フォトサーマル効果を利用した光化学的ＲＮＡ情報編集システムの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23350079
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 藤本 健造 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (90293894)
• 研究分担者: 塚原 俊文 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (60207339) ; 坂本 隆 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (80423078)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 光架橋 / RNA編集

研究概要

シトシンからウラシルへの点変異の際の鍵反応と考えられる脱アミノ化をより緩和な生理的条件下で進行させるため、生理的条件下で、全て光操作のみで細胞内RNA 上のシトシンからウラシルへのピンポイント変異を制御する今までにない分子システムの開発を目指している。超高速光架橋剤であるシアノビニルカルバゾールを含む人工核酸の可逆的なmRNAへの光架橋反応を利用する際に、細胞内にも存在する化学物質である各種ジアミン類を添加させることで、生理的条件下でも脱アミノ化が進行することを見出した。本成果を発展させることで、化学的な手法による細胞内での正確な分子操作がさらに期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Details of the ultra-fast DNA photocrosslinking reaction of 3-cyanovinylcarbazole nucleoside; Cis-trans isomeric effect and the application for SNP based genotyping (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenzo Fujimoto, Asuka Yamada, Yoshinaga Yoshimura, Tadashi Tsukaguchi and Takashi Sakamoto
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135巻 ページ: 16161-16167
  • DOI: 10.1021/ja406965f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geometric Effect on the Photocrosslinking Reaction between 3-Cyanovinylcarbazole Nucleoside and Pyrimidine Base in DNA/RNA Heteroduplex (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenzo Fujimoto, Satomi Kishi and Takashi Sakamoto
  • 雑誌名: Photochemistry and Photobiology 巻: 89巻 ページ: 1095-1099
  • DOI: 10.1111/php.12118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quick and Reversible Photocrosslinking Reaction of 3-Cyanovinylcarbazole Nucleoside in DNA Triplex (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenzo Fujimoto, Hiroki Yoshinaga, Yasumasa Yoshio and Takashi Sakamoto
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: 11巻 ページ: 5065-5068
  • DOI: 10.1039/C3OB40915E
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diamine Derivatives Accelerate Photochemical C → U Transition in DNA Double Strand (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenzo Fujimoto, Daiki Futamura and Takashi Sakamoto
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 42巻 ページ: 289-291
  • DOI: 10.1246/cl.2013.289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quick Regulation of mRNA Functions by a Few Seconds of Photoirradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsuo Shigeno, Takashi Sakamoto, Yoshinaga Yoshimura and Kenzo Fujimoto
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 巻: 10巻 ページ: 7820-7825
  • DOI: 10.1039/C2OB25883H
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific and reversible photochemical labeling of plasmid DNA using photoresponsive oligonucleotides containing 3-cyanovinylcarbazole (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenzo Fujimoto, Kaoru Hiratsuka-Konishi, Takashi Sakamoto, Tomoko Ohtake, Ken-ichi Shinohara and Yoshinaga Yoshimura
  • 雑誌名: Molecular BioSystems 巻: 8巻 ページ: 491-494
  • DOI: 10.1039/C2MB05422A
  • 査読あり
• [雑誌論文] 5-Methylcytosine Selective Photoligation Using Photoresponsive Oligonucleotides Containing Various 5-Vinyl-2 ' -deoxyuridines Having an Aromatic Group (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sakamoto, Takehiro Ami, and Kenzo Fujimoto
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 41巻 ページ: 47-49
  • DOI: 10.1246/cl.2012.47
