| 研究課題/領域番号 |
17K14516
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山田 剛史 大阪大学, 産業科学研究所, 特任助教(常勤) (80633263)
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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 | 生体関連化学 / 核酸 / 有機合成化学 / トリヌクレオチドリピート |
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| 研究実績の概要 |
本申請研究は、神経変成疾患の原因となる過剰に伸長したRNAリピートを配列選択的に加水分解する低分子の開発とその応用展開を目的とする。過剰伸長RNAリピートは、核内に滞留しMBNL1などのスプライシング制御因子群とフォーカスと呼ばれる複合体を形成し、スプライシング制御因子の機能喪失を引き起こすことが分かっている。過剰伸長したリピートRNAが形成するヘアピン構造には多数のミスマッチ構造が生じることから、ミスマッチ結合分子に結合して近傍のリン酸エステル加水分解を誘導する低分子は、リピートRNA選択的な加水分解を促進する可能性があると考えた。本申請研究で開発する分子プローブを用いて、核内に滞留する過剰伸長 RNAリピートを選択的に加水分解してフォーカスの形成を阻害し、神経変成疾患の発症を抑制することを最終的な目標とする。
これまでに、核酸中のGGミスマッチを認識する分子NCDやAAミスマッチを認識する分子NAに、加水分解を誘導すると考えられるチオール基やイミダゾール基などのさまざまな官能基で修飾した各種誘導体を合成した。そして、それらの誘導体のミスマッチRNAの加水分解に与える影響を、HPLCとMALDI-TOF-MASSをもちいて詳細に解析した。結果、RNA二重鎖中のC-Cミスマッチ部位でリン酸ジエステルの切断が起きやすいことを確認した。
また、NCDをチオール基で修飾した化合物NCD-SH、NAをチオール基で修飾した化合物NA-SHに関しては、標的リピート配列をテンプレートににダイマー化反応が効率よく進行することを見出し、それらの結果を本研究期間中にOrganic Letters, Chemical Communication誌に報告した。
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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
研究申請書に記載した研究計画のとおり、GGミスマッチを認識する分子NCDやAAミスマッチを認識する分子NAに、加水分解を誘導すると考えられるチオール基やイミダゾール基などのさまざまな官能基で修飾した各種誘導体のミニライブラリーを構築した。ミスマッチ構造を有する二重鎖 RNAのリン酸ジエステル切断反応の反応速度は、リガンド存在下においてもあまり向上が見られなかった。しかしながら、NCDをチオール基で修飾した化合物NCD-SH、NAをチオール基で修飾した化合物NA-SHに関しては、標的リピート配列をテンプレートににダイマー化反応が効率よく進行することを見出し、それらの結果を本研究期間中にOrganic Letters, Chemical Communication誌に報告することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの結果から、リン酸ジエステル結合の加水分解が当初の想定ほど向上しない原因としては、GGミスマッチ認識部位としてもちいたNCDのRNAへの結合が弱いことが原因として考えられる。NCDはGGミスマッチDNAへは強固に結合することがわかっていたものの、RNAへの結合はDNAへの結合に比べてだいぶ低いことが二重鎖融解測定の結果等よりわかった。これを踏まえ、ミスマッチRNAに強固に結合する認識部位の開発・NCDに強固に結合するミスマッチRNAの探索などを同時並行で行い、リン酸エステル加水分解と認識部位との結合能の定量的構造活性相関を行いたい。また、切断活性部位として、これまでスクリーニングしたチオール基やヒドロキシアミノ基に加え、システイン・ヒスチジンなどRNA切断酵素の切断活性残基を一つまたは二つ有する多様なリガンドを準備し、作成したミニライブラリーを用いて、様々な長鎖RNAリピートの切断活性を探索する予定である。リン酸ジエステル結合の加水分解活性の探索は、今年度確立した方法に準拠して行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度はChemical Communication誌に研究成果を報告するなど、研究が進捗したが、本来の目的であるRNAリピートの加水分解に関してはまだ思わしい成果が出ていない。次年度使用額は専ら消耗品の購入に使用する予定である。
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