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DNA中シトシン塩基5位のメチル化は、細胞の発生や分化、感染に対する防御などに関わる極めて重要な核酸塩基修飾である。エピジェネティックな遺伝子発現制御機構を化学的に制御する技術の開発を目指し、特定のシトシン塩基のメチル化を化学的に誘起する手法を検討した。
本年度はまず、H22年度に確立したメチル化剤としてメチルスルホニウム基を持つオリゴヌクレオチド(ON)の合成法と、ONと複合体化した官能基を特定の空間へ配置することを目的に開発したチオール基を持つ人工核酸、そしてONとメチルスルホニウムを繋ぐリンカー(エチレングリコール系または脂肪鎖)の組合せを検討するため、提唱されているDNAメチル化酵素のメチル化機構を化学的に模した三重鎖形成核酸(TFO)類を新たに4種合成した。加えて、三重鎖核酸形成時の核酸塩基部の配向性がアルキル化能に影響を与える可能性を考慮し、天然核酸とは異なる塩基配向を示す(結晶構造)人工核酸の利用も検討した。合成した各種メチルスルホニウム化TFOはリンカー部の種類により反応性が大きく異なり、化学的安定性で有用な脂肪鎖(C9)リンカーを標的DNAに作用させることにより、標的DNAとは異なるいくつかのDNAの生成を確認した。またその分子量から、新たに生成したDNAはグアニン塩基上でメチル化(アルキル化)が進行したことに伴うDNA断片であることが明らかとなった。一方、本研究期間内で検証したメチルスルホニウム基や核酸塩基の空間配置・配向性の変化は、メチル化の基質特異性を有意に変化させる原因とはならなかった。
本研究成果は、TFOコンジュゲートが標的DNAをアルキル化できる事を明確に示した例であり、シトシン5位のメチル化法に向けた大きな一歩である。
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