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2013 年度 実施状況報告書

microRNAのターゲット捕捉機構を狙い撃つ新規核酸素子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24550186
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

山吉 麻子  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助教 (70380532)

研究分担者 村上 章  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (60210001)
キーワードmicroRNA / アンチセンス核酸 / ペプチド / RISC
研究概要

microRNAの発現異常は様々な疾患の原因となることが知られている。microRNAは、RISC (RNA-induced silencing complex) と呼ばれるリボヌクレオプロテインとなった後、標的遺伝子を捕捉しその発現を制御する。本申請課題では、microRNA の標的鎖捕捉機構を狙い撃つ新規核酸素子の開発を目的とした。
本年度は、RISCからmicroRNAを解離させるペプチドコンジュゲート核酸(RINDA) の分子設計の最適化、microRNA解離能の評価、レポーター遺伝子を用いた迅速アッセイ系によるRISC機能阻害効果の評価を行った。Glu の連続配列 (EEE) を持つRINDA (E3)は、ペプチドを持たないオリゴ核酸(ASO)と比較し、RISCからのmicroRNA解離能ならびに生細胞中におけるRISC機能阻害効果が顕著に向上することが明らかとなった。一方、Lysの連続配列を有するRINDA(K3)-as のRISC機能阻害効果はASOより低下することが確認された。RISCにはmicroRNAの5'末端を保持する塩基性ポケットが存在することが知られているが、そのポケットとRINDAのペプチド配列との相互作用がRISCの機能を阻害する上で重要であると考えられる。今後、ガン細胞亢進性のmicroRNAを標的としたRINDA を種々設計し、その効果を網羅的に評価する予定である。

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

今年度は開発したRINDA-OligoがRISCからどの程度microRNAを解離することが可能であるかを定量評価する実験系の構築に成功し、RINDAのペプチド配列について概ねの最適化が完了した。また、生細胞中におけるRINDA-Oligo のRISC機能阻害効果についても評価することが出来た。RINDA-Oligoを用いることで、細胞内でのRISC 機能阻害を行えるだけでなく、その後の作用機序解析まで達成出来るものと確信している。よって、当初の研究計画通り、本研究課題の最終的な目的を実行するために十分な研究成果と知見を得られたと考えている。

今後の研究の推進方策

(1) ガン細胞亢進性 microRNA に対する RINDA-Oligo の機能評価
前年度、レポーター遺伝子を用いて分子構造の最適化された RINDA-Oligo の標的を、ガン細胞で高発現している microRNA (onco-miR) へ移行し、核酸医薬としての有効性を評価する。標的 onco-miR としては、ガン細胞で高発現していることが報告されているmiR-21およびmiR-10b、miR-133を選択する。対象としてヒト乳ガン細胞、ヒト子宮頸ガン細胞、ヒト白血病細胞を用い、合成したRINDA-Oligo の効果を評価する。コントロール分子と比較して、RINDA-Oligo がどの様な効果を発揮するかを、WST-1アッセイを用いた細胞増殖率評価、Migration Assay を用いた細胞遊走能評価を中心に検討する。可能であれば、担癌マウスを作成し、RINDA-Oligo を導入したガン細胞の造腫瘍性を検討し、in vivoでの有効性まで評価したい。
(2) RINDA-Oligo の分子構造のさらなる最適化
ガン細胞および実験動物を用いて得られた結果を、RINDA-Oligo のデザインに繰り返しフィードバックし、分子構造のさらなる最適化を行う。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (20件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Novel photodynamic effect of psoralen-conjugated oligonucleotides for discrimination of methylation of cytosine in DNA2014

    • 著者名/発表者名
      Yamayoshi, A.*, Matsuyama, Y., Kushida, M., Kobori, A., Murakami A.
    • 雑誌名

      Photochemistry and Photobiology

      巻: 90 ページ: 716, 722

    • DOI

      doi: 10.1111/php.12232

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Functional regulation of RNA-induced silencing complex by photoreactive oligonucleotides2014

    • 著者名/発表者名
      Matsuyama, Y., Yamayoshi, A.*, Kobori, A., Murakami A.
    • 雑誌名

      Bioorg Med Chem

      巻: 22 ページ: 1003, 1007

    • DOI

      doi: 10.1016/j.bmc. 2013.12.044

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dual-fluorescent RNA probes with extremely large Stokes shifts2013

    • 著者名/発表者名
      A. Kobori*, T. Ueda,Y. Sanada, A. Yamayoshi, A. Murakami.
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry.

      巻: 77 ページ: 1117, 1119

    • 査読あり
  • [学会発表] Non-coding RNA(7SK)の機能を模倣する新規核酸素子の創製(III) 7SK mimicによる転写反応のスイッチング2014

    • 著者名/発表者名
      岸本 恭介・山吉 麻子・吉本 航大・駒野 淳・小柳 義夫・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] RISC機能の制御を目指した遺伝子制御素子の開発(I) RISCのmicroRNA保持機構の阻害を狙ったペプチドコンジュゲート核酸の開発2014

    • 著者名/発表者名
      有吉 純平・山吉 麻子・栄森 奈緒・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] RISC機能の制御を目指した遺伝子制御素子の開発(II) 遺伝子制御素子の化学構造がRISC機能阻害効果に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      山吉 麻子・中村 裕未・松山 洋平・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Development of novel transcriptional suppressors inspired by non-coding RNA,7SK2013

