2022 Fiscal Year Research-status Report
ペプチド核酸（PNA）による細胞内核酸操作技術の開発
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22K05350
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
愛場 雄一郎 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (10581085)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | DNA / PNA / ペプチド核酸 / 人工核酸 / 遺伝子 / インベージョン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNAやRNAの配列選択的な認識は、生命現象の解明や遺伝子発現制御などにおける基盤的な技術であり、その達成に向け様々な研究がなされてきた。その中でもDNAに化学修飾を施した人工核酸は、その設計が簡便なことからこれまで広く研究されてきた。人工核酸では、核酸の相補性を利用した2本鎖形成により、標的核酸の配列特異的な認識を達成可能である。しかし1本鎖状態で存在するRNAに対し、天然のDNAは多くが2本鎖状態で存在し、人工核酸を適応するにはさらなる工夫が必要であった。それに対し本研究課題では、２本鎖DNAを直接認識可能なPNAのインベージョンと呼ばれる現象に着目し、細胞内に存在するDNAやRNAを効率的に認識する技術としてPNAを展開することを目的とした。また、我々が独自に開発したparallel型インベージョンという新たなDNA認識様式を利用することで、より応用性の高い方法論の確立を目指した。
本年度では、インベージョン効率（DNA認識効率）の向上に向けて注力して検討を進めたが、当初計画していた手法では期待していたような高い効果は得られなかったものの、別なアプローチからPNAのインベージョン効率を高める方法論を見出した（現在、国際論文誌への投稿に向け準備中）。上記の成果は、複雑な化学修飾などを必要とせず、応用という観点からも優れていると言える。また並行して、PNAの細胞内応用に向けた準備も進めており、PNAの導入効率の改善に向けた化学修飾について検討を進め、良好な結果が得られている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究課題では、PNAの高機能化を進め、遺伝子工学ツールへとPNAのインベージョン技術を展開することを目的としている。これに対し本年度では、研究課題①については当初予定していた手法では期待していたような高い効果は得られなかったが、別なアプローチからPNAのインベージョン効率を高める方法論を見出している。また、研究課題②と③に関連して、細胞内応用に向けたPNAの導入技術に関する知見も得られており、当初の計画以上の進展であると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の申請書では、「①立体構造を制御したPNAによるインベージョンの効率化」、「②機能性分子を付与した高機能化PNAの開発」、「③RNAの局在を制御するPNAの開発」の3つの研究を、本研究課題の主要テーマとして挙げている。研究課題①を通し、PNAによるインベージョンの認識効率の向上を図り、研究課題②によりPNAに細胞内応用するうえでの有用な機能を付与し、最終的には課題③でのPNAの細胞内応用を目指している。現在のところ、課題①は別なアプローチではあるがインベージョン効率の向上に成功し、課題②はその一例を確立しつつある。次年度以降、課題①と②をさらに発展させつつ、課題③を目指したいと考えている。また、PNAおよびインベージョン複合体の構造情報は、全課題を通して研究設計を行う上での重要な情報となるため、これらの取得についても並行して検討を進めたいと考えている。
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