In-cell 19F-NMRを用いたヒト細胞における非標準DNA構造の探索

使用细胞内 19F-NMR 寻找人体细胞中的非标准 DNA 结构

• 批准号: 20K15402
• 负责人: 鮑 宏亮
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15402/
• 关键词: 非標準的なDNA構造; 19F-NMR; In-cell NMR; 2'-デオキシ-グアノシン誘導体; 19F NMR; 非標準DNA構造

生細胞内での非標準構造DNAの構造、特性などを調べることは、それらの生物学的機能と疾患治療薬の開発を理解するのに役立つ。しかしながら、細胞内生物物理学的および生化学的方法の欠如は、生細胞内の生体分子の構造探索を制限している。このような現状を踏まえ、以前の研究に基づいて“フッ素科学”を応用することで、19F-NMRにより上述の問題点を一挙に解決し、非標準構造DNAの細胞内における可視化を実現出来るのではないかと考えた。19F-NMR分光法を用いて、生細胞内環境下での非標準構造DNA構造の解析をおこなった。具体的には、まず19F-NMRセンサーとしてフッ素化2'-デオキシ-グアノシン（CF3-dG）および2'-グアノシン（CF3-rG）誘導体を新規に合成した。次に、細胞表面に細孔を形成する毒素タンパク質ストレプトリジンO（SLO）を用いて生細胞（Hela細胞）内に19Fで標的したDNA核酸配列を導入した。SLOは原形質膜のコレステロールと結合することができ、SLOオリゴマー化は直径30nmの原形質膜に細孔を形成し、生体分子の細胞への透過化を可能にする。この細孔は、カルシウムイオンを添加することで閉じることが可能である。19F-NMR分光法を用いてin vitro試験管内および生細胞（Hela細胞）内の19F-NMRスペクトルを比較し、核酸-タンパク質および核酸-小分子の相互作用の解析をおこなった。細胞内の非標準的なDNA立体構造の可視化を実現した。

The structure, properties, biological functions and development of therapeutic agents of non-standard DNA in living cells The methods of biophysics and biochemistry in cells are not as limited as the exploration of molecular structure in living cells. The present situation of DNA in cells has been solved by previous research on the basis of the application of 19F-NMR. The visualization of non-standard DNA in cells has been realized. Analysis of non-standard DNA structures in living cells by 19F-NMR spectroscopy The specific 19F-NMR spectra were synthesized by using a new method for the induction of 2'-diamino-3-(CF3-dG) and 2'-diamino-3-(CF3-rG). Next, the formation of pores on the surface of cells, the introduction of toxins, the introduction of target DNA nucleic acid sequences into Hela cells, and the introduction of target DNA sequences into Hela cells. SLO binds to the extracellular membrane of the protoplasmic plasma membrane, SLO fluorescence forms pores in the protoplasmic plasma membrane with a diameter of 30nm, and allows passage of biological molecules into cells. This is the first time I've ever seen a person who's been in a relationship with someone who's been in a relationship with someone else. 19F-NMR spectroscopy was used in vitro for comparison of 19F-NMR spectra in Hela cells, analysis of nucleic acid-protein interactions and nucleic acid-small molecule interactions. Visualization of non-standard DNA structures in cells.

项目成果

Systematic Approach to DNA Aptamer Design Using Amino Acid?Nucleic Acid Hybrids (ANHs) Targeting Thrombin

使用靶向凝血酶的氨基酸核酸杂交体 (ANH) 设计 DNA 适体的系统方法

• DOI: 10.1021/acsbiomaterials.1c00060
• 发表时间: 2021
• 期刊: ACS Biomaterials Science & Engineering
• 影响因子: 5.8
• 作者: Yum Ji Hye;Ishizuka Takumi;Fukumoto Koyuki;Hori Daisuke;Bao Hong-Liang;Xu Yan;Sugiyama Hiroshi;Park Soyoung
• 通讯作者: Park Soyoung

Improved thrombin binding aptamer by incorporation of 8-trifluoromethyl-2'deoxyguanosine

通过掺入 8-三氟甲基-2脱氧鸟苷改进凝血酶结合适体

• 发表时间: 2021
• 作者: 鮑宏亮;徐岩
• 通讯作者: 徐岩

Improving Thermodynamic Stability and Anticoagulant Activity of a Thrombin Binding Aptamer by Incorporation of 8-trifluoromethyl-2′-deoxyguanosine

• DOI: 10.1021/acs.jmedchem.0c01711
• 发表时间: 2021-01-14
• 期刊: JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY
• 影响因子: 7.3
• 作者: Bao, Hong-Liang;Ishizuka, Takumi;Xu, Yan
• 通讯作者: Xu, Yan

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