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2014 年度 実績報告書

細胞内RNAイメージングのための小分子蛍光プローブの創製

研究課題

研究課題/領域番号 25620102
研究機関東北大学

研究代表者

西澤 精一  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40281969)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードsiRNA / 蛍光プローブ / 小分子 / 相互作用 / イメージング
研究実績の概要

本研究では、細胞内RNA可視化のためのバイオプローブとして、有機合成化学に立脚した低分子蛍光化合物を開発することを目標とする。すなわち、RNA結合性の低分子蛍光プローブを開発、これに基づく細胞内RNAイメージング法の開発を試みる。昨年度に引き続き、特にsiRNA(small interfering RNA)を標的とする蛍光プローブの開発に焦点を絞って研究を進めた。
本研究で開発を進めた蛍光プローブは、ペプチド核酸 (PNA)を基本骨格とするもので、siRNAに特有な3’末端の2塩基オーバーハング構造に着目することで、可逆的かつ高選択的なsiRNA結合能を有する蛍光プローブを設計・合成した。具体的には、オーバーハング2塩基の認識のためにPNAを用い、そのPNA骨格C末端側に蛍光色素チアゾールオレンジを連結したもので、昨年度の時点において、siRNAに対するlight-up 型の蛍光プローブとして機能しうることを見出している。本年度は、その機能改良を重点的に進めた結果、プローブPNA骨格のN末端側にピレンを連結することで、siRNAに対する結合選択性を飛躍的に改良できることを見出した。さらに、開発したプローブを用いることで、細胞へ導入したキャリア-siRNA 複合体を選択的に可視化し、その細胞内取り込み過程と機構、細胞内局在・輸送、及びsiRNA の放出挙動を正確に評価できることを明らかにした。
本手法では、共有結合による核酸(siRNA)の化学修飾が不要なため、本来のsiRNA活性・機能をより反映した動態解析が可能であり、siRNA関連研究において、有用な解析手法になると期待できる。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Synthetic fluorescent probes capable of selective recognition of 3'-overhanging nucleotides for siRNA delivery imaging2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, Y. Sato, K. Iwai, S. Kuge, S. Nishizawa, N. Teramae
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 ページ: 1421-1424

    • DOI

      10.1039/C4CC08800J

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluorescence Imaging of siRNA Delivery by Peptide Nucleic Acid-based Probe2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, Y. Sato, K. Iwai, S. Kuge, N. Teramae, S. Nishizawa
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 31 ページ: 315-320

    • DOI

      10.2116/analsci.31.315

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 三重鎖形成に基づく RNA 二重鎖配列選択的蛍光検出を目指したペプチド核酸プローブの開発2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴哉、佐藤雄介、西澤精一
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部
    • 年月日
      2015-03-27
  • [学会発表] 蛍光プローブを用いた細胞内 RNA 検出法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴哉、佐藤雄介、岩井健太、久下周佐、西澤精一
    • 学会等名
      第8回 6専攻合同シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学理学研究科
    • 年月日
      2015-02-20
  • [学会発表] Design and Synthesis of DNA- and RNA-binding Ligands for Gene Detection2015

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Nishizawa
    • 学会等名
      6th Yonsei International Symposium on NanoBio Molecular Assembly
    • 発表場所
      Department of Chemistry, Yonsei University, Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-01-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛍光性ペプチド核酸プローブを用いたsiRNAアフィニティラベル化法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴哉、佐藤雄介、岩井健太、久下周佐、寺前紀夫、西澤精一
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ2014
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-10-16
  • [学会発表] 蛍光性ペプチド核酸プローブを利用した小分子RNA二重鎖の細胞内動態解析法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴哉、佐藤 雄介、岩井 健太、久下 周佐、寺前 紀夫、西澤 精一
    • 学会等名
      日本分析化学会第63年会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-17
  • [学会発表] ペプチド核酸プローブによる細胞内siRNA解析:リシン残基の導入による機能改良2014

    • 著者名/発表者名
      金子充雅、佐藤 雄介、寺前 紀夫、西澤 精一
    • 学会等名
      日本分析化学会第63年会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-17
  • [学会発表] RNA結合リガンドの合成と分析化学的応用2014

    • 著者名/発表者名
      西澤精一
    • 学会等名
      第13回化学系若手研究者セミナー
    • 発表場所
      東北薬科大学 70周年記念講堂
    • 年月日
      2014-09-06
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and Synthesis of DNA- and RNA-binding Ligands for Analytical Applications2014

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Nishizawa
    • 学会等名
      みちのく分析科学国際シンポジウム2014
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所講堂
    • 年月日
      2014-08-26
  • [学会発表] リシン残基の導入によるペプチド核酸プローブの機能改良と細胞内siRNA解析2014

    • 著者名/発表者名
      金子充雅、佐藤雄介、寺前紀夫、西澤精一
    • 学会等名
      みちのく分析科学国際シンポジウム2014
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所講堂
    • 年月日
      2014-08-26
  • [学会発表] 小さな有機分子による遺伝子分析2014

    • 著者名/発表者名
      西澤精一
    • 学会等名
      第37回教師のための化学教育講座
    • 発表場所
      東北大学理学部化学教室
    • 年月日
      2014-08-11
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛍光性ペプチド核酸プローブを用いた細胞内siRNA解析2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴哉、佐藤雄介、岩井健太、久下周佐、寺前紀夫、西澤精一
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会 第26回サマースクール
    • 発表場所
      ラフォーレ蔵王
    • 年月日
      2014-07-25
  • [学会発表] 小分子RNA二重鎖を標的とした蛍光性ペプチド核酸プローブの開発2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴哉、佐藤雄介、岩井健太、久下周佐、寺前紀夫、西澤精一
    • 学会等名
      東日本分析若手交流会
    • 発表場所
      鶴岡メタボロームクラスター レクチャーホール
    • 年月日
      2014-07-12
  • [学会発表] リシン残基の導入によるペプチド核酸プローブの機能改良と細胞内siRNA解析2014

    • 著者名/発表者名
      金子充雅、佐藤雄介、寺前紀夫、西澤精一
    • 学会等名
      東日本分析若手交流会
    • 発表場所
      鶴岡メタボロームクラスター レクチャーホール
    • 年月日
      2014-07-12
  • [学会発表] siRNA 結合能をもつ蛍光性プローブの開発と細胞内siRNA 解析への応用2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴哉、佐藤雄介、岩井健太、久下周佐、寺前紀夫、西澤精一
    • 学会等名
      第74回分析化学討論会
    • 発表場所
      日本大学工学部
    • 年月日
      2014-05-24

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公開日: 2016-06-01  

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