遺伝子の機能発現を光制御するOptochemical Biologyの創生

• 研究課題/領域番号: 26282219
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 基盤・社会脳科学
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 古田 寿昭 東邦大学, 理学部, 教授 (90231571)
• 研究協力者: 鈴木 商信
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円); 2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: ケージド化合物 / 光化学 / 遺伝子 / 有機合成化学 / DNA / RNA / 遺伝子発現 / 有機化学 / ゲノム編集 / クリック反応 / PCR

研究成果の概要

遺伝子の機能発現を光制御する新手法の開発を目指して研究を行った。化学合成と酵素反応を組み合わせて，長鎖2本鎖DNAおよびプラスミドDNAの任意の配列領域を光分解性保護基で修飾する方法を開発した。ビオチン付きのヌクレオチドケージング試薬を用いて，RNAのケージド化合物が合成できること，この手法をCRISPR/Cas9システムのgRNAに適用して，ターゲットDNA認識部位，および，Cas9結合部位をそれぞれ保護したケージドgRNAを作り分けられることを実証した。

研究成果

• [雑誌論文] A double bond-conjugated dimethylnitrobenzene-type photolabile nitric oxide donor with improved two-photon cross section (2015)
  • 著者名/発表者名: 1.N. Ieda, K. Hishikawa, K. Eto, K. Kitamura, M. Kawaguchi, T. Suzuki, K. Fukuhara, N. Miyata, T. Furuta, J. Nabekura, H. Nakagawa
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 25 号: 16 ページ: 3172-3175
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2015.05.095
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Utilization of the Heavy Atom Effect for the Development of a Photosensitive 8-Azacoumarin-Type Photolabile Protecting Group (2015)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Toshiaki Furuta, and Hirokazu Tamamura
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 17 号: 21 ページ: 5372-5375
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.5b02720
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Synthesis of nucleobase-caged peptide nucleic acids having improved photochemical properties (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, T. Hoshida, J. Sakyo, M. Kishi, S. Tanabe, J. Matsuura, S. Akiyama, M. Nakata, Y. Tanabe, A. Suzuki, S. Watanabe, T. Furuta
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 12 号: 28 ページ: 5089-5093
  • DOI: 10.1039/c4ob00418c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of the 8-aza-3-bromo-7-hydroxycoumarin-4-ylmethyl group as a new entry of photolabile protecting groups (2014)
  • 著者名/発表者名: Takano, H., Narumi, T., Ohashi, N., Suzuki, A., Furuta, T., Nomura, W., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: XX 号: 29 ページ: 4400-4404
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.04.063
  • 査読あり
• [学会発表] Design and synthesis of caged compounds with cell type specificity (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Furuta, A. Z. Suzuki, T. Sakano
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
  • 発表場所: 仙台国際会議場（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] Caged compounds as optochemical genetic tools －Design, synthesis and their use－ (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Furuta
  • 学会等名: The 17th RIES-HOKUDAI International Symposium on Ju
  • 発表場所: シャトレーゼガトーキングダムサッポロ（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-12-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ynthesis of caged gRNAs for photoactivatable CRISPR-Cas9 (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kodama, S. Tada, A. Z. Suzuki, T. Furuta
  • 学会等名: The Fourth Asian Chemical Biology Conference (ACBC2016)
  • 発表場所: 85 Sky Tower Hotel (Kaohsiung, TAIWAN)
  • 年月日: 2016-11-30
  • 国際学会
• [学会発表] Design and synthesis of site-selectively modified caged plasmid DNAs using modular nucleotide caging agents (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Tada, A. Z. Suzuki, T. Furuta
  • 学会等名: The Fourth Asian Chemical Biology Conference (ACBC2016)
  • 発表場所: 85 Sky Tower Hotel (Kaohsiung, TAIWAN)
  • 年月日: 2016-11-30
  • 国際学会
• [学会発表] CRISPR/Cas9の光制御を目指したケージドgRNAの合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 児玉一徳・多田慎之介・鈴木商信・古田寿昭
  • 学会等名: 第6回CSJ化学フェスタ2016
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2016-11-16
• [学会発表] Synthesis of caged gRNA for photoactivatable CRISPR/Cas9 (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kodama, S. Tada, A. Suzuki, T. Furuta
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会 (2016)
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] Design and synthesis of caged oligonucleotides with modular nucleotide caging agents (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Tada, A. Suzuki, T. Furuta
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会 (2016)
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス（京都府・京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] Modular caging groups – new platforms for multifunctional caged compounds (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Furuta
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
  • 発表場所: Hawaii (USA)
  • 年月日: 2015-12-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Chemo-enzymatic preparation of site-selectively modified caged DNAs (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Tada, W. Hashiba, E. Ikeda, A. Suzuki, T. Furuta
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
  • 発表場所: Hawaii (USA)
  • 年月日: 2015-12-19
  • 国際学会
• [学会発表] Design and synthesis of clickable caged compounds (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Suzuki, R. Aikawa, K. Kakehi, T. Furuta
  • 学会等名: The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
  • 発表場所: Hawaii (USA)
  • 年月日: 2015-12-19
  • 国際学会
• [学会発表] プラスミドDNAに領域選択的に光分解性保護基を導入する手法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 多田慎之介，古田寿昭
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ（2015）
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2015-10-15
• [学会発表] Design and synthesis of new caged diacylglycerol (2015)
  • 著者名/発表者名: 池谷柚季，森有里紗，鈴木商信，古田 寿昭
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会(2015)
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス／薬学部（千葉県船橋市）
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] Chemical tools to control cellular chemistry (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Furuta
  • 学会等名: 第92回 日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-03-22
  • 招待講演
• [学会発表] ケージドDNAを化学合成するためのホスホロアミダイト試薬の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 池田英一郎，鈴木商信，古田寿昭
  • 学会等名: 第4回CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2014-10-16
• [備考] 光で細胞機能を操作するOptochemical Biologyの創生
  • URL: http://www.lab.toho-u.ac.jp/sci/biomol/tfuruta-lab/