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複雑な細胞環境におけるsiRNA-AGO複合体の分子動態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K20630
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0701:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

小林 芳明  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (20907381)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードsiRNA / RNAi / Argonaute2 / Argonaute / AGO2 / RNA結合タンパク質 / ライブセルイメージング
研究開始時の研究の概要

siRNA-AGO2複合体の作用機序は、これまでin vitroな生化学的解析および構造解析により明らかにされてきた。しかしながら、実際の細胞内環境を反映した解析がほとんど行われていない。細胞内には多種のRNA結合タンパク質が存在しており、siRNA-AGO2複合体と競合的に働く可能性がある。そこで本研究では、細胞内のsiRNA-AGO2複合体をイメージングする手法を新たに開発し、多種のRNA結合タンパク質が存在する複雑な細胞環境における分子動態の解明を目指す。

研究成果の概要

これまでの生化学的解析からsmall interfering RNA(siRNA)は、シード領域(5´末端から数えて2~8番目のヌクレオチド)で標的mRNAを認識することが明らかになっていたが、その位置による役割はよく分かっていなかった。申請者は、ヒト細胞を用いてsiRNAの活性を測定することで、siRNAのシード領域が2-5番ヌクレオチドと6-8番ヌクレオチドの2つの機能ドメインに分かれることを見出した。2-5番ヌクレオチドはRNAi活性には大きく寄与しないドメインである一方、6-8番ヌクレオチドはRNAi活性の程度を規定するドメインであることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究成果は、従来の生化学的解析のみでは明らかにできなかったsiRNAの作用機序を実際の細胞内環境を反映した解析により明らかにした。siRNA のシード領域のうち、6-8番ヌクレオチドはRNAi活性の程度を規定するドメインであることから、今後活性の強弱を制御する手法の開発が期待される。また、siRNAは薬としての応用が期待されているものの、その作用機序に立脚した医薬品の設計が不十分であることから、本成果はsiRNAの治療応用に向けた知見を広げるものであると示唆される。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] SNPD-CRISPR: Single Nucleotide Polymorphism-Distinguishable Repression or Enhancement of a Target Gene Expression by CRISPR System2023

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Shohei、Kusakabe Takashi、Zou Xinyi、Kobayashi Yoshiaki、Asano Yoshimasa、Wang Qingbo S.、Ui-Tei Kumiko
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2637 ページ: 49-62

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-3016-7_4

    • ISBN
      9781071630150, 9781071630167
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] siRNAが働く仕組みと医薬品としての研究開発の現状2023

    • 著者名/発表者名
      小林 芳明 , 浅野 吉政 , 程 久美子
    • 雑誌名

      循環器内科 = Cardioangiology / 循環器内科編集委員会 編

      巻: 93 ページ: 346-354

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A 2′-modified uridine analog, 2′-O-(methylthiomethoxy)methyl uridine, for siRNA applications2022

    • 著者名/発表者名
      Fangjie Lyu, Seongjin An, Yoshiaki Kobayashi, Kohei Nomura, Rintaro Baba, Naoko Abe, Haruka Hiraoka, Fumitaka Hashiya, Zhaoma Shu, Kumiko Ui-Tei, Yasuaki Kimura, Hiroshi Abe
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 74 ページ: 128939-128939

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2022.128939

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Knockdown of 15-bp Deletion-Type v-raf Murine Sarcoma Viral Oncogene Homolog B1 mRNA in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma Cells Repressed Cell Growth In Vitro and Tumor Volume In Vivo2022

    • 著者名/発表者名
      Song Jiaxuan、Kobayashi Yoshiaki、Asano Yoshimasa、Sato Atsushi、Taniguchi Hiroaki、Ui-Tei Kumiko
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 14 号: 13 ページ: 3162-3162

    • DOI

      10.3390/cancers14133162

    • 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] siRNA Seed Region Is Divided into Two Functionally Different Domains in RNA Interference in Response to 2′-OMe Modifications2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yoshiaki、Fukuhara Daiki、Akase Dai、Aida Misako、Ui-Tei Kumiko
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 7 号: 2 ページ: 2398-2410

