光応答性RNAを用いたRNA機能の光スイッチング

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20750132
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 梁 興国 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (60447828)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: RNA / アゾベンゼン / 光制御 / 光スイッチング / リボザイム

研究概要

光照射で分子構造が大きく変化するアゾベンゼンをRNAに導入することで、光応答性RNAを作成した。導入したアゾベンゼン分子の光異性化により、RNA/RNA又はRNA/DNA二重鎖の形成と解離の光制御を実現した。更に、多数のアゾベンゼンをエンザイム機能を持つリボザイムに導入し、光照射でリボザイムの高次構造を変化させ、RNA鎖の特異的な切断の光制御も実現し、細胞内でRNA機能を光で制御できることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Nick Sealing by T4 DNA Ligase on a Modified DNA Template Tethering a Functional Molecule on D-Threoninol (2011)
  • 著者名/発表者名: Liang, X.G.Fujioka, K.Asanuma
  • 雑誌名: H.Chem.Eur.J. (accepted)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of photoresponsive DNA tethering ortho-methylated azobenzene as a supraphotoswitch (2011)
  • 著者名/発表者名: Asanuma, H. ; Nishioka, H. ; Ishikawa, T. ; Liang, X.G.
  • 雑誌名: Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry (accepted)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of a Functional Nanomaterial with Recognition Ability for Constructing Light-Driven Nanodevices. (2011)
  • 著者名/発表者名: Liang, X.G. ; Mochizuki, T. ; Fujii, T. ; Kashida, H. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: LNCS 6518 ページ: 112-122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unexpectedly stable artificial duplex from flexible acyclic threoninol. (2010)
  • 著者名/発表者名: Asanuma, H. ; Toda, T. ; Murayama, K. ; Liang, X.G. ; Kashida, H.
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 132 ページ: 14702-14703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of photoresponsive RNA for photoswitching RNA hybridization. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, H. ; Liang, X.G. ; Nishioka, H. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: Org.Biomol.Chem. 8 ページ: 5519-5524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust and photo-controllable DNA capsules using azobenzenes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, F. ; Mochizuki, T. ; Liang, X.G. ; Asanuma, H. ; Tanaka, S. ; Suzuki, K. ; Kitamura, S. ; Nishikawa, A. ; Ui-Tei, K. ; Hagiya, M.
  • 雑誌名: Nano Lett. 10 ページ: 3560-3565
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: Hara, Y. ; Fujii, T. ; Kashida, H. ; Sekiguchi, K. ; Liang, X.G. ; Niwa, K. ; Takase, T. ; Yoshida, Y. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 49 ページ: 5502-5506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accumulation of fluorophores into DNA duplexes to mimic the properties of quantum dots. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kashida, H. ; Sekiguchi, K. ; Liang, X.G. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 132 ページ: 6223-6230
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoregulation of DNA transcription by using photoresponsive T7 promoters and clarification of its mechanism. (2010)
  • 著者名/発表者名: Liang, X.G. ; Wakuda, R. ; Fujioka, K. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: FEBS J. 277 ページ: 1551-1561
  • 査読あり
• [雑誌論文] A light-driven DNA nanomachine for efficiently photoswitching RNA digestion. (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhou M.G. ; Liang, X.G. ; Mochizuki, T. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 49 ページ: 2167-2170
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the ortho modification of azobenzene on the photoregulatory efficiency of DNA hybridization and thermal stability of its cis-form. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishioka H. ; Liang, X.G. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: Chem.Eur.J. 16 ページ: 2054-2062
  • 査読あり
• [雑誌論文] An interstrand-wedged duplex composed of alternating DNA base pairs and covalently attached intercalators. (2010)
  • 著者名/発表者名: Liang, X.G. ; Nishioka H. ; Mochizuki, T. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: J.Mater.Chem. 20 ページ: 575-581
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-Stem Molecular Beacon containing a Pseudo Base Pair of Threoninol Nucleotides for Removal of Background Emission. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kashida, H. ; Takatsu, T. ; Fujii, T. ; Sekiguchi, K. ; Liang, X.G. ; Niwa, K. ; Takase, T. ; Yoshida, Y. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 48 ページ: 7044-7047
  • 査読あり
• [雑誌論文] AA Supra-Photoswitch Involving Sandwiched DNA Base Pairs and Azobenzenes for Light-Driven Nanostructures and Nanodevices. (2009)
  • 著者名/発表者名: Liang, X.G. ; Mochizuki, T. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: Small 5 ページ: 1761-1768
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of Photon-Fueled DNA Nanomachines by Tethering Azobenzenes as Eowered by Light Irradiation. (2008)
  • 著者名/発表者名: Liang, X.G. ; Nishioka, H. ;Takenaka, N. ; Asanum, H.
