mRNAの完全化学合成を指向した新規化学的キャップ化法とRNA鎖連結法の確立

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これまでに翻訳可能なmRNAの完全化学合成は達成されていない。しかしながら、完全化学合成の方法論が開発できれば、修飾核酸を適切な位置に導入したmRNAの精密合成が可能になり、近年注目を集めているmRNA医薬等への応用に大きな貢献ができると期待される。mRNAの化学合成法を達成するために、mRNAのキャップ構造を化学反応で直接導入する「化学的キャップ化法」、および 修飾核酸の精密導入を実現するための「RNA鎖の連結技術」の確立を目指した。本年度は「化学的キャップ化法」の確立に注力した。これまでキャップ構造の導入では、酵素反応法が用いられてきた。これはRNA化学合成における最終ステップの塩基性脱保護条件でキャップ構造が分解してしまうためである。そこで、RNA鎖の化学合成後にキャップ構造をポスト導入するために、容易に調製できる5’モノリン酸RNAに対して、7-メチルグアノシンジリン酸活性化体（以下、キャップ化剤）を用いることを考案した。実際にキャップ化剤を合成し、適切な脱離基や金属塩などの条件検討を行うことで、高収率な新規キャップ化反応を確立した。またキャップ化剤に、簡便な精製とキャップ化効率の定量化を目的とした精製タグ分子を修飾した。合成した精製タグ修飾キャップ化剤を用いて、5’モノリン酸化RNAとのキャップ化反応を行った。キャップ化反応では、反応温度、反応時間、活性化剤などの検討を行い、高効率な反応条件を決定した。また精製タグを利用して、逆相HPLCにて分取精製後、光照射することでキャップ化RNAを高純度で得ることに成功した。今後は、「RNA鎖の連結技術」の開発に取り組み、確立された「化学的キャップ化法」と組み合わせることで、mRNAの完全化学合成を行う。修飾核酸を導入したmRNAを合成・評価することで、安定性と翻訳効率について構造活性相関の情報を得る。