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2020 年度 研究成果報告書

RNAアプタマーの分子認識メカニズムの解明

研究課題

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研究課題/領域番号 18K11536
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
研究機関日本大学

研究代表者

山岸 賢司  日本大学, 工学部, 准教授 (90460021)

研究分担者 坂本 泰一  千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (40383369)
石川 岳志  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (80505909)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードRNAアプタマー / 計算化学 / 分子シミュレーション / 分子動力学計算 / フラグメント分子軌道計算 / 核酸
研究成果の概要

本研究では、抗体に特異的に結合できるRNAアプタマーの結合メカニズムを、計算化学的に以下の観点から明らかとした。まず、フラグメント分子軌道法を用いた相互作用解析により、アプタマーの7番のヌクレオチド(G7)が、抗体と最も強い相互作用を形成していることを明らかとした。G7リン酸基とLys340の間に働く静電力は特に強く、結合の駆動力になることが示唆された。次に、汎用的な方法では計算できない修飾RNAに対する分子動力学計算を、一義的に実行できる独自の解析手法を構築し、アプタマーのダイナミクスについて解析した結果、溶液中のイオン種が結合に重要な役割を持っていることが明らかとなった。

自由記述の分野

計算化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、論理的根拠に基づいたRNAアプタマーの設計が可能になり、アプタマー開発の大きな部分を占めていた配列の最適化や修飾基の導入工程を飛躍的に効率化させることができる。今までの方法では予測できなかった修飾を加えることで、活性を向上・変化させることも可能となり、画期的なRNAアプタマーの開発につながる。これにより、これまで有効な治療法のなかった疾患に対する治療薬の開発も期待でき、社会的にも大きな意義を持つ。

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公開日: 2022-01-27  

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