  • 雑誌名: ChemBioChem 9 ページ: 702-705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Design for Reversing the Photoswitching Mode of Turning ON and OFF DNA Hybridization (2008)
  • 著者名/発表者名: Liang, X.G. ; Takenaka, N. ; Nishioka, H. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: Chem.Asian J. 3 ページ: 553-560
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diastereomer Separation of Azobenzene- Tethered Oligodeoxyribonucleotides and Determination of Their Absolute Configurations by Enzymatic Digestion (2008)
  • 著者名/発表者名: Liang, X.G. ; Komiyama, M. ; Asanuma, H.
  • 雑誌名: Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids 27 ページ: 332-350
  • 査読あり
• [学会発表] siRNAの化学修飾によるRNAi活性の向上 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤浩・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学(口頭)
  • 年月日: 20110326-20110329
• [学会発表] Molecular biology and nanotechnology of azobenzene- modified nucleic acid, G-COE symposium in Nagoya on Biochemistry and Bionanotechnology (2011)
  • 著者名/発表者名: X.G.Liang
  • 学会等名: Jan.12
  • 発表場所: Nagoya (Japan)(oral, invited)
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] カチオン性グラフトポリマーとの併用による超高感度インステムモレキュラービーコンシステム (2011)
  • 著者名/発表者名: 浅沼浩之・大澤卓矢・藤井大雅・梁興国・樫田啓・吉田安子・嶋田直彦・丸山厚
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会 講演予稿集
  • 発表場所: (口頭)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] DNA機能の可視光制御を目指したアゾベンゼン修飾の分子設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川顕慎・西岡英則・沢邊恭一・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会 講演予稿集
  • 発表場所: (口頭)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] 光で操作可能なナノデバイスを構築するための光応答性粘着末端の分子設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梁興国・水谷春華・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会 講演予稿集
  • 発表場所: (口頭)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] 二種類の修飾アゾベンゼンを用いた高度な光駆動型DNAナノデバイスの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西岡英則・石川顕慎・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会 講演予稿集
  • 発表場所: (口頭)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] ストランドインベーダーへの応用を目指した人工ヌクレオチドの設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 熊南和哉・梁興国・樫田啓・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会 講演予稿集
  • 発表場所: (口頭)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] On-off photoswitching of DNA function with azobenzene-tetheredDNA (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Asanuma, H.Nishioka, T.Mochizuki, X.G.Liang
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Hawaii, USA(invited)
  • 年月日: 20101215-20101220
• [学会発表] Asanuma Nanotechnology of azobenzene- modified DNA for constructing photoresponsive nanostructures and nanodevices(oral) (2010)
  • 著者名/発表者名: X.G.Liang ; T.Mochizuki ; H.Nishioka ; H.
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Honolulu, USA.
  • 年月日: 20101215-20101220
• [学会発表] Asanuma, Unexpected non-specific DNA synthesis by thermophilic DNA polymerase(oral) (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kato ; X.G.Liang ; H.
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 20101215-20101220
• [学会発表] Asanuma, Reversible photoswitching of gene expression with azobenene-modified DNA(oral) (2010)
  • 著者名/発表者名: X.G.Liang ; K.Fujioka ; R.Wakuda ; H.
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 20101215-20101220
• [学会発表] Asanuma, Photo- switching of RNA function by using azobenzene-modified RNA(oral) (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Itoh ; X.G.Liang ; H.
  • 学会等名: PACIFICHEM 2010
  • 発表場所: Honolulu, USA.
  • 年月日: 20101215-20101220
• [学会発表] Construction of Photoresponsive Nanodevices by Using a Novel Nanomaterial Involving Multiple Azobenzenes(oral) (2010)
  • 著者名/発表者名: X.G.Liang, M.G.Zhou, T.Mochizuki, H.Asanuma
  • 学会等名: The 37th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2010
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20101110-20101112
• [学会発表] 非対称色素クラスターを利用した高感度In-Stem MolecularBeacon の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤井大雅・原雄一・吉田安子・梁興国・樫田啓・浅沼浩之
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学(口頭)
  • 年月日: 20100915-20100917
• [学会発表] 可視光によるDNA機能の可逆的な光スイッチングを目指したアゾベンゼン誘導体の分子設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西岡英則・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学(口頭)
  • 年月日: 20100915-20100917
• [学会発表] 好熱性DNAポリメラーゼによる異常なDNA合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梁興国・加藤智博・浅沼浩之
  • 学会等名: 第20回バイオ・高分子シンポジウム
  • 発表場所: 東京(口頭)
  • 年月日: 20100728-20100729
• [学会発表] 修飾DNAの機能向上を目指した機能性分子導入リンカーの分子設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 園田峻・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会(1D3-29)
  • 発表場所: 大阪(口頭)
  • 年月日: 20100326-20100330
• [学会発表] オルト位メチル修飾によるシス体アゾベンゼンの熱安定性の向上およびその機構解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西岡英則・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第90回春季年会(3G6-52)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100326-20100329
• [学会発表] アゾベンゼン修飾DNAエンザイムによるRNA 切断の光制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 周孟光・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会(4D3-09)
  • 発表場所: 大阪(口頭)
  • 年月日: 20100326-20100329
• [学会発表] A challenge on specific DNA amplification at ambient temperatures. (2009)
  • 著者名/発表者名: Liang, X.G. ; Suzuki, M. ; Kato, T. ; Asanuma, H.
