DNA内メチルシトシン塩基の光酸化反応機構の解明と新規DNAメチル化検出系の探索

• 研究課題/領域番号: 21710228
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山田 久嗣 京都大学, 先端医工学研究ユニット, 助教 (80512764)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 機能性核酸 / 光増感反応 / DNA内電荷移動反応 / 5-メチルシトシン / 同位体効果 / DNA内電荷移動 / DNAメチル化 / 修飾シトシン塩基 / 重水素同位体効果

研究概要

DNA中のメチル化シトシン(^mC)を高効率かつ高選択的に検出する新しい光機能分子システムの設計を目標とした。(1)アントラキノンを導入したDNA二重鎖内で標的^mCが効率よく光酸化され、従来法に比べ約3倍の検出感度の向上に成功した。(2)^mCでの光反応に及ぼす重水素同位体効果を検討し、中間体の脱プロトン化過程が位置特異的DNA切断の鍵反応であることを明らかにした。(3)さらに、DNA内ホール移動現象を応用して、複数の^mC部位を同時検出可能な分子システムの基礎を構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of Functionalized Oligodeoxynucleotides and Photochemical One-Electron Oxidation of 5-Methylcytosine in DNA (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K., Yamada, H., Nishimoto S.
  • 雑誌名: J.Synth.Org.Chem. in press
  • NAID: 10029438334
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anthraquinone-Sensitized Photooxidation of 5-Methylcytosine in DNA Leading to Piperidine-Induced Efficient StrandCleavage (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H., Kitauchi, Y., Tanabe, K., Ito, T., Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 17 ページ: 2225-2235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Electron Injection into DNA by N-Cyclopropyl-1-aminonaphthalene (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, T., Uchida, T., Tanabe, K., Nishimoto, S.
  • 雑誌名: J.Photochem.Photobiol.A Chem. 219 ページ: 115-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anthraquinone-Sensitized Photooxidation of 5-Methylcytosine in DNA Leading to Piperidine-Induced Efficient Strand Cleavage (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H.; Kitauchi, Y.; Tanabe, K.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 巻: 17 ページ: 2225-2235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Electron Injection into DNA by N-Cyclopropyl-1-aminonaphthalene (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, T.; Uchida, T.; Tanabe, K.; Yamada, H.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: J.Photochem.Photobiol.A Chem. 巻: 219 ページ: 115-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-Induced Electron Transfer Reaction in Diaminostilbene-Tethered DNA Duplexes (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, T., Hayashi, A., Uchida, T., Tanabe, K., Yamada, H., Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Symp.Ser. 53 ページ: 201-202
• [雑誌論文] Efficient Photooxidative Strand Cleavage at 5-Methylcytosine in DNA by Sensitization with 9,10-Anthraquinone-Tethered Oligonucleotides (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H., Kitauchi, Y., Tanabe, K., Ito, T., Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Symp.Ser. 53 ページ: 209-210
• [雑誌論文] Photoelectrochemical Identification of 5-Methylcytosine Modification in DNA : Combination of Photosensitization and Enzymatic Cleavage (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K., Yamada, H., Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Symp.Ser. 53 ページ: 205-206
• [雑誌論文] Efficient Photooxidative Strand Cleavage at 5-Methylcytosine in DNA by Sensitization with 9,10-Anthraquinone-Tethered Oligonucleotides (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H, ; Kitauchi, Y.; Tanabe, K.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Symp.Ser. 53 ページ: 209-210
• [雑誌論文] Photoelectrochemical Identification of 5-Methylcytosine Modification in DNA : Combination of Photosensitization and Enzymatic Cleavage (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K.; Yamada, H.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Symp.Ser. 53 ページ: 205-206
• [雑誌論文] Preparation of Functionalized Oligodeoxynucleotides and Photochemical One-Electron Oxidation of 5-Methylcytosine in DNA
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K.; Yamada, H.; Nishimoto S.
  • 雑誌名: J.Synth.Org.Chem. 巻: (In press)
  • NAID: 10029438334
  • 査読あり
• [学会発表] Efficient one-electron photooxidation and site-selective strand cleavage at 5-methylcytosine in DNA by oligonucleotide bearing 9,10-anthraquinone sensitizer (2010)
  • 著者名/発表者名: Kitauchi, Y., Yamada, H., Tanabe, K., Ito, T., Nishimoto, S.
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] Selective trapping at cytosine derivatives of photosensitizer-injected and migrated hole in DNA (2010)
