| 研究課題/領域番号 |
17K08248
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
近藤 次郎 上智大学, 理工学部, 准教授 (10546576)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | インフルエンザ / 抗ウイルス薬 / ドラッグデザイン / RNA / X線結晶解析 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、細菌感染症に処方されるアミノグリコシド系抗生物質を、その立体構造情報に基づいて分子改変することで抗インフルエンザ薬へと生まれ変わらせることを目的としている。インフルエンザウイルスは8つに分節された一本鎖ゲノムRNA（vRNA）をもっている。これら8つのvRNAと、複製の過程で作られるcRNの両末端にはプロモーター領域と呼ばれる互いに相補的で保存性の高い配列が存在しており、複製・転写の開始を制御している。本研究では、このプロモーター領域に作用して複製・転写を阻害するアミノグリコシドの探索・設計を行っている。
平成30年度は、我々が開発予定の薬剤の標的となるvRNAおよびcRNAのプロモーター領域の立体構造およびその動的変化を明らかにすることを目指した。前年度に結晶化に成功したvRNAとcRNAについて共同利用放射光施設Photon Factoryの構造生物学ビームラインでX線回折実験を行い、良質なデータが得られたものについて構造解析を行った。その結果、vRNAについては合計9個、cRNAについては合計3個の構造決定に成功した。現在はこれら立体構造スナップショットの精密化を進めている。
また、複数の天然および化学合成アミノグリコシドをライブラリーとして用いた薬剤探索を行った。その結果、一部の化学合成アミノグリコシドについてプロモーター領域への結合が確認できた。
さらに、プロモーター領域に結合させるために設計・合成したフッ素化アミノグリコシドについての立体構造情報およびRNAとの結合様式を明らかにするために、アミノグリコシドが強く結合することが知られているリボソームRNAの特定の領域についてもモデル分子を作成し、アミノグリコシドとの共結晶化および構造解析を行った。
これに加えて、本研究を円滑に進めるために、水銀・銀イオンを使ったRNA結晶化法・構造解析法を開発した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成30年度は、インフルエンザウイルスゲノムRNAのプロモーター領域の立体構造解析と、これによって得られた立体構造スナップショットを用いた動画編集、さらにはプロモーター領域に結合する薬剤探索を計画していた。動画編集は完了していないものの、この素材となる立体構造スナップショットを複数得ることに成功した。また、プロモーター領域に結合する化学合成アミノグリコシドを探索することに成功した。さらに、この領域に結合するように設計・合成した新規アミノグリコシドについて、RNAとの相互作用様式を明らかにすることにも成功した。これに加えて、本研究を行う過程で、水銀・銀イオンを用いた新しいRNA結晶化法・構造解析法の開発にも成功した。
以上を総合すると、本研究はおおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度となる平成31年度は、現在取り組んでいるプロモーター領域の立体構造スナップショットの精密化を完了させ、これをつなぎ合わせて動画作成を行う。そして、薬剤探索によってプロモーターへの結合が示唆されたアミノグリコシドについて、vRNAおよびcRNAのモデル分子との共結晶化およびＸ線結晶解析を行う。また、これまでに得られたプロモーター領域の立体構造情報から、アミノグリコシド以外の低分子薬剤もこの領域に結合しうることが明らかになったため、ライブラリーの範囲を広げて薬剤探索を行う予定である。プロモーター領域の動画編集が完了した段階で論文執筆および学会発表を計画している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成30年度は、研究費を主に化学合成RNAや結晶化用試薬の購入、X線回折実験を行うための放射光施設（高エネルギー加速器研究機構Photon Factory）への出張旅費、および学会発表のための出張旅費に充てた。しかし、平成29年度に購入した化学合成RNAを結晶化実験および薬剤探索実験に再利用することができたため、化学合成RNAの購入を必要十分な量に抑えた。結果として、次年度使用額として43,433円が生じた。
平成31年度はアミノグリコシド以外の低分子薬剤に範囲を広げて薬剤探索を行う予定であり、次年度使用額として生じた43,433円は主に低分子薬剤の購入に充てる予定である。
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