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本研究は、二本鎖DNAに配列特異的に侵入(ストランドインベージョン)し、立体障害によってRNAポリメラーゼの進行をブロックするアンチジーンPNAの開発を目的としている。二つの環状分子が共有結合を介さず、互いに入れ子状につながった分子は[2]カテナンとよばれるが、PNAと標的DNAとの間でカテナンを形成することが出来れば、共有結合を切断しないかぎり決して解離することのない安定な複合体となるはずである。我々は、ストランドインベージョンとそれに続く分子内反応によってカテナンが形成されるようなPNAオリゴマーのデザイン、合成を中心に研究を進めている。ホモプリンPNAオリゴマーは鎖状二本鎖DNAにストランドインベージョンで結合できるが、この複合体は不安定で容易にはずれてしまうことが知られているので、この配列を使った第一世代カテナン用PNAをデザインした。2分子のPNAオリゴマーをリンカーで直列に連結し、N末端をアミノ基、C末端をホルミル基とし、水中でのPNAの環化にシッフ塩基形成が適用できるか検討した。シッフ塩基は水中では容易にアミンとアルデヒドに解離してしまうが、標的配列に結合することによって両端のアミノ基とホルミル基が接近すれば水中でも十分安定に存在できると期待される。昨年度の本基盤研究(C)において、文献既知のホモプリンPNAを使ったカテナン用PNAの合成を行なったが、複雑な混合物となってしまい目的物は得られなかった。今年度は配列、合成法に改良を加え、ホモプリン-ホモプリン型およびホモプリン-混合配列型の2種類のカテナン形成用PNAの合成に成功した。ゲル電気泳動法によって、ホモプリン-混合配列型PNAがDNAと安定な複合体を形成することがわかった。効率にはまだ改善の余地があるが、この知見は今後のPNAの設計や解析に非常に有用な情報であるといえる。
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