  • 著者名/発表者名: Kurata, M., Yamada, H., Tanabe, K., Ito, T., Nishimoto, S.
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] Efficient one-electron photooxidation and site-selective strand cleavage at 5-methylcytosine in DNA by oligonucleotide bearing 9, 10-anthraquinone sensitizer (2010)
  • 著者名/発表者名: Kitauchi, Y.; Yamada, H.; Tanabe, K.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] Selective trapping at cytosine derivatives of photosensitizerinjected and migrated hole in DNA (2010)
  • 著者名/発表者名: Kurata, M.; Yamada, H.; Tanabe, K.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] Efficient Hole Trapping at C(5)-Substituted Cytosine in the Photosensitizer-Injected Positive Charge Transfer through DNA Duplex (2010)
  • 著者名/発表者名: Kurata, M., Yamada, H., Tanabe, K., Ito, T., Nishimoto, S.
  • 学会等名: 7thInternational Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] One-Electron Oxidation at 5-Methylcytosine Induced by thePhotosensitizer-Injected Positive ChargeTransfer through DNA (2010)
  • 著者名/発表者名: Kitauch, Y., Tanabe, K., Ito, T., Nishimoto, S.
  • 学会等名: 7th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] Efficient Hole Trapping at C(5)-Substituted Cytosine in the Photosensitizer-Injected Positive Charge Transfer through DNA Duplex (2010)
  • 著者名/発表者名: Kurata, M.; Yamada, H.; Tanabe, K.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 学会等名: 7th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] One-Electron Oxidation at 5-Methylcytosine Induced by the Photosensitizer-Injected Positive Charge Transfer through DNA (2010)
  • 著者名/発表者名: Kitauchi, Y.; Yamada.H.; Tanabe, K.; Ito, T.; Nishimoto, S.
  • 学会等名: 7th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] メチル化DNAの光増感酸化反応に及ぼす重水素同位体効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田久嗣、北内佑哉、田邉一仁、伊藤健雄、西本清一
  • 学会等名: 第90回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] メチル化DNAの光増感酸化反応に及ぼす重水素同位体効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田久嗣、北内佑哉、田邉一仁、伊藤健雄、西本清一
  • 学会等名: 第90回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 東大阪市
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] 光化学反応を利用したDNAメチル化検出法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田久嗣
  • 学会等名: バイオ計測・試薬研究会「バイオ計測・試薬分野における若手科学者・技術者のシーズ・構想発表会」
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] Efficient Photooxidative Strand Cleavage at 5-Methylcytosine in DNA by Sensitization with 9,10-Anthraquinone-Tethered Oligonucleotides (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田久嗣、北内佑哉、田邉一仁、伊藤健雄、西本清一
  • 学会等名: 6th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Takayama, Japan
  • 年月日: 2009-09-29
• [学会発表] アントラキノン光増感剤を導入したオリゴDNA : 5-メチルシトシン塩基部位での選択的DNA切断 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北内佑哉、山田久嗣、田邉一仁、伊藤健雄、西本清一
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] C(5)位に置換基を導入した修飾シトシン含有DNAオリゴマーの合成と四重鎖形成特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藏田真之、山田久嗣、田邉一仁、伊藤健雄、山田久嗣、西本清一
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム若手フォーラム
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] アントラキノン光増感剤を導入したオリゴDNA:5-メチルシトシン塩基部位での選択的DNA切断 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北内佑哉、田邉一仁、伊藤健雄、西本清一
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Efficient Photooxidative Strand Cleavage at 5-Methylcytosine in DNA by Sensitization with9,10-Anthraquinone-Tethered Oligonucleotides (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H., Kitauchi, Y., Tanabe, K., Ito, T., Nishimoto, S.
  • 学会等名: 6th Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Takayama, Japan
• [学会発表] Photoelectrochemical Identification of 5-Methylcytosine Modification in DNA : Combination of Photosensitization and Enzymatic Cleavage (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K., Yamada, H., Ito, T., Nishimoto,S.
  • 学会等名: 6th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Takayama, Japan
• [学会発表] Photochemical Approach to Discrimination of Methylated Cytosine in DNA : pH Effect on theNaphthoquinone-Sensitized One-Electron Photooxidation of 5-Methylcytosine (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H., Kitauchi, Y., Tanabe, K., Ito, T., Nishimoto, S.
  • 学会等名: XXIV International Conference on Photochemistry
  • 発表場所: Toledo, Spain