RNAをターゲットとしたHIV複製の阻害剤の遺伝的スクリーニング

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11161211
• Research Institution: Tokyo Gakugei University
• Principal Investigator: 原田 和雄 東京学芸大学, 教育学部, 助教授 (00301169)
• Keywords: HIV阻害剤 / RNA-タンパク質相互作用 / 細胞内検出系 / コンビナトリアル・ライブラリー / カナマイシン耐性 / ポリアルギニン

Research Abstract

我々は、これまでにRNA-タンパク質相互作用を細胞内で検出する系を開発し、HIVの複製において重要な役割を果すRev-response element(RRE)に結合する新規ペプチドをコンビナトリアル・ライブラリーから同定することができた。また、これらのペプチドがRREの結合相手であるRevタンパク質によるRNAの核外輸送を阻害することを明らかにした。このことから、特定のRNAを標的とするペプチドを用いることにより、HIV複製をさまざまなステップで制御できることが示唆された。しかし、このスクリーニング法を用いてRRE以外のRNA構造と結合するペプチドの同定を試みたが、成功に至っていない。そこで、多様なRNAと結合するペプチドの同定が可能となるよう、これまでに二つの改良を行ってきた。まず、上述の実験系を用いてより多くの配列を検索できるよう、レポーター遺伝子であるLacZの代りにカナマイシン耐性遺伝子(NPT II)を挿入した。その結果、RNAとポリペプチドの結合活性と対応するカナマイシン耐性が得られ、原理的には10^8〜10^9のペプチド配列からの「セレクション」が可能となったことを既に報告した。そこで、本研究期間は、このカナマイシン耐性遺伝子を用いたレポーター系を最適化するとともに、コンビナトリアル・ライブラリーのデザイン法の改良を行った。具体てきには、ポリアルギニンに高い割合いで変異を導入した形のライブラリーを作製し、RRE結合ペプチドをスクリーニングしたところ、高いRRE結合能を有するペプチドを容易に同定できた。現在、種々のHIV RNA構造を標的としたスクリーニングを行っている。また、既に同定したRRE結合ペプチド(RSG-1.2)がRevタンパクの阻害剤のリード化合物であると考え、in vivo RNA selection法によるRSG-1.2との結合において重要なRRE上のヌクレオチドを同定し、Revとの結合様式の違いを解析している。

Research Products

• [Publications] K. Harada and A.D. Frankel: "Screening RNA-binding libraries using a bacterial transcription antitermination reporter assay"in RNA-Protein Interaction Protocols, Methods in Molecular Biology Vol. 118, Humana Press. 118. 177-187 (1999)
• [Publications] 原田和雄: "新規RNA結合ポリペプチドの創製―コンビナトリアル・ライブラリーからの分子進化的スクリーニング"蛋白質核酸酵素. 44・9. 1572-1583 (1999)
• [Publications] S.A. Robertson, K. Harada, A.D. Frankel, nd D.E. Wemmer: "Structure determination and binding kinetics of a DNA aptamer-argininamide comples"Biochemistry. 39. 946-954 (2000)