小分子を用いたG-quadruplex領域のゲノムワイド検出法の開発

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グアニンリッチなDNAは、1本鎖の同鎖内もしくは2本や4本の異鎖間でG-quadruplex（G4）と呼ばれる4重鎖構造を形成する。G4はヒトゲノム内ではテロメア部分に多く存在していることが知られているが、近年プロモーターや5'-UTR、スプライシングサイトなど様々な遺伝子調節領域においてもG4が形成され遺伝子調節に関わっていると言われている。しかし、生体中での詳細なメカニズムはほとんど解明されていない。また近年ゲノム及びトランスクリトームの研究は次世代シークエンサの登場により急速に発展している。そのような次世代シークエンス技術と核酸構造を検出する小分子という分析化学技術を組み合わせて、生体中におけるG4の形成領域をゲノムワイドに検出する手法を開発することを目的としている。令和4年度には、以下の研究を遂行した。1)G4認識試薬の改良。より効率的にG4をプルダウンできるように、cNDIとBiotinを繋ぐリンカーとしてポリエチレングリコール (PEG)を導入したcNDI-PEG-Biotinを新規合成した。2)合成した cNDI-PEG-Biotinと4本鎖DNA(c-myc, TA-core)及び2本鎖DNA(ds oligo)との相互作用解析を熱力学測定により行った。それによりcNDI-PEG-Biotinが4本鎖DNAに特異的に結合し構造を安定化することが示された。3) in vitro系において磁気ビーズを利用したプルダウンアッセイによりcNDI-PEG-Biotin のDNAキャプチャー能評価を行い、4本鎖構造であるc-mycを特異的にキャプチャーすることが示された。