可逆性 / SNA / 光ライゲーション / RNA |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者は修飾塩基の光架橋反応を用いることで人工核酸SNAの二重鎖形成の光制御に成功している。しかし、使用できる光や制御できる配列には制限があった。本研究では、この修飾塩基に改変を加えることで細胞内応用に適した汎用性の高い光制御技術を構築する。同時に、この修飾塩基を用い、SNAを鋳型RNA上で光ライゲーションする手法を開発する。さらに、このライゲーション法を応用することで、環化した複数のSNAを鋳型RNAが貫通した、光応答性ポリロタキサンの作製を試みる。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、前年度までに開発した修飾塩基の可逆的な光架橋反応を利用し、テンプレート特異的なSNAの光ライゲーション法の開発を目指した。このために、配列末端に光架橋型修飾塩基を導入した二つのSNA鎖断片を合成した。二つのSNA鎖断片はテンプレートRNAと安定なNick入り二重鎖を形成し、二重鎖形成時に修飾塩基は向かい合うように配置されることが確認された。ここに可視光を照射すると架橋反応が進行し、SNA鎖断片同士をライゲーションできることがわかった。また、紫外光を照射すれば逆反応が起き、SNA鎖断片が再生することも確認された。さらに、可視光照射後にSNA鎖断片（2等量目）を加え、再度可視光を照射する形で、RNAテンプレートに対して過剰のSNA鎖断片を逐次的にライゲーションできることも示唆された。次に、末端に修飾塩基とアジド基あるいはDBCO基を持つSNA鎖断片を設計した。ここでは、光照射とクリック反応によりにSNA鎖断片が環状化し、RNAテンプレートを軸とした擬ロタキサン構造が形成されることを期待した。しかし（恐らく、環状化SNAのサイズが大きくRNAから容易に分離してしまうこともあり）光照射後のゲル電気泳動の結果からは擬ロタキサン構造の形成を評価できなかった。そこで、より強固な核酸擬ロタキサン構造の形成を目指した。このために、相補塩基をフリップアウトし光照射によって相補鎖を挟み込む形で環状化する光架橋型修飾塩基を新たに設計・合成した。核酸配列中に導入した修飾塩基は意図した光架橋反応を起こし、強固な擬ロタキサン構造の形成に必要である“小さな環構造”を形成することが示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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