  • 学会等名: The 3^th World Congress of Gene Track 9-1, High Sensitive Analytical Techniques of Biotherapeutics.Co-chair.Invited presentation.
  • 発表場所: Foshan, China(Invited)
  • 年月日: 20091201-20091207
• [学会発表] アゾベンゼンの光異性化を利用した光応答性DNAzyme 10-23の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 周孟光・望月敏夫・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 中部化学関係学協会支部連合協議会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 20091107-20091108
• [学会発表] 光駆動型DNA ナノデバイスの構築とその応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 梁興国・西岡英則・望月敏夫・周孟光・竹中信貴・浅沼浩之
  • 学会等名: 第58回高分子討論会(3N14)
  • 発表場所: 熊本大学、熊本(口頭)
  • 年月日: 20090916-20090918
• [学会発表] ステム内部での色素会合を利用した高感度モレキュラービーコンの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 樫田啓・高津智彦・梁興国・丹羽孝介・高瀬智和・吉田安子・浅沼浩之
  • 学会等名: 第58回高分子討論会(1Q-17)
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20090916-20090918
• [学会発表] アゾベンゼン導入DNAのナノテクノロジー (2009)
  • 著者名/発表者名: 梁興国・望月敏夫・周孟光・西岡英則・竹中信貴・浅沼浩之
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム(1A-04)
  • 発表場所: 九州大学、福岡
  • 年月日: 20090913-20090915
• [学会発表] ペリレン-アントラキノン塩基対を利用した高感度In-Stem MolecularBeaconの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 樫田啓・高津智彦・関口康司・梁興国・丹羽孝介・高瀬智和・吉田安子・浅沼浩之
  • 学会等名: 第24回生体機能関連化学シンポジウム(2C-02)
  • 発表場所: 福岡(口頭)
  • 年月日: 20090913-20090915
• [学会発表] De novo DNA synthesis by thermophilic DNA polymerase. (2009)
  • 著者名/発表者名: Liang, X.G. ; Kato, T. ; Asanuma, H.
  • 学会等名: The 10^th International Conference on Thermophiles Research O17(pp55)
  • 発表場所: Beijing, China(Invited)
  • 年月日: 20090816-20090821
• [学会発表] 光応答性T7プロモーターを用いた遺伝子発現の光制御-可視光照射によるGFPタンパク質生成の光スイッチング- (2009)
  • 著者名/発表者名: 梁興国・藤岡健太・和久田竜史・浅沼浩之
  • 学会等名: 第19回バイオ・高分子シンポジウム(30)
  • 発表場所: 東京大学先端研、東京(口頭)
  • 年月日: 20090730-20090731
• [学会発表] ナノ材料化を目指した光応答性DNAの分子設計アゾベンゼンの対称導入による完全ON-OFF光制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 梁興国・望月敏夫・竹中信貴・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会(3H6 36)
  • 発表場所: 日本大学船橋キャンパス、千葉
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] 遺伝子発現の光制御を目指したアゾベンゼン修飾siRNAの分子設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤浩・西岡英則・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会(1J5-19)
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] DNAヘアピン開閉の光制御とそのRNA切断反応の光スイッチングへの応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 望月敏夫・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会(3H6-38)
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] メチルチオアゾベンゼンの導入による遺伝子発現の可視光制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤岡健太・西岡英則・藤井大雅・樫田啓・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 日本化学会第89春季年会(1J5-18)
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090327-20090330
• [学会発表] DNAハイブリダイゼーションの高効率な光制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西岡英則・梁興国・浅沼浩之
  • 学会等名: 第2回物質科学フロンティアセミナー(P-7)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20090312-20090313
• [学会発表] Efficient Photo-Regulation of DNA Hybridization for Constructing Light-driven Nano Device (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Nishioka, X.G.Liang, Hiroyuki Asanuma
  • 学会等名: Nagoya University Global COE in Chemistry Annual Symposium(R-06)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2009-07-09
• [図書] DNAのダイナミックな光制御(超分子サイエンス&テクノロジー-基礎からイノベーションまで-)(国武豊喜監修) (2009)
  • 著者名/発表者名: 浅沼浩之、梁興国
  • 総ページ数: 941-948
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [産業財産権] オリゴヌクレオチドプローブ及びその利用 (2009)
  • 発明者名: 浅沼浩之、梁興国、樫田啓、吉田安子、高瀬智和、丹羽孝介
  • 権利者名: 独立行政法人名古屋大学、日本碍子(株)
  • 産業財産権番号: PCT/JP2009/061980(特願2008-285966、特願2008-172526 のPCT 出願)
  • 出願年月日: 2009-06-30