    • DOI

      10.1021/acsomega.1c06455

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The siRNA Off-Target Effect Is Determined by Base-Pairing Stabilities of Two Different Regions with Opposite Effects2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yoshiaki、Tian Shen、Ui-Tei Kumiko
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 13 号: 2 ページ: 319-319

    • DOI

      10.3390/genes13020319

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermodynamic stabilities in the siRNA seed and non-seed regions regulate siRNA off-target effect in opposite direction2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yoshiaki、Tian Shen、Ui-Tei Kumiko
    • 雑誌名

      Research Aspects in Biological Science

      巻: 2 ページ: 117-130

    • DOI

      10.9734/bpi/rabs/v2/6153f

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The siRNA Seed Region Is Composed of Two Functionally Different Domains Which Have Different Effects On RNA Interference and Off-target Activities in Response to 2´-OMe Modifications.2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kobayashi, Daiki Fukuhara, Dai Akase, Misako Aida, Kumiko Ui-Tei
    • 学会等名
      The Fourth RAS Initiative Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SNPD-siRNA: an siRNA Specifically Suppresses the Expression of a Target Gene with Single Nucleotide Mutation.2022

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Ui-Tei, Yoshiaki Kobayashi, Yoshimasa Asano, Hiroaki Taniguchi
    • 学会等名
      The Fourth RAS Initiative Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of siRNA for KRAS and BRAF mutations using a cancer cell-derived Xenograft.2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Asano, Yoshiaki Kobayashi, Sato Atsushi, Hiroaki Taniguchi, Kumiko Ui-Tei
    • 学会等名
      The Fourth RAS Initiative Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular design of single nucleotide polymorphism-distinguishable SNPD-siRNA 1塩基変異を区別して遺伝子発現を抑制するSNPD-siRNAの分子設計2022

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Ui-Tei, Yoshiaki Kobayashi, Yoshimasa Asano
    • 学会等名
      第45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] The 2’-formamide modification in the siRNA seed region reduces off-target effects by two different mechanisms 2’-formamide修飾をseed領域にもつsiRNAは2つの異なるメカニズムによってoff-target効果を減弱させる2022

    • 著者名/発表者名
      Seongjin An, Yoshiaki Kobayashi, Kohei Nomura, Yasuaki Kimura, Hiroshi Abe, Dai Akase, Misako Aida, Kumiko Ui-Tei
    • 学会等名
      第45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] Verification of SNPD-siPIK3CA targeting single nucleotide mutation in PIK3CA oncogene in breast cancer-derived cells PIK3CAがん原遺伝子の一塩基多型を識別する小分子干渉RNA (SNPD-siPIK3CA)のがん細胞に対する効果の検証2022

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Ohyama, Yoshiaki Kobayashi, Kumiko Ui-Tei
    • 学会等名
      第45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] Development of siRNA which specifically represses the expression of oncogenic fusion gene がんの原因となる融合遺伝子を特異的に抑制する小分子干渉RNAの開発2022

    • 著者名/発表者名
      Soto Okubo, Yoshiaki Kobayashi, Kumiko Ui-Tei
    • 学会等名
      第45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] Development of the CRISPR system to regulate TERT expression utilizing single nucleotide mutations in the promoter region プロモーター領域における一塩基変異を識別してTERT遺伝子の発現を制御するCRISPRシステムの構築2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Matsui, Yoshiaki Kobayashi, Kumiko Ui-Tei
    • 学会等名
      第45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] Verification of CRISPR-Cas9 system for sequence-specific regulation of the gut microbiota CRISPR-Cas9システムによる塩基配列特異的な腸内細菌叢制御の検証2022

