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2021 年度 実施状況報告書

アンチセンス核酸の脱PS化を志向したRNase H活性を持つ修飾核酸の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K05716
研究機関徳島文理大学

研究代表者

張 功幸  徳島文理大学, 薬学部, 教授 (50347423)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード核酸化学 / 有機化学
研究実績の概要

本年度は以下の成果を得た。
(1)修飾核酸の合成
幾つかのタイプの4'-置換チミジンを合成し、それらをギャップ部分に様々な数導入したアンチセンスオリゴ核酸の合成を達成した(ウイング部分は2'-O-Me体を利用)。中でも、昨年度合成した4'-メトキシカルボニルチミジンを含むオリゴ核酸については、様々な塩基処理により4'-カルボキシ体、4'-カルバモイル体、4'-メチルカルバモイル体に変換できることを実証した。この方法を利用すれば、より多様なオリゴ核酸合成へと展開可能であると考えられる。また、DNA様糖部立体配座をとる新たな修飾核酸として、当初計画していた新規架橋型チミジンの合成にも成功した。さらに、このものについてもギャップ部分に様々な数導入したアンチセンスオリゴ核酸の合成を達成した。
(2)修飾オリゴ核酸の評価
新たな合成したアンチセンス核酸と標的RNAの融解温度測定を行った。結果、形成した二重鎖核酸は十分な熱安定性を有することを確認できた。次に、5'-末端にフルオレセインを導入したRNAとアンチセンス核酸を用いてRNase H活性を評価した。コントロールとしてギャップ部分が天然型DNAを用いて活性比較を行った。その結果の一例として、4'-カルボキシ体は4'-カルバモイル体や4'-メチルカルバモイル体よりも導入カ所を増やすことでRNase H活性が大きく低下し、RNase Hの基質になり難いことが明らかとなった。今回の一連の評価から、天然型よりは劣るものの導入カ所を多くしてもRNase H活性を保持しているアナログを見出すことができた。今後、このアナログのフル修飾したオリゴ核酸を合成し、その評価を行っていく予定である。

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

当初計画した全てのタイプの修飾核酸の合成に成功し、すでに大半のアナログについてRNase H活性の評価を実施済みである。その中で、複数修飾の場合においてもRNase H活性を維持するアナログを見出しており、今後当初の計画通り研究を行うことで、研究目的を実現できる可能性があるため。

今後の研究の推進方策

今後も引き続き計画調書に従って研究を進める。まずは、現在見出しているRNase H活性を維持しているアナログがRNase Hの基質になり得るかを調べるため、ウイング部分にフル修飾したアンチセンスオリゴ核酸を合成し、RNase H活性を調べる。一方で、RNase Hの基質になる他のアナログ開発も進める。具体的には、すでに開発しているオリゴ核酸合成後修飾法を利用して、様々な4'-置換チミジン類を持つオリゴ核酸を合成する。この手法では多くのアナログ合成が可能となるため、ある程度の種類を検討することができる。
合成したオリゴ核酸については、RNase H活性評価以外にも、RNAと安定な二重鎖を形成可能であるか融解温度測定により評価し、ヌクレアーゼに対する分解をどの程度抑えることができるかも調べる。これらを通して、現在のアンチセンスオリゴ核酸で利用されているホスホロチオエート修飾を減らすことができるアナログ開発につなげていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

ほぼ計画通りに予算を使用した。残額は次年度の薬品購入に充てる。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 その他

すべて 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 4'-置換チミジンを含むオリゴヌクレオチドのRNase H活性とヌクレアーゼ耐性能2022

    • 著者名/発表者名
      石川楓子、渕 靖史、伊藤勇太、張 功幸
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      http://p.bunri-u.ac.jp/lab06/index.html

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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