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2011 年度 実施状況報告書

人工核酸を用いた新規ストランドインベーダーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23651128
研究機関名古屋大学

研究代表者

浅沼 浩之  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20282577)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2013-03-31
キーワードストランドインベーダー / PNA / Threoninol / 色素
研究概要

本研究では、D-Threoninolに色素などの機能性分子を導入したヌクレオチド・アナログ=Threoninol-Nucleotide (TN)を導入したDNA(TN-DNA)と、通常のPNAを組み合わせた新たなストランドインベーダーの開発を目指す。本年度は当初の計画に基づき、まずはTN-DNA/DNA二重鎖を安定化するためのTNの設計指針を得ることを目的とした。TNの安定性評価のため、DNA二重鎖の中央にTNを1残基付加的に導入したTN-DNAを合成し、対応するnativeの相補鎖との二重鎖の安定性を評価した。様々な色素導入TNを試したところ、アントラキノンとペリレンがDNA二重鎖を大きく安定化することを見出した。また色素の選択だけでなく、D-threoninolへの導入法もDNA二重鎖の安定化に大きく寄与することも明らかにした。この結果を踏まえ、TN 1残基に対して天然のヌクレオチドを2残基の割合で導入したTN-DNAコンジュゲートを合成し、その二重鎖の安定性を調べたところ、期待通りアントラキノンとペリレンでは融解温度(Tm)が未修飾のDNA二重鎖と比較して15℃以上向上した。一方このTN-DNAコンジュゲートを相補的なPNAと組ませたところ、未修飾のDNA/PNA二重鎖のTmより低下した。すなわち、アントラキノンおよびペリレン導入TNは、ストランドインベーダーとしての条件である、二重鎖の安定性の序列(TN-DNA/DNA, PNA/DNA > DNA/DNA >TN-DNA/PNA)を満たしていることが明らかとなった。

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

平成23年度は、天然のDNAとの二重鎖形成を大幅に促進し、かつ未修飾のPNAとの二重鎖を抑制するTNの探索を目指した。アントラキノンとペリレンが上記の条件を満たすTNであることを見出し、当初の計画を達成することが出来た。

今後の研究の推進方策

天然のDNAとの二重鎖形成を大幅に促進し、かつ未修飾のPNAとの二重鎖を抑制する色素導入TNを見出したので、平成24年度は当初の計画通り、60-70bp程度の合成DNA二重鎖を使用して、その内部あるいは末端に15 bpの二重鎖部位をターゲットとしたTN-DNAとPNAを設計する。その際、TN-DNAとPNAのターゲット二重鎖に対する濃度やバッファー条件(塩濃度など)、インベージョンの温度等を最適化し、モデル系での長鎖DNA二重鎖へのインベージョンの実現を目指す。

次年度の研究費の使用計画

平成23年度は1残基のTNを導入したDNAの合成が主であり、またインベーダーとしての条件を満たすTNを比較的容易に見出すことが出来たため、当初の計画より消耗品(試薬)の使用が大幅に少なくて済んだ。一方平成24年度はインベーダーの合成のため、多数のTNを導入したDNA(TN-DNAコンジュゲート)とPNAを多量に合成する必要がある。そこで平成23年度から繰り越した消耗品費と24年度の当初予算を併せてTNモノマーの大量合成に充てるとともに、研究を効率的に進展させるためTN-DNAコンジュゲートの合成を日本テクノサービスに外注する予定である。また得られた成果を学会で発表するため、国内旅費を計上する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Coherent Interactions of Dyes Assembled on DNA2012

    • 著者名/発表者名
      Asanuma, H.; Fujii, T.; Kato, T.; Kashida, H.
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. C

      巻: accepted ページ: accepted

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jphotochemrev.2012.04.002

    • 査読あり
  • [学会発表] ステム構造を必要としない高感度リニアプローブの設計

    • 著者名/発表者名
      浅沼浩之・赤羽真理子・近藤展代・大澤卓矢・加藤智博・樫田啓
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川(慶応義塾大学)
    • 年月日
      平成24年3月25日-28日
  • [学会発表] DNA二重鎖内部における蛍光色素のエネルギー移動に関する研究

    • 著者名/発表者名
      加藤智博・樫田啓・浅沼浩之
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川(慶応義塾大学)
    • 年月日
      平成24年3月25日-28日

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公開日: 2013-07-10  

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