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Ono, Yoshiaki Kobayashi, Kumiko Ui-Tei
    • 学会等名
      第45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] Specific knockdown of KRAS mutant gene using SNPD-siRNA repressed cell proliferation of pancreatic cancer cells in vitro and in vivo2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kobayashi, Yoshimasa Asano, Atsushi Sato, Hiroaki Taniguchi, Kumiko Ui-Tei
    • 学会等名
      CBI学会2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of Structural Change of siRNA by 2'-formamide, a Newly-synthesized Chemical Modification, via Density Functional Theory.2022

    • 著者名/発表者名
      Seongjin An, Yoshiaki Kobayashi, Kohei Nomura, Yasuaki Kimura, Hiroshi Abe, Dai Akase, Misako Aida, Kumiko Ui-Tei
    • 学会等名
      CBI学会2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 1塩基の違いを区別して特異的に抑制するsingle-nucleotide polymorphism-distinguishable siRNA (SNPD-siRNA)の開発とその機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      小林芳明,佐藤淳,浅野吉政,谷口博昭,程久美子
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第7回年会・若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2’-formamide修飾をseed領域にもつsiRNAは塩基の向きを変えることで off-target効果を減弱させる2022

    • 著者名/発表者名
      安成鎮、小林芳明、野村浩平、木村康明、阿部洋、赤瀬大、相田美砂子、 程 久美子
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第7回年会・若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Cell-derived Xenograftモデルを用いたKRASやBRAFの変異部位を対象としたsiRNAの有効性の検証2022

    • 著者名/発表者名
      浅野吉政、小林芳明、佐藤淳、谷口博昭、程久美子
    • 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] PIK3CAがん原遺伝子の一塩基多型を識別する小分子干渉RNA (SNPD-siRNA)の開発2022

    • 著者名/発表者名
      大山隼礼、小林芳明、程久美子
    • 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] The siRNA seed region is divided into two functionally different domains in RNA interference in response to 2´-OMe modifications.2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kobayashi, Daiki Fukuhara, Dai Akase, Misako Aida, Kumiko Ui-Tei
    • 学会等名
      第23回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2´-OMe修飾したsiRNAのseed領域は2つの機能ドメインをもつ2021

    • 著者名/発表者名
      小林芳明, 田申, 福原大輝, 赤瀬大, 相田美砂子, 程久美子
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] トリプレットリピート病の原因遺伝子における一塩基多型を識別する小分子干渉RNA(SNPD-siRNA)の構築とマカド・ジョセフ病由来細胞における検証2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木ゆりあ, 小林芳明, 程久美子
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] PIK3CAがん原遺伝子の一塩基変異を識別して抑制する小分子干渉RNA(SNPD-siRNA)の有効性の検証2021

    • 著者名/発表者名
      大山隼礼, 小林芳明, 程久美子
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] BaseとSugar修飾を利用したsiRNAのoff-target効果の回避2021

    • 著者名/発表者名
      Seongjin An, Yoshiaki Kobayashi, Kohei Nomura, Akase Dai, Yasuaki Kimura, Hiroshi Abe, Misako Aida, Kumiko Ui-Tei
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] Clinical Neuroscience_核酸医薬と神経疾患2023

    • 著者名/発表者名
      小林芳明 , 程久美子
    • 総ページ数
      736
    • 出版者
      中外医学社
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 核酸医薬・mRNA医薬の製造分析の基礎と基盤技術開発2023

    • 著者名/発表者名
      小林芳明 , 程久美子 (小比賀聡, 井上貴雄監修)
    • 総ページ数
      290
    • 出版者
      シーエムシー・リサーチ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 核酸医薬 本領を発揮する創薬モダリティ2021

    • 著者名/発表者名
      浅野吉政、小林芳明、程久美子 (編集:横田 隆徳)
    • 総ページ数
      204
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758103985
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 日本薬学会医薬化学部会機関誌「MEDCHEM NEWS」31-4号「ESSAY特集」2021

    • 著者名/発表者名
      小林芳明、程久美子 (編集:MEDCHEM NEWS編集委員会)
    • 総ページ数
      60
    • 出版者
      じほうMEDCHEM NEWS
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

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