| 研究課題/領域番号 |
20H02855
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
永次 史 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90208025)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | RNA高次構造 / 選択的アルキル化 / 大規模解析 / RNA標的創薬 |
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| 研究実績の概要 |
non coding RNA (ncRNA)は遺伝子発現制御に重要な働きをもつことがわかってきている。ncRNAは多数の類似した高次構造を形成するため、これらを標的としたRNA結合性小分子の報告例は限られている。本研究ではRNA標的創薬を指向し、多様なRNA高次構造に対して化学反応性を持つ分子の真の選択性解析法の確立及びそれを用いた新しい構造反応性相関研究への展開、さらにはこれらの結果得られた高い選択性を持つRNA高次構造反応性分子を用いた細胞内標的の効率的阻害を目的とした。本解析法によりまず特定の化学反応性分子に関する大規模な反応特性情報が得られる。さらにこの解析法を用いて、反応性分子ごとの高次構造RNAに対する大規模な構造反応性相関情報を明らかにできる。具体的には、RNA小分子間相互作用大規模解析を可能とする方法を基本に、反応性分子のRNA高次構造に対する選択性を大規模に解析する手法を確立する。
既に研究代表者らは通常の条件では安定で標的G4-DNA高次構造に近接しアルキル化反応が誘起されるOFF-ON型反応性分子として、ビニルキナゾリン誘導体(VQ)を開発している。2020年度はこの分子をもとに、Barcode microarray法によるRNA高次構造アルキル化分子の解析手法を確立した。具体的には、本手法において精製ユニットの導入部位となる、アルキンを導入したアクリジンを持つVQ誘導体を合成した。さらに合成したアルキル化分子と高次構造を含むRNAライブラリーを反応させた後、クリック反応によりビオチンを導入し、ビオチン－アビジン相互作用によりアルキル化したRNAを回収した。さらに残ったRNAライブラリーをBarcode Microarrayに付すことで、アルキル化したRNAが除去されていることから、蛍光強度を指標にアルキル化したRNAの配列情報を得ることができた。
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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
本研究では、RNA標的創薬を指向し特定のRNA高次構造に高い選択性を持つRNA反応性分子の開発を目指している。2020年度には当初計画していたように、Barcode microarray法によるRNA高次構造アルキル化分子の解析手法の確立に成功し、我々のアルキル化分子が反応するRNA配列情報をえることができた。このように申請書で記載した2020年度の目標は達成しており、計画はおおむね順調に進行している。
一方、申請書で記載したRNA切断反応についても検討したが、現在のところ再現性を得ることができていない。今後はRNA反応性分子としては、アルキル化分子に焦点を絞り、特定のRNA高次構造に高い選択性を持つアルキル化分子について検討を続けていく。
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度はさらに、本分子の多様性拡大及び細胞内への適応を目指し下記の2点について検討を行う。
１）様々なRNA高次構造結合分子を持つVQ誘導体の合成：2020年度までにモデル化合物としてアクリジンを結合したVQ誘導体を用いてBarcode microarray法を基本としたRNAアルキル化分子の結合選択性解析手法を確立した。2021年度は、様々なRNA高次構造結合分子を持つVQ誘導体を合成し、本法に適用することで、構造反応性相関研究への展開を行う。具体的にはまずG4構造に選択的に結合する結合分子とVQ誘導体をコンジュゲートしたアルキル化分子を合成し、結合選択性解析手法による新の配列選択性を調査する
２）より効率的に機能するOFF-ON型VQ誘導体の開発：本研究代表者らはOFF-ON型VQ誘導体として、スルフィド基を安定前駆体として持つ誘導体を開発している。2021年度は細胞内への適用を目指して、さらに効率的に細胞内で活性化されるOFF-ON型VQ誘導体を検討する。予備的な検討においてアミノ基を持つVQ誘導体が安定前駆体として機能することを見出している。この検討に応じて様々なアミノ基を持つVQ誘導体を合成し、その反応性について検討する。さらに細胞内において活性化される仕組みを持つOFF-ON型VQ誘導体についても検討を行う。
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