Development of novel RNA manipulation toward for photochemical RNA editing

开发用于光化学RNA编辑的新型RNA操作

• 批准号: 21H02076
• 负责人: 藤本 健造
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02076/
• 关键词: RNA光クロスリンク; DNA編集; ゲノム編集; 超高速RNA光架橋; RNA編集

本研究では、新規光応答性人工核酸開発を通して正確なRNA操作及びDNA操作を創出し、アップコンバージョン用ナノ粒子を用いるなど長波長励起による操作を組み込むことで、最終的に細胞内で時空間制御可能な光化学的RNA編集法及びゲノム編集法の確立を目的とする。酵素特有の制約条件の影響を受けずに時空間制御可能なRNA編集、ゲノム編集に向けた新規化学反応開発をおこなった。高次構造を有するRNAならびにゲノムDNAに対する化学分子を用いた各種操作はその高次構造に起因するプローブ核酸のアクセスがそもそも難しいことが最大の障壁となっていた。たとえばゲノムDNA操作であれば、その基質となるDNA２本鎖が非常に安定な2重らせん構造を有することから、オリゴ核酸(ODN)がDNA２本鎖に対して相互作用しようとしてもすぐ押し出されてしまうため、DNA２本鎖に対して配列選択的に相互作用する人工核酸の報告例が殆どなかった。そこで、DNA２本鎖に対してCNVKを埋め込んだ人工核酸プローブをそれぞれ片側のDNA鎖に同時に相互作用させることでdoubule duplex invasion (DDI)という安定な構造を構築できるのではと考えた。まず、CNVKの架橋位置に自己架橋抑制素子となる塩基を4種類(チミン (T)、5-cyanouracil (CNU), Spacer, dSpacer)検討し、CNUがDDI構築の際に副反応として考えられる光応答性プローブ同士の架橋反応を最も抑制することを見出した。次にこのCNVKとCNUを併せもつプローブを400塩基対の長鎖ODNに対して相互作用させ385 nm光照射を１秒おこなったところ、70％以上の高収率でDDI構造が構築できることを見出した。

This study で は, new rules light 応 artificial nucleic acid to open a sex 発 を tong し て な RNA and DNA び operation right を hit し, ア ッ プ コ ン バ ー ジ ョ ン with ナ を ノ particles with い る な ど long wavelength wound up に よ る を operation group み 込 む こ と で, eventually に intracellular で space suppression may な compiling method and photochemical RNA び ゲ ノ ム の established を compiling method Objective: とする. Enzyme の restriction conditions unique の を by け ず に space suppression may な compiling, RNA ゲ ノ compiling に ム to け た chemical against new rules 応 open 発 を お こ な っ た. High times tectonic を す る RNA な ら び に ゲ ノ ム DNA に す seaborne る chemical molecular を with い た various operating は そ の cause higher order structure に す る プ ロ ー ブ nucleic acid の ア ク セ ス が そ も そ も difficult し い こ と が の biggest barrier と な っ て い た. た と え ば ゲ ノ ム DNA operation で あ れ ば, そ の matrix と な る DNA2 this lock が very に settle な 2 heavy ら せ ん a す を construction る こ と か ら, オ リ ゴ nucleic acid (ODN) が DNA2 this lock に し seaborne て interaction し よ う と し て も す ぐ detain し out さ れ て し ま う た め, DNA2 this lock に し seaborne て match column sentaku に す interaction Youdaoplaceholder0 artificial nucleic acid が report example が almost な った った. そ こ で, DNA2 this lock に し seaborne て CNVK を buried め 込 ん だ artificial nucleic acid プ ロ ー ブ を そ れ ぞ れ piece side の DNA lock に に interaction at the same time さ せ る こ と で doubule duplex night (DDI) と い う settle を な structure constructing で き る の で は と exam え た. Youdaoplaceholder0, CNVK <s:1> bridging position に self-bridging inhibitor となる base を4 types (チ に となる (T), 5-cyanouracil (CNU), Spacer DSpacer) beg し 検, CNU が DDI construct の interstate に anti 応 と し て exam え ら れ る light 応 a sexual プ ロ ー ブ with James の bridging the 応 を most も inhibit す る こ と を shows し た. Time に こ の CNVK と CNU を and せ も つ プ ロ ー ブ を 400 salt base の seaborne long locks ODN に し seaborne て interaction さ せ 385 nm light irradiation を 1 second お こ な っ た と こ ろ, more than 70% rate of high の 収 で が DDI structure constructing で き る こ と を shows し た.

项目成果

細胞内RNA光編集に向けた可逆的光架橋を用いたピンポイントC-U変異法開発

开发利用可逆光交联进行胞内 RNA 光编辑的精确 C-U 突变方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Sethi siddhant;中村 重孝;藤本 健造
• 通讯作者: 藤本 健造

The effect of 5-substituent in cytosine to the photochemical C to U transition in DNA strand

胞嘧啶5位取代基对DNA链光化学C到U转变的影响

• DOI: 10.1016/j.bmcl.2021.127812
• 发表时间: 2021
• 期刊: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters
• 影响因子: 2.7
• 作者: Kenzo Fujimoto;Wan Licheng;Shigetaka Nakamura
• 通讯作者: Shigetaka Nakamura

微量RNAの定量検出に向けた超高速光核酸クロスリンクプローブ開発

微量RNA定量检测超高速光核酸交联探针的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: 平野佑樹;篠崎一世;Sethi Siddhant;藤本健造
• 通讯作者: 藤本健造

Development of thymine and uracil specific photo-crosslinking using 4-methyl pyranocarbazole and its application to photo-RNA FISH

使用 4-甲基吡喃咔唑开发胸腺嘧啶和尿嘧啶特异性光交联及其在光 RNA FISH 中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Yasuyuki Narita;Jun-ichi Mihara;Siddhant Sethi;Kenzo Fujimoto
• 通讯作者: Kenzo Fujimoto

可逆的DNA光クロスリンクを用いたDNA編集に標的シトシン５位の置換基が与える影響

目标胞嘧啶第 5 位取代基对使用可逆 DNA 光交联进行 DNA 编辑的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 中村重孝;万李成;藤本健造
• 通讯作者: 藤本健造