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Development of a method for comprehensively analyzing the interaction between RNA and small molecule and analysis on big data of the RNA-small molecule binding pairs

建立RNA与小分子相互作用综合分析方法及RNA-小分子结合对大数据分析

基本信息

批准号：
21H02079
负责人：
村田亜沙子
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Kyushu University
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

RNAが次世代の創薬標的として注目を集めている。しかし、RNAを標的とした低分子創薬研究にはいくつかの課題がある。低分子化合物が特定のRNAに結合する例（低分子化合物-RNAペア）が限られていること、RNAに結合する低分子化合物の適切な設計指針が不足していることである。本研究では、これらの課題を解消するための手法、「酵素DicerによるRNA切断反応と次世代シーケンサーを利用した、低分子化合物-RNAペアの網羅的探索手法」を提案した。本手法により低分子化合物-RNAペアのビッグデータを収集し、データ科学・情報科学的な分析を行う。これにより、RNAを標的とする低分子化合物の探索を加速し、分子設計指針を獲得することが、本研究の目的である。研究目的を達成するために、1)~3)の研究項目を設定した。1) 酵素Dicerを使った低分子化合物-RNAペアの網羅的探索手法の確立、2) 低分子化合物-RNAペアのビッグデータの収集、3) RNA標的に必要な化学構造の抽出/低分子化合物-RNAペアの予測モデル導出、である。当該年度は、1)、２）の研究項目を実施した。1) で開発する低分子化合物-RNAペアの網羅的探索手法は、RNAライブラリーの酵素Dicerによる切断反応、続く反応産物の次世代シーケンサーによる配列解析により、低分子化合物が結合しうるRNA配列を網羅的に同定するという手法である。手法の確立のため、酵素反応やシーケンシング反応条件の検討などを実施するとともに、大規模化合物ライブラリーへの適用を想定したハイスループット化の検討を行った。2)では、低分子化合物-RNAペアのビッグデータを得るために、化合物ライブラリーに1)の手法を適用する。共同研究先である大阪大学産業科学研究所中谷研究室より提供を受けた、核酸結合性の79化合物を用いた標的RNA配列の探索・同定を行った。

RNA is the creative target of the next generation. The research of RNA target and low molecular weight is very important. Examples of low molecular weight compounds binding to specific RNA (low molecular weight compound-RNA) are limited, and appropriate design guidelines for RNA binding to low molecular weight compounds are insufficient. This study proposes a method for solving this problem, namely,"the use of enzyme Dicer for RNA cleavage and the use of low molecular weight compounds for RNA capture." This method is used to analyze low molecular compounds-RNA and RNA. The purpose of this study is to accelerate the exploration of low molecular weight compounds and to obtain molecular design guidelines. The objectives of the study were achieved and the research items were set up in 1)~3). 1)Establishment of a method for exploring the low molecular weight compound-RNA selection network for enzyme Dicer; 2) Collection of low molecular weight compound-RNA selection network; 3) Extraction of necessary chemical structure for RNA target; Prediction of low molecular weight compound-RNA selection network; During the year, the research projects of 1) and 2) were implemented. 1)To explore the development of low molecular compound-RNA network, RNA enzyme Dicer, cleavage reaction, sequence analysis, low molecular compound binding, RNA alignment network, and so on. Methods for the establishment of the enzyme reaction conditions for the implementation of large-scale chemical reaction conditions for the determination of the 2) Low molecular weight compound-RNA-based approach 1) The Nakatani Laboratory, Institute of Industrial Science, Osaka University, provides research on RNA alignment of 79 compounds with nucleic acid binding properties.