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リピートRNAに結合し高次構造変化を誘起する新規低分子リガンドの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K15398
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関長崎国際大学

研究代表者

村瀬 裕貴  長崎国際大学, 薬学部, 特任助教 (10814486)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードCGGリピートRNA / G-Gミスマッチ / ステム-ループ / G4重鎖 / 低分子G-clamp / RNA構造変化誘起 / リピート病 / G-quadruplex / 脆弱X関連振戦/失調症候群(FXTAS) / 機能性分子 / RNA構造変化誘起剤 / CGG repeat RNA / repeat expansion disease / グアニン4重鎖 / ステム-ループ構造 / RNA構造変換 / RNA構造変化 / リピートRNA / 低分子リガンド / 核酸アナログ / G-clamp / 疾患関連リピート配列 / RNAヘアピンループ / 生体機能分子
研究開始時の研究の概要

細胞内においてRNAは様々な特殊構造を形成することで遺伝子発現を精密に制御している。一方で遺伝子の異常、例えば同じ塩基配列が異常にリピートされる領域が生じてしまうと、RNAの異常構造が形成され、遺伝子発現の異常やタンパク質機能不良などにより細胞機能障害が発生する。本研究は、この異常RNA構造に選択的に結合し、RNAの構造変化を誘起可能な新規低分子化合物の開発を目的とする。有機合成による低分子化合物の合成と各種分光学的なRNA結合解析により、新規RNA結合性低分子が異常RNA構造を緩和あるいは解消できるかを評価し、特定の疾患の治療法として展開が可能であるかを調べる。

研究成果の概要

本研究では、CGGリピートRNAの形成するグアニン4重鎖構造をヘアピン構造へと変換する新規低分子剤の開発を行った。本分子はG-clampの二量体型リガンドであり、RNA塩基のグアニンと結合する性質を有している。評価の結果、本分子はCGGリピートRNAのG-Gミスマッチ部位に結合し、ヘアピン構造を安定化することがわかった。興味深いことに、本分子はCGGリピートRNAの形成するグアニン4重鎖構造をヘアピン型へと変換する特性を有することが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

疾患原因リピートの一つであるCGGリピートRNAは、グアニン4重鎖構造など、細胞毒性を有する異常構造を形成する。このように、RNAの異常構造が疾患の原因となる例が報告されており、リピートRNAの高次構造を創薬標的とした低分子開発が行われている。本研究では、異常RNA構造の解消がリピート病の治療に有効であると考え、リピートRNAに選択的に結合し、かつRNAの構造変化を誘起する低分子リガンドの開発を行った。このようなRNA構造変化誘起剤は、グアニン4重鎖などのRNAの異常構造が原因とされる疾患に対する治療薬として展開が期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Site-Specific Tritium Labeling at the Predefined Internal Position of the Chemically-Modified RNA2023

    • 著者名/発表者名
      Murase Hirotaka、Lee Jeongsu、Taniguchi Yosuke、Sasaki Shigeki
    • 雑誌名

      CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

      巻: 71 号: 1 ページ: 64-69

    • DOI

      10.1248/cpb.c22-00738

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • 年月日
      2023-01-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of the Functionality Transfer Oligodeoxynucleotide for the Site-Selective Modification of RNA with a Divers Molecule2022

    • 著者名/発表者名
      Togo N., Murase H., Lee J., Taniguchi Y. and Sasaki S.
    • 雑誌名

      CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

      巻: 70 号: 7 ページ: 498-504

    • DOI

      10.1248/cpb.c22-00288

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • 年月日
      2022-07-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a selective ligand for G-G mismatches of CGG repeat RNA inducing the RNA structural conversion from the G-quadruplex into a hairpin-like structure2022

    • 著者名/発表者名
      Murase Hirotaka, Nagatsugi Fumi, Sasaki Shigeki
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 20 号: 16 ページ: 3375-3381

    • DOI

      10.1039/d2ob00279e

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Artificial Host Molecules to Covalently Capture 8-Nitro-cGMP in Neutral Aqueous Solutions and in Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Fuchi, H. Murase, R. Kai, K. Kurata, S. Karasawa, and S. Sasaki*
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chem

      巻: 32 号: 2 ページ: 385-393

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.1c00012

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protection of all cleavable sites of DNA with the multiple CGCG or continuous CGG sites from the restriction enzyme, indicative of simultaneous binding of small ligands2020

    • 著者名/発表者名
      Murase Hirotaka、Wakisaka Gentaro、Noguchi Tomoharu、Sasaki Shigeki
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 28 号: 20 ページ: 115730-115730

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2020.115730

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 核酸の高次構造・特殊配列に結合する低分子化合物-基盤分子の開発/評価法の構築-2020

    • 著者名/発表者名
      村瀬 裕貴
    • 雑誌名

      日本核酸化学会誌

      巻: 4 ページ: 15-21

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 部位特異的化学修飾法を基盤としたRNAの分子修飾とラベル化2023

    • 著者名/発表者名
      村瀬 裕貴、都甲 典弘、李 政洙、谷口 陽祐、佐々木 茂貴
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 天然及び人工核酸の部位特異的化学修飾とその応用2022

    • 著者名/発表者名
      村瀬 裕貴、 都甲 典弘、李 政洙、谷口 陽祐、 佐々木 茂貴
    • 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] Development of a small-molecule inducer that converts the G-quadruplex structure of CGG repetitive RNA to a hairpin form2022

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Murase, Fumi Nagatsugi, Shigeki Sasaki
    • 学会等名
      The 49th international Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CGGリピートRNAの構造変換を誘起する1,3-diazaphenoxazine誘導体の開発2022

    • 著者名/発表者名
      村瀬 裕貴、永次 史、佐々木 茂貴
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CGG-リピートRNA に結合する低分子型G-clamp 誘導体の開発2021

    • 著者名/発表者名
      村瀬 裕貴、永次 史、佐々木 茂貴
    • 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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of the small molecular binder for the r(CGG) repeat2021

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Murase, Fumi Nagatsugi, Shigeki Sasaki
    • 学会等名
      IS3NA-IRT Virtual Symposium 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RNAの高次構造変化を誘起する新規低分子リガンドの開発2021

    • 著者名/発表者名
      村瀬 裕貴、永次 史、佐々木 茂貴
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] リピートDNA配列中の複数連続する結合サイトに協奏的に全サイト結合する低分子リガンドの開発2020

    • 著者名/発表者名
      村瀬 裕貴、脇坂 元太郎、野口 幹晴、 Ting Wu、 佐々木 茂貴
    • 学会等名
      反応と合成の進歩2020特別企画シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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