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

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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。