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2021 年度 実績報告書

効率的な2本鎖DNA認識を達成するペプチド核酸の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05730
研究機関名古屋大学

研究代表者

愛場 雄一郎  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (10581085)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードDNA / PNA / ペプチド核酸 / インベージョン / 核酸 / 遺伝子
研究実績の概要

2本鎖DNAの配列選択的認識は、核酸研究における基盤的な技術であるため、その応用可能性が非常に高い。これまで、2本鎖DNAを認識を利用したゲノム編集や遺伝子発現制御など、幅広い応用研究が行われている。このような研究において、これまではZinc Finger、TALE、Cas9などのDNA結合タンパクが主に利用されてきた。一方、もし合成分子で2本鎖DNAを配列選択的に認識することが出来れば、実験手技の大幅な簡便化だけでなく、従来のDNA結合タンパクにはない新たな研究展開が期待される。そこで本研究では、人工核酸であるペプチド核酸(Peptide Nucleic Acid、PNA)の特徴的な2本鎖DNA認識様式であるインベージョンに着目し、新たなDNA認識技術の構築を目指した。
これまでのPNAによるインベージョンでは、その効率的なDNA認識効のために、PNAの核酸塩基部への複雑な化学修飾が必須となっていた。しかし、その合成は非常に煩雑であり、このPNAの合成面が、インベージョン応用研究の汎用化への足かせとなっていた。
そこで本研究では、必要となる核酸塩基への化学修飾を簡素化することで、より簡便なPNA合成を達成し、様々な応用研究に適応しやすいインベージョン系の構築を目指した。今年度は申請書に記載したインベージョンの新たな設計とその構造情報の解明について検討を進めた。特に、構造情報の解明に向けて様々な検討を進めた。また、昨年度得られた成果(新規インベージョン手法の開発)に対し、国際論文誌への投稿を行い、論文採択に向けてのリバイズ用実験などを進めた。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Sequence-Specific Recognition of Double-Stranded DNA by Peptide Nucleic Acid Forming Double-Duplex Invasion Complex2022

    • 著者名/発表者名
      Aiba Yuichiro、Shibata Masanari、Shoji Osami
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 12 ページ: 3677~3677

    • DOI

      10.3390/app12073677

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 人工核酸PNAの配向性を利用した二本鎖DNA認識手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      柴田将成、愛場雄一郎、日比野柾、杉本宏、荘司長三
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
  • [学会発表] Positively charged nucleobase (G+) for inhibition of self duplex formation and improved PNA invasion efficiency2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Aiba, Masaki Hibino, Kotaro Nagoshi, Masanari Shibata, Osami Shoji
    • 学会等名
      Pacifichem2021 Satellite Symposium -Modified DNA and XNA for therapeutic application-
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 連続した複数のペプチド核酸(PNA)を利用した効率的なDNA認識2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤公太、柴田将成、愛場雄一郎、日比野柾、有安真也、荘司長三
    • 学会等名
      第52回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [学会発表] 人工核酸PNAを用いたDNAの液-液相分離2021

    • 著者名/発表者名
      相馬陸杜、愛場雄一郎、柴田将成、有安真也、荘司長三
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] 核酸認識を目指した核酸塩基修飾ペプチドの開発2021

    • 著者名/発表者名
      塩澤 駿清、愛場 雄一郎、柴田 将成、有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
  • [学会発表] ペプチド核酸(PNA)による2本鎖DNAとのインベージョン複合体形成2021

    • 著者名/発表者名
      愛場 雄一郎 、柴田 将成 、伊藤 公太、日比野 柾 、 有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然核酸塩基からなるペプチド核酸(PNA)による配列特異的な 2本鎖DNA認識2021

    • 著者名/発表者名
      愛場 雄一郎 、柴田 将成 、伊藤 公太、日比野 柾 、 有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] ペプチド核酸(PNA)を用いた核酸の液-液相分離2021

    • 著者名/発表者名
      愛場 雄一郎 、相馬 陸杜、柴田 将成 、 有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第5回LLPS研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ペプチド核酸(PNA)の化学修飾による効率的な2本鎖DNA認識2021

    • 著者名/発表者名
      愛場 雄一郎 、日比野 柾 、 柴田 将成 、伊藤 公太、有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第47回生体分子科学討論会
  • [学会発表] DNA 認識を目指した核酸塩基修飾 α ヘリックスペプチドの開発2021

    • 著者名/発表者名
      塩澤 駿清、愛場 雄一郎、柴田 将成、有安 真也、荘司 長三
    • 学会等名
      第47回生体分子科学討論会
  • [学会発表] 人工核酸PNAを用いた生体分子の液-液相分離2021

    • 著者名/発表者名
      相馬陸杜、愛場雄一郎、柴田将成、有安真也、荘司長三
    • 学会等名
      第47回生体分子科学討論会
  • [学会発表] ペプチド核酸の配向性に着目した二本鎖DNA認識手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      柴田将成、愛場雄一郎、日比野柾、荘司長三
    • 学会等名
      第31回バイオ・高分子シンポジウム
  • [備考] ペプチド核酸(PNA)による遺伝子制御

    • URL

      http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/research/pna.html

  • [備考] 研究業績

    • URL

      http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/publications/paper.html

  • [備考] Curriculum Vitae

    • URL

      http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/content/images/CV_aiba_Eng.pdf

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公開日: 2022-12-28  

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