    • 著者名/発表者名
      山吉 麻子・岸本 恭介・林 里依・駒野 淳・小柳 義夫・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      第36回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      20131203-20131206
  • [学会発表] Design of novel oligonucleotides for allosteric regulation of RISC function.2013

    • 著者名/発表者名
      山吉 麻子・中村 裕未・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      第36回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      20131203-20131206
  • [学会発表] Structural insights for design of inhibitors targeting microRNA2013

    • 著者名/発表者名
      有吉 純平・山吉 麻子・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      第36回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      20131203-20131206
  • [学会発表] RISCのガイド鎖保持機構の阻害を狙ったペプチドコンジュゲート核酸の開発2013

    • 著者名/発表者名
      有吉 純平・山吉 麻子・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      第23回 アンチセンスシンポジウム
    • 発表場所
      徳島大学大塚講堂
    • 年月日
      20131128-20131129
  • [学会発表] In vitro RNAisystemを用いたRISC-アンチセンス核酸の相互作用解析2013

    • 著者名/発表者名
      松山 洋平・山吉 麻子・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      第23回 アンチセンスシンポジウム
    • 発表場所
      徳島大学大塚講堂
    • 年月日
      20131128-20131129
  • [学会発表] RISC機能の制御を目指した遺伝子制御素子の開発2013

    • 著者名/発表者名
      山吉 麻子・中村 裕未・松山 洋平・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      第23回 アンチセンスシンポジウム
    • 発表場所
      徳島大学大塚講堂
    • 年月日
      20131128-20131129
  • [学会発表] Non-coding RNAの機能に着目した転写スイッチングシステムの開発(II) 7SKの機能を模倣した新規転写阻害剤の開発2013

    • 著者名/発表者名
      山吉 麻子・岸本 恭介・駒野 淳・小柳 義夫・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      第23回 アンチセンスシンポジウム
    • 発表場所
      徳島大学大塚講堂
    • 年月日
      20131128-20131129
  • [学会発表] New design principal of inhibitors targeting microRNA from binding behaviors of antisense oligonucleotides with RISC (I) Evaluation of binding affinities between RISC and artificial oligonucleotides by native agarose gel system.2013

    • 著者名/発表者名
      A. Yamayoshi, Y. Matsuyama, A. Kobori, A. Murakami
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      20131113-20131115
  • [学会発表] New design principal of inhibitors targeting microRNA from binding behaviors of antisense oligonucleotides with RISC (II) New insights for regulation of RISC function by antisense oligonucleotides.2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuyama, A. Yamayoshi, A. Kobori, A. Murakami
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      20131113-20131115
  • [学会発表] Structural insights for design of inhibitors targeting microRNA2013

    • 著者名/発表者名
      J. Ariyoshi, A. Yamayoshi, A. Kobori, A. Murakami
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      20131113-20131115
  • [学会発表] Syntesis and interaction behavior of peptide ribonucleic acid (PRNA)-PNA-DNA chimeras and application to expression control of gene information.2013

    • 著者名/発表者名
      R. Uematsu, T. Mizutani, Y. Araki, S. Sakamoto, J. Ariyoshi, A. Yamayoshi, A. Murakami, T. Wada
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      20131113-20131115
  • [学会発表] Studies on effects of introduction of phenylboronic acids derivatives upon anti-syn orientation control of peptide ribonucleic acids (PRNA) toward cancer cell specific oligonucleotide therapeutics.2013

    • 著者名/発表者名
      R. Uematsu, T. Mizutani, Y. Araki, S. Sakamoto, J. Ariyoshi, A. Yamayoshi, A. Murakami, T. Wada
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      20131113-20131115
  • [学会発表] microRNAを標的とする機能性核酸の新しい分子設計指針2013

    • 著者名/発表者名
      山吉 麻子・松山 洋平・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      名古屋大学東山キャンパス
    • 発表場所
      第7回 バイオ関連化学シンポジウム
    • 年月日
      20130927-20130929
  • [学会発表] microRNAを標的とする機能性核酸の新しい分子設計指針2013

    • 著者名/発表者名
      山吉 麻子・松山 洋平・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] In vitro RNAi系を用いたRISCとアンチセンス核酸との結合親和性の評価2013

    • 著者名/発表者名
      松山 洋平・山吉 麻子・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      第23回バイオ・高分子シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学大学・大岡山キャンパス
    • 年月日
      20130731-20130801
  • [学会発表] microRNA保持機構の阻害を狙った新規RISC機能制御分子の開発2013

    • 著者名/発表者名
      山吉 麻子・有吉 純平・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      第23回バイオ・高分子シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学大学・大岡山キャンパス
    • 年月日
      20130731-20130801
  • [学会発表] RISC機能の制御を目指したリンカー導入型遺伝子制御素子の開発2013

    • 著者名/発表者名
      山吉 麻子・中村 裕未・向井 貴俊・小堀 哲生・村上 章
    • 学会等名
      第59回高分子研究発表会
    • 発表場所
      兵庫県民会館
    • 年月日
      20130712-20130712
  • [図書] Phoregulation of DNA/RNA functions2014

    • 著者名/発表者名
      A.Yamayoshi, A. Kobori, A. Murakami
    • 総ページ数
      未定
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing Pte. Ltd.

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公開日: 2015-05-28  

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