| 研究領域 | ケモテクノロジーが拓くユビキチンニューフロンティア |
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| 研究課題/領域番号 |
21H00275
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
寺 正行 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10643512)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 核酸構造 / グアニン四重鎖 / PROTAC / ユビキチン / クリック反応 / ポリオキサゾール / ヌクレオプロテイン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
核酸高次構造の一つ、グアニン四重鎖（G4）に結合したタンパク質に対して、ユビキチンリガーゼによるポリユビキチン化を誘導するキメラ分子（G4-PROTAC）を創製する。G4はゲノムやRNAのグアニンリッチ配列でしばしば形成され、タンパク質との相互作用を通じて転写や翻訳を制御する。G4は動的に形成される構造であるため、細胞内におけるG4-タンパク質相互作用解析は困難である。一方、ユビキチンリガーゼは標的タンパク質をポリユビキチン化することで、プロテアソーム分解へと誘導する。そこで、G4-PROTACを合成し、G4結合タンパク質がG4と結合した時のみユビキチン化されるシステムを開発する。
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| 研究実績の概要 |
グアニン豊富な核酸領域で形成されるグアニン四重鎖（G4）はG4結合タンパク質 (G4BP) と相互作用することで複製、転写、翻訳など重要な生命現象に関与すると考えられている1)。しかし、G4BPがG4に結合することで生じる生物学的機能は不明な点が多い。最近、PhanらはE3（ユビキチンリガーゼ）リガンドで修飾したG4形成オリゴヌクレオチドをHela細胞に導入することでG4BPがプロテアソーム分解されることを報告した2)。本手法では外部から加えたG4がG4BPをリクルートするため、細胞内で自然に形成されたG4に結合するG4BPの機能解析が困難である。そこで本研究では、細胞内でのG4-G4BP相互作用解析を指向し、細胞内G4に結合するG4リガンドに、E3リガンドを連結したG4-PROTACリガンドを開発した。
E3ユビキチンリガーゼであるセレブロン (CRBN) のリガンドであるポマリドミドとG4リガンド (L2H2-6OTD) を連結したG4-PROTACリガンド1aを合成した。CRBN結合のネガティブコントロールとなるメチル化ポマリドミドを導入したG4-PROTACリガンド類1bも合成した (Figure 1a)。次に、合成したG4-PROTACリガンド類をHela細胞に添加し、G4BPの一つであるDHX36に着目しそのタンパク質量を定量した。その結果、1aを添加した場合に細胞内のDHX36が顕著に減少することがわかった (Figure 1b)。このことから、細胞内G4に結合したDHX36のG4-PROTACリガンドによる分解が示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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