1998 Fiscal Year Annual Research Report
立体異性を制御した遺伝子発現制御分子ホスフォロチオエートの構築
Project/Area Number |
08458176
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Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
Principal Investigator |
牧野 圭祐 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (50159141)
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Keywords | アンチセンス法 / ホスホロチオエート型DNA / 核磁気共鳴法 / 分子動力学計算 / mRNAハイブリッド局所構造解析 / Cリピートテロメア構造 / 四重鎮形成 / チアホスホラン法 |
Research Abstract |
ホスフォロチオエート型オリゴヌクレオチド(Sオリゴ)のチオホスフェート基のRp、Sp立体異性とSオリゴの特異的遺伝子発現制御能との関係を解明する目的で、昨年度に引き続き、以下の研究を行った。 Sオリゴと標的RNAの作る二重鎖の融解温度測定を行い、チオフォスフェート基の立体異性の影響が最もよく現れたdGCsTsACG(s=チオフォスフェート基)を試料として用い、二次元核磁気共鳴法及び分子動力学計算によるRNA及びDNAとの二重鎖の構造解析を行った。詳細な解析の結果、RpRp及びSpSp異性体はともに天然型DNA-RNA二重鎖と同様にA型構造を取り、三者の構造にはほとんど差異が見られないことを明らかにした。三者の融解温度は43(DNA)、38(SpSp)、42(RpRp)℃であり、この差はSオリゴの遺伝子発現制御能に直接関係する二重鎖の安定性を示す重要なファクターであるが、この差は水和の程度等のSオリゴ・RNA構造以外の要因に起因することを初めて明らかにした。またSオリゴとDNAとの二重鎖の場合は、融解温度の差が構造異性による二重鎖構造の兵なりに直接関係することも明らかにした。これらの結果は、Sオリゴアンチセンス分子設計において、「チオホスフェート基立体異性を考慮するか否かが、標的がRNAであるかDNAであるかに依存する」という重要な指針を与えるものである。現在チアホスホラン法を改良して用いることによって個々のチオホスフェート基の立体異性を制御したホスホロチオエート型オリゴヌクレオチド(〜8量体)を合成し、本研究の結果の普遍性を確認している。また昨年度SオリゴボリCの非特異的抗ウイルス効果がこの分子のとる四重鎮構造に起因することを明らかにしたが、本年度はこの分子のデコイとしての標的遺伝子であるテロメア中のCリピート構造に関しても検討を行い、天然型d(C4T)に二種の構造異性四重鎖構造が存在することを明らかにし、テロメア構造の変化に起因する発ガンの抑制へのSオリゴ応用に重要な指針を与えた。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] K.Makino et al.: "Inhibition of human T-cell leukemia virus type 1 replication by antisense envoligodeoxynucleotide." Biochem.Biophys.Res.Commun.243. 109-112 (1998)
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[Publications] K.Makino et al.: "Preparation of stereoregulated antisense oligodeoxyribonucleoside phosphorothioate and interaction with its complementary DNA and RNA." Nucleosides & Nucleotides. 17. 269-282 (1998)
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[Publications] K.Makino et al.: "^1H nuclear magnetic resonance study on equilibrium between two four-stranded solution conformations of short d(CnT)." Biochemistry. 37. 12979-12986 (1998)
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[Publications] K.Makino et al.: "Misincorporation of 2'-deoxyoxanosine 5'-triphosphate by DNA polymerases and its implication to mutagenesis." Biochemistry. 37. 11592-11598 (1998)
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[Publications] K.Makino et al.: "Interaction of pyrylium dye with self-complementary DNA oligomer as studied by ^1H NMR spectroscopy." Nucleosides & Nucleotides,. 17. 603-611 (1998)
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[Publications] K.Makino et al.: "Two four-stranded structures of d(CnT)in solution by ^1H-NMR." Nucl.Acids Chem.Symp.Ser.39. 127-128 (1998)