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2019 年度 実績報告書

遺伝子高次構造を標的とした複合化機能性中分子の創製

計画研究

研究領域反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製
研究課題/領域番号 15H05838
研究機関東北大学

研究代表者

永次 史  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90208025)

研究分担者 鬼塚 和光  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (00707961)
研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワード核酸高次構造 / アルキル化 / 中分子 / グアニン4重鎖 / ノンコーディングRNA
研究実績の概要

近年、核酸は配列情報のみならず、形成される高次構造が遺伝子発現において重要な機能を持つことが明らかとなってきている。特に種々の機能性RNAではその機能を担うモチーフとして、様々なRNAの高次構造が重要であることがわかってきている。しかし現在これらの構造に結合するプローブはほとんど報告されておらず、その機能解明が進んでいない。これらの高次構造に結合しアルキル化反応を誘起するプローブはこれらの構造の役割を明らかにするのみならず、共有結合による強固な結合により、高次構造を認識する蛋白質の結合を効率的に阻害できると期待される。本研究では核酸高次構造を選択的にアルキル化する中分子として標的核酸に近接し反応を誘起する部位及び標的核酸構造を認識する部位という2つの異なる機能を合わせ持つハイブリッド型核酸標的プローブの開発を目指した。細胞内で標的高次構造を効率的にアルキル化するには、標的近傍でのみ反応性の高い活性種が発生することが必要とされる。昨年度までに、高次構造に対して結合し活性化される構造として、ビニルキナゾリンのビニル基をメチルスルフィド基(SMe)、その酸化体(SOMe)、及びフェニルスルフィド基(SPh)を保護した分子を開発した。本年度はこれらのアルキル化反応のメカニズムについて検討した。その結果、SMe体は非常に安定であり、他の求核剤とはほとんど反応しないが、高次構造を持つ標的を加えることで、アルキル化反応が起こることがわかった。一方、SPh体では、脱離したチオール基が付加する平衡反応が存在し見かけ上安定であるが、高次構造存在下では、スルフィド基が脱離して生成するビニル基に近接する標的が反応し、速やかにアルキル化が進行していることがわかった。以上のように、本研究を通して、高次構造により活性化されるOFF-ON型のアルキル化反応の開発に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Liquid-like droplet formation by tumor suppressor p53 induced by multivalent electrostatic interactions between two disordered domains2020

    • 著者名/発表者名
      Kamagata Kiyoto、Kanbayashi Saori、Honda Masaya、Itoh Yuji、Takahashi Hiroto、Kameda Tomoshi、Nagatsugi Fumi、Takahashi Satoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 580 ~580

    • DOI

      10.1038/s41598-020-57521-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DNAの狙った構造だけを化学修飾する!2020

    • 著者名/発表者名
      永次 史、鬼塚 和光
    • 雑誌名

      化学

      巻: 75 ページ: 52-56

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of the binding molecules for the RNA higher-order structures based on the guanine-recognition by the G-clamp2019

    • 著者名/発表者名
      Murase Hirotaka、Nagatsugi Fumi
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 29 ページ: 1320~1324

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2019.03.052

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reactive OFF-ON type alkylating agents for higher-ordered structures of nucleic acids2019

    • 著者名/発表者名
      Onizuka Kazumitsu、Hazemi Madoka E、Sato Norihiro、Tsuji Gen-ichiro、Ishikawa Shunya、Ozawa Mamiko、Tanno Kousuke、Yamada Ken、Nagatsugi Fumi
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 47 ページ: 6578~6589

    • DOI

      doi.org/10.1093/nar/gkz512

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alkyne?Alkyne Photo-cross-linking on the Flipping-out Field2019

    • 著者名/発表者名
      Onizuka Kazumitsu、Ishida Kei、Mano Eriko、Nagatsugi Fumi
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 21 ページ: 2833~2837

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b00817

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of RNA Crosslinking Oligonucleotides Modified with 2‐Amino‐7‐Deaza‐7‐Propynyl‐6‐Vinylpurine2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada Ken、Abe Yusuke、Nagatsugi Fumi
    • 雑誌名

      Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry

      巻: 77 ページ: e79~e79

    • DOI

      10.1002/cpnc.79

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 化学修飾アプタマーの探索を指向した新規人工ヌクレオシドの創製2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤 理奈・岡村 秀紀・永次 史
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [学会発表] 付加的な水素結合部位を付与したヌクレオシド類縁体による直行型塩基対形成2020

    • 著者名/発表者名
      岡村 秀紀・Trinh Hoang Giang・永次 史
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [学会発表] Development of the novel artificial nucleic acids to induce the base flipping out2020

