2000 年度実績報告書

化学修飾DNAを用いた遺伝子発現の光制御

研究課題

研究課題/領域番号	11167216
研究機関	東京大学
研究代表者	浅沼浩之東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (20282577)
研究分担者	小宮山真東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (50133096)
キーワード	アゾベンゼン / 核酸 / DNA / 融解温度 / 二重鎖 / 三重鎖 / 光制御 / スピロピラン
研究概要	本申請では、遺伝子発現の光制御を目指している。前年度我々は、トリメチレンリンカーの中心の炭素にアゾベンゼンを導入した修飾DNAを合成し、アゾベンゼンの光異性化によって二重鎖の形成と解離を光のみで制御できることを明らかにしている。本年度はその機構を明らかにするため、アゾベンゼンを含むDNAの二重鎖の構造を2D NMRによって解析した。その結果、1)trans-アゾベンゼンが隣接する塩基対間にインターカレートしている、2)trans-アゾベンゼンがインターカレートすることでメジャーグルーブ側に傾いている、ことが判明した。一方cis-体は非平面分子であるため、スタッキングによる安定化が得られずむしろ立体障害で不安定化し、結果としてtrans→cis異性化によって二重鎖形成能が大きく変化することが明らかとなった。また、NOESYの詳細な解析から、極性の高い成分はRのコンフィギュレーションであることも明らかにした。更に光応答性DNAを、T7-DNAポリメラーゼによるDNAの伸長反応に応用し、目論見どおりアゾベンゼンの光異性化で、伸長反応をON-OFF制御できることを明らかにした。更に詳細な解析から、モジュレーターが5'末端付近から徐々に剥がれるような機構で光制御が実現できていることを見出した。光応答性DNAを酵素反応の制御に応用するためには、天然の構造からの差異は小さいほうが良い。そこでリボースの2'Oにアゾベンゼンを導入したウリジンを合成し、DNA内に組み込んだ。この系は配列依存性が大きいが、trans-cis異性化でTmが変化することを見出した。また、アゾベンゼンと並んで代表的な光異性化分子であるスピロピラン導入DNAも合成に成功した。

研究成果

(8件)

すべてその他

すべて文献書誌 (8件)

[文献書誌] H.Asanuma et al.,: "meta-Aminoazobenzene as a thermo-insensitive photo-regulator of DNA-duplex formation"Tetrahedron Lett.. 41. 1055-1058 (2000)
[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Azobenzene-Appended Oligonucleotides Form Unexpectedly Stable Triple-Helixes"Chem.Lett.. 2000. 108-109 (2000)
[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Photocontrol of Triple-Helix Formation by Using Azobenzene-Bearing Oligo(thymidine)"Angew.Chem.Int.Ed.Engl.. 39(13). 1316-1318 (2000)
[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Photo-Regulation of DNA Polymerase Reaction by Oligonucleotides Bearing an azobenzene"Angew.Chem.Int.Ed.Engl.. 39(13). 2356-2357 (2000)
[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Photo-Control of DNA-Duplex Formation by Using Oligonucleotide Carrying an Azobenzene"CHEMBIOCHEM. 2. 39-44 (2001)
[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Photo-regulation of DNA/RNA duplex formation by azobenzene-tethered DNA towards antisense strategy"Nucleic Acids Symp.Ser.44. 44. 277-278 (2000)
[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Spiropyran as a regulator of DNA hybridization with reversed switching mode to that of azobenzene"Chem.Lett.. 2001. 108-109 (2001)
[文献書誌] 浅沼浩之: "ゲノム解析と化学"化学と教育. (印刷中).

2000 年度 実績報告書

化学修飾DNAを用いた遺伝子発現の光制御

研究代表者

浅沼 浩之 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (20282577)

研究成果

[文献書誌] H.Asanuma et al.,: "meta-Aminoazobenzene as a thermo-insensitive photo-regulator of DNA-duplex formation"Tetrahedron Lett.. 41. 1055-1058 (2000)

[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Azobenzene-Appended Oligonucleotides Form Unexpectedly Stable Triple-Helixes"Chem.Lett.. 2000. 108-109 (2000)

[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Photocontrol of Triple-Helix Formation by Using Azobenzene-Bearing Oligo(thymidine)"Angew.Chem.Int.Ed.Engl.. 39(13). 1316-1318 (2000)

[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Photo-Regulation of DNA Polymerase Reaction by Oligonucleotides Bearing an azobenzene"Angew.Chem.Int.Ed.Engl.. 39(13). 2356-2357 (2000)

[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Photo-Control of DNA-Duplex Formation by Using Oligonucleotide Carrying an Azobenzene"CHEMBIOCHEM. 2. 39-44 (2001)

[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Photo-regulation of DNA/RNA duplex formation by azobenzene-tethered DNA towards antisense strategy"Nucleic Acids Symp.Ser.44. 44. 277-278 (2000)

[文献書誌] H.Asanuma et al.: "Spiropyran as a regulator of DNA hybridization with reversed switching mode to that of azobenzene"Chem.Lett.. 2001. 108-109 (2001)

[文献書誌] 浅沼浩之: "ゲノム解析と化学"化学と教育. (印刷中).

2000 年度実績報告書

浅沼浩之東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (20282577)