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signal turn-on probe for nucleic acid detection based on 19F nuclear magnetic resonance (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sakamoto, Yu-ki Shimizu, Jun Sasaki, Hikaru Hayakawa and Kenzo Fujimoto
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 21巻 ページ: 303-306
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2010.11.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possibility of genetic restoration for a disease treatment (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshifumi Tsukahara, Yu Ooka, Shafiul Alam, Hitoshi Suzuki, Kenzo Fujimoto
  • 雑誌名: IEEE ICMSAO ページ: 1-4
  • DOI: 10.1109/ICMSAO.2011.5775517
  • 査読あり
• [学会発表] Details of the ultra-fast DNA photocrosslinking reaction of 3-cyanovinylcarbazole nucleoside (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sakamoto, Asuka Yamada, Yoshinaga Yoshimura, Kenzo Fujimoto
  • 学会等名: Internal Symposium of Nucleic Acids Chemistry 2013
  • 発表場所: Kanagawa Univ. (神奈川県)
  • 年月日: 20131112-15
• [学会発表] Possibility of Genetic Code Restoration by Chemical RNA Editing (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshifumi Tsukahara, Vu Thi Luyen, Hitoshi Suzuki, and Kenzo Fujimoto
  • 学会等名: BIT' s Biopharmaceutical Summit 2013
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20130807-08
• [学会発表] Development of cyanovinylcarbazole mediated photocrosslinking reaction toward for regulation of RNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsuo Shigeno , Takashi Sakamoto, Kenzo Fujimoto
  • 学会等名: 40th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 20130721-25
• [学会発表] 超高速光DNA・RNA操作法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤本健造
  • 学会等名: バイオアカデミックフォーラム2013
  • 発表場所: 東京ビッグサイト(東京)
  • 年月日: 20130507-09
• [学会発表] Ultrafast reversible DNA photocrosslinking in triplex DNA (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Yoshinaga, Yasumasa Yoshio, Takashi Sakamoto, Kenzo Fujimoto
  • 学会等名: Internal Symposium of Nucleic Acids Chemistry 2012
  • 発表場所: Nagoya Univ. (愛知県)
  • 年月日: 20121114-16
• [学会発表] Development of Photochemical DNA and RNA Manipulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenzo Fujimoto
  • 学会等名: International Symposium on SYNTHESIZING LIFE AND BIOLOGICAL SYSTEMS
  • 発表場所: SENRI LifeScieence Center(大阪)
  • 年月日: 20121026-28
• [学会発表] Development about Photochemical RNA Manipulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenzo Fujimoto
  • 学会等名: 14th RNA Meeting
  • 発表場所: Tohoku Univ. (宮城県)
  • 年月日: 20120718-20
• [学会発表] Template directed DNA photochemical ligation toward for construction of DNA architecure (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigetaka Nakamura, Kenzo Fujimoto
  • 学会等名: 13th Tetrahedron Symposium
  • 発表場所: Amsterdam, Nederland
  • 年月日: 20120623-26
• [図書] 光で操るDNA, パリティ特集「DNAの物理」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤本健造
  • 総ページ数: 132-139
  • 出版者: 丸善出版株式会社
• [産業財産権] 光架橋形成抑制方法, 及び自己架橋体形成抑制型光応答性核酸 (2013)
  • 発明者名: 藤本健造, 中村重孝
  • 権利者名: 北陸先端科学技術大学院大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願 2013-225799
  • 出願年月日: 2013-10-30
• [産業財産権] 鎖交換された二重鎖オリゴヌクレオチドの製造方法 (2013)
  • 発明者名: 藤本健造, 中村重孝, 橋本浩寿, 小林聡
  • 権利者名: 陸先端科学技術大学院大学, 電気通信大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願 2013-133163
  • 出願年月日: 2013-06-25
• [産業財産権] 光クロスリンク能を有する光応答性ヌクレオチドアナログ (2013)
  • 発明者名: 藤本健造, 坂本隆, 田中佑弥
  • 権利者名: 北陸先端科学技術大学院大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許願 2013-70381
  • 出願年月日: 2013-03-28
• [産業財産権] 光クロスリンク能を有する光応答性人工ヌクレオチド (2013)
  • 発明者名: 藤本健造, 吉村嘉永
  • 権利者名: 北陸先端科学技術大学院大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許第8, 481, 714号(米国)
  • 出願年月日: 2013-05-09
  • 外国