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2011 年度 実績報告書

動物個体内で遺伝子の機能を光制御する新手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22310141
研究機関東邦大学

研究代表者

古田 寿昭  東邦大学, 理学部, 教授 (90231571)

キーワードケージド化合物 / DNA / 遺伝子 / 光化学 / 光制御
研究概要

1.ケージドプライマーの開発
(1)光分解性保護基で修飾したホスホロアミダイトモノマーを開発することが出来れば,PCRによりケージドプラスミドDNAを容易に合成することが可能となる。そこでまず,核酸塩基への光分解性保護基の導入法を最適化した。その結果,デオキシグアノシン(dG)の環外のアミノ基にNVOC基を導入できること,高い光反応性を持つと考えられるBmcmoc基をdCの環外のアミノ基に導入できることを明らかにした。(2)合成したケージドヌクレオシドは,350nmの紫外光照射によって,元のデオキシヌクレオシドを生成することを確認した。(3)光分解性保護基で修飾したプライマーを用いて,ケージドプラスミドDNAを調製する実験系を構築した。
2.塩基配列選択的ケージング試剤の開発
DNAやRNAのケージド化合物を合成するために,塩基配列を認識して狙った位置を修飾できるケージング試剤の開発を目指した。(1)DNAの塩基配列を認識するための6-mer PNA,および,DNAのリン酸結合と共有結合を作るためのジアゾメチル基を持つ新しいケージング試薬,PNA-Bhc-diazoの合成に成功した。(2)合成したPNA-Bhc-diazoを用いて,PNA結合配列を含む80-merのssDNAをケージングできること,PNA-Bhc基がPNA結合配列近傍に結合すること,さらに350nm光照射でアンケージングされることを,機器分析と酵素反応を利用して確認した。(3)PNA結合配列を挿入したプラスミドDNAを用いて,哺乳動物細胞内で発現するルシフェラーゼの定量でケージング反応の有無を確認する実験系を構築した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初計画に設定した研究項目は,ケージドプライマーの開発と塩基配列選択的ケージング試剤の開発である。ケージドプライマーを合成するためのケージドモノマー合成と,ケージドプラスミドDNAを調製するための実験系の構築に成功した。また,2本鎖DNAを塩基配列選択的にケージングする試薬を開発することができた。しかし,哺乳動物個体内で働くことを確かめるまでには至らなかった。

今後の研究の推進方策

ケージドプライマーを用いる方法と,塩基配列選択的ケージング試薬を用いる方法で,モデル生物個体内で用いることができるケージドDNAの開発を推進する。運動する個体で光制御する場合,狙った場所を精度よく光刺激することは困難である。よって,個体での光制御を実現するためには,ケージド化合物を狙った細胞にターゲッティングする手法開発が必須である。そこで,低分子量機能性分子のケージド化合物とタグープローブシステムを組み合わせて,ターゲッティング可能か検討する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 過渡的複合体の解析を可能にするケージド化合物2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭,鈴木商信
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 83 ページ: 966-974

    • URL

      http://www.jbsoc.or.jp/event/magazine/pdf/83-10-10.pdf

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 遺伝子の機能発現を光制御するケージド化合物2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 雑誌名

      光化学

      巻: 42 ページ: 2-8

    • URL

      http://photochemistry.jp/journal_j/index.htm

    • 査読あり
  • [学会発表] 塩基配列選択的ケージング試薬の設計と合成2012

    • 著者名/発表者名
      星田智子・古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-25
  • [学会発表] ビオチンタグを持つケージドヌクレオチドを用いた遺伝子発現の光制御2012

    • 著者名/発表者名
      寺岡葵・石橋彩・古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-25
  • [学会発表] Controlling cellular functions using caged compounds2011

    • 著者名/発表者名
      T.Furuta, A.Suzuki, J.Ohmuro
    • 学会等名
      17th International Biophysics Congress
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2011-11-02
  • [学会発表] Manipulation of gene expression with caged nucleotides having a biotintag2011

    • 著者名/発表者名
      A.Teraoka, T.Furuta
    • 学会等名
      17th International Biophysics Congress
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2011-11-01
  • [学会発表] Caged nucleotides : design, synthesis and their use2011

    • 著者名/発表者名
      T.Hoshida, A.Takada, M.L.Jikko, T.Furuta
    • 学会等名
      17th International Biophysics Congress
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2011-11-01
  • [学会発表] Design and synthesis of caged nucleotides2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] 核酸塩基を保護したケージドヌクレオシドの合成と光反応性2011

    • 著者名/発表者名
      斉藤貴譜, 鈴木商信, 古田寿昭
    • 学会等名
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場「エポカルつくば」(茨城県)
    • 年月日
      2011-09-13
  • [学会発表] リボースを保護したケージドヌクレオシドの合成と光反応性2011

    • 著者名/発表者名
      岡映里, 浅場貴一, 鈴木商信, 古田寿昭
    • 学会等名
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場「エポカルつくば」(茨城県)
    • 年月日
      2011-09-12
  • [学会発表] 遺伝子の機能発現を光制御するケージド化合物の設計と合成2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 学会等名
      第26回生体機能関連化学部会若手フォーラム
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-11
  • [学会発表] ビオチンタグを持ったケージドヌクレオチドを用いた遺伝子の光発現制御2011

    • 著者名/発表者名
      寺岡葵, 古田寿昭
    • 学会等名
      2011年光化学討論会
    • 発表場所
      宮崎市河畔コンベンションエリア(宮崎県)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] PNAを導入したケージドヌクレオチドを用いた遺伝子の光発現制御2011

    • 著者名/発表者名
      星田智子, 高田梓, 実光真理, 古田寿昭
    • 学会等名
      2011年光化学討論会
    • 発表場所
      宮崎市河畔コンベンションエリア(宮崎県)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [図書] CSJ Current Review 06「核酸化学のニュードレント」2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭(分担執筆)
    • 総ページ数
      218
    • 出版者
      化学同人
  • [図書] 高効率二光子吸収材料の開発と応用2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭(分担執筆)
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2013-06-26  

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