    • 著者名/発表者名
      YAJIMA, Sayaka; ONIZUKA, Kazumitsu; ISHIDA, Kei; NAGATSUGI, Fumi
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [学会発表] 核酸塩基フリップアウト場における特異な化学反応2020

    • 著者名/発表者名
      鬼塚 和光、石田 圭、矢島 さやか、間野 絵梨子、永次 史
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
  • [学会発表] Reactive OFF-ON type alkylating agents for higher-ordered structures of nucleic acids2019

    • 著者名/発表者名
      F. Nagatsugi, M. HAZEMI, E. Ganbold, K. Onizuka
    • 学会等名
      The 4th A3 Roundtable Meeting on Chemical Probe Research Hub, Sendai, Japan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子発現制御を目指した核酸の特殊反応場における選択的化学反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      永次 史
    • 学会等名
      有機合成夏季セミナー 明日の有機合成化学
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of the effective alkylating probes for the higher-ordered structure of nucleic acids, Development of the effective alkylating probes for G-Quadruplex2019

    • 著者名/発表者名
      K.Onizuka, M.E. Hazemi, N. Sato, G. Tsuji, S. Ishikawa, F.Nagatsugi
    • 学会等名
      27th FJS Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the alkylation reactions to the higher-ordered structures of nucleic acids2019

    • 著者名/発表者名
      K.Onizuka, M.E. Hazemi, N. Sato, G. Tsuji , S. Ishikawa, F. Nagatsugi
    • 学会等名
      CISNAC 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Base flip-inducing oligo DNA and photo-crosslinking2019

    • 著者名/発表者名
      K.Onizuka, K. Ishida, E. Mano, F. Nagatsugi,
    • 学会等名
      CISNAC 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the functional molecules for alkylating G-quadruplex2019

    • 著者名/発表者名
      S. Ishikawa, M. E. Hazemi, K.Onizuka, F.Nagatsugi
    • 学会等名
      Tohoku University Campus Asia Program Summer School 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Base-flip-inducing oligo DNA and photo-crosslinking on the flipping-out field2019

    • 著者名/発表者名
      K. Onizuka, K. Ishida, S. Yajima, E. Mano, F. Nagatsugi
    • 学会等名
      ISNAC 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Orthogonal base pair formation by nucleoside analogs bearing additional hydrogen-bonding units2019

    • 著者名/発表者名
      H. Okamura, G. H. Trinh, F. Nagatsugi
    • 学会等名
      ISNAC 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 遺伝子発現を制御する機能性中分子の創製2019

    • 著者名/発表者名
      永次 史
    • 学会等名
      新学術領域成果報告会
  • [学会発表] 反応性OFF-ON型核酸高次構造選択的アルキル化剤の開発2019

    • 著者名/発表者名
      鬼塚和光、Madoka E. Hazemi、石川竣也、永次 史
    • 学会等名
      第115回有機合成化学シンポジウム
  • [学会発表] 核酸高次構造選択的アルキル化のための反応性OFF-ON型反応素子の開発2019

    • 著者名/発表者名
      鬼塚和光、Madoka E. Hazemi、石川竣也、永次 史
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第14回年会
  • [学会発表] 核酸高次構造選択的アルキル化反応は遺伝子発現を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      鬼塚和光、ハゼミ・マドカ、石川俊也、永次 史、
    • 学会等名
      第22回生命化学研究会
  • [学会発表] 効率的遺伝子制御を目指した配座固定型架橋反応性オリゴヌクレオチドの開発2019

    • 著者名/発表者名
      8.永次 史、福間清乃、阿部友亮、山田 研、村瀬裕貴、岡村秀紀
    • 学会等名
      第5回日本核酸医薬学会年会
  • [学会発表] 核酸塩基フリップアウト場における特異な光反応2019

    • 著者名/発表者名
      鬼塚 和光、石田 圭、間野 江梨子、永次 史
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 付加的な水素結合ユニットを有するデュアルヘッド型人工塩基対の開発2019

    • 著者名/発表者名
      岡村秀紀、Trinh Hoang Giang、永次 史
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 高機能化遺伝子発現システムの構築を指向した新規人工塩基対の創製2019

    • 著者名/発表者名
      岡村秀紀、Trinh Hoang Giang、永次 史
    • 学会等名
      第19回多元物質科学研究所研究発表会
  • [学会発表] Light-up型蛍光小分子に結合する核酸配列の最適化技術の確立と応用2019

    • 著者名/発表者名
      遠藤玉樹、村瀬裕貴、鬼塚和光、永次 史、杉本直己
    • 学会等名
      第19回多元物質科学研究所研究発表会
  • [備考]

    • URL

      http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/nagatsugi/html/

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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