人工設計分子とDNAの超分子形成に基いた遺伝子機能制御

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遺伝子DNAと特異的な相互作用を有し、遺伝子機能を制御する人工設計分子の開発は、ポストゲノム解析における新たな遺伝子産業創出において、極めて重要な研究課題である。本年度の研究において、金属種などの添加剤を必要とせず、特定波長の光を照射することで、温和な条件下、DNAを塩基選択的かつ効果的に切断する新たな人工DNA切断分子を開発した。すなわち、人工DNA切断分子として、糖-インターカーレター複合型人工分子である、2-(3'-dimethylamino-2',3',6'-trideoxy-α-D-arabino-hexopyranosyl)oxyethyl 2-phenylquinoline-4-carboxylate(1)および2-(3'dimethylamino-2',3',6'-trideoxy-β-D-arabino-hexopyranosyl)oxyethyl 2-phenylquinoline-4-carboxylate(2)を分子設計し、それらの化学合成および光照射下におけるDNA切断機能評価を行った。すなわち、糖-インターカレーター複合型人工分子1と2は、立体選択的O-グリコシル化反応およびエステル化反応を駆使することで、2-フェニルキノリン部位とアミノ糖部分を連結し、効果的に合成した。次に、これら化合物の365nmの光照射下におけるDNA切断活性評価をΦX174DNAを用いて行い、さらに、サンガー法を指標として、これらのDNA切断位置の同定を行った。その結果、糖-インターカレーター複合型人工分子1と2は、DNA切断活性を有し、グアニン(G)選択的にDNAを効果的に切断することを見い出した。さらに、これら人工分子が、光照射下、強い抗細胞活性を有することも明らかにし、DNA切断活性と抗細胞活性に相関関係があることを見い出した。