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光応答性人工核酸SNAの開発

光响应人工核酸SNA的研制

基本信息

批准号：
20J15414
负责人：
山野雄平
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University (2021)Nagoya University (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J15414/
关键词：
人工核酸修飾核酸塩基光架橋可逆性 SNA 光ライゲーション RNA

项目摘要

本研究では、前年度までに開発した修飾塩基の可逆的な光架橋反応を利用し、テンプレート特異的なSNAの光ライゲーション法の開発を目指した。このために、配列末端に光架橋型修飾塩基を導入した二つのSNA鎖断片を合成した。二つのSNA鎖断片はテンプレートRNAと安定なNick入り二重鎖を形成し、二重鎖形成時に修飾塩基は向かい合うように配置されることが確認された。ここに可視光を照射すると架橋反応が進行し、SNA鎖断片同士をライゲーションできることがわかった。また、紫外光を照射すれば逆反応が起き、SNA鎖断片が再生することも確認された。さらに、可視光照射後にSNA鎖断片（2等量目）を加え、再度可視光を照射する形で、RNAテンプレートに対して過剰のSNA鎖断片を逐次的にライゲーションできることも示唆された。次に、末端に修飾塩基とアジド基あるいはDBCO基を持つSNA鎖断片を設計した。ここでは、光照射とクリック反応によりにSNA鎖断片が環状化し、RNAテンプレートを軸とした擬ロタキサン構造が形成されることを期待した。しかし（恐らく、環状化SNAのサイズが大きくRNAから容易に分離してしまうこともあり）光照射後のゲル電気泳動の結果からは擬ロタキサン構造の形成を評価できなかった。そこで、より強固な核酸擬ロタキサン構造の形成を目指した。このために、相補塩基をフリップアウトし光照射によって相補鎖を挟み込む形で環状化する光架橋型修飾塩基を新たに設計・合成した。核酸配列中に導入した修飾塩基は意図した光架橋反応を起こし、強固な擬ロタキサン構造の形成に必要である“小さな環構造”を形成することが示唆された。

This study is aimed at the development of reversible photo-bridging reactions based on the modification of SNA and the development of photo-bridging methods based on SNA. This is the first time I've seen a photo bridge. Two SNA lock fragments are reversed, RNA is stabilized, Nick is inserted, and the double lock is formed. The bridge is closed, and the SNA is closed. UV light irradiation can be used to detect the presence of DNA fragments. After visible light irradiation, the SNA fragment (2 items) is added and re-irradiated, and the RNA fragment is gradually removed. Second, the end of the modified base, the DBCO base, the SNA lock fragment design. The SNA fragment is cyclized by light irradiation, and the RNA fragment is formed by light irradiation. The results of electrophoresis after light irradiation are evaluated for the formation of quasi-cyclic SNA structures. The formation of strong nucleic acid analog structure is pointed out. A new design and synthesis of photo-bridge-type modifier groups for phase compensation and light irradiation The introduction of modified bases into nucleic acid alignment is necessary for the formation of "small loop structures" that are intended to bridge the gap between light and light.