生体高分子間連結反応を光制御する機能性核酸の創成

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生体高分子間連結反応の光制御を目的として光応答性塩基の設計を昨年度行い、5-ビニルウラシルが有用であることを見出していた。本年度はその可逆的な核酸連結反応に有用である5ビニルウラシルの皮応性を向上させるために効率よい評価を行うべく5位に置換基を有するピリミジン類縁体のライブラリーを作製し、スクリーニングを行った。DNA合成機を用いて5'末端に修飾塩基を含む機能性オリゴ核酸を合成し、3'末端にピリミジンを有するオリゴ核酸との光連結反応を行った。電気泳動後、連結された核酸を定量した結果、5位にカルボキシビニル基を有するピリミジンを用いると光連結に関する反応性がユ0倍向上することを見いだした。次にここで得られた知見をもとに5位にシアノビニル基を有する核酸を用いてDNA末端上でのエンドキャッピング反応の開発を行った。シアノビニル基は相補鎖上のアデニン塩基との効率よいスタッキングが可能であり、本反応には必須であることを見出した。さらにDNA末端での光連結性を向上させるためにウラシルのN3位メチル体の合成を行った。N3メチル5シアノビニルウラシルを含む核酸を合成し、それを用いてDNA平滑末端上での光架橋反応を行った。その結果、366nmの光照射により高収率で光架橋できることを見出した。光架橋された核酸は極めて熱的に安定であり、光架橋前と比較しておよそ50度以上の安定化を受けていることを見出した。この光架橋核酸のCDスペクトル測定したところDNAの構造を殆ど変化させずに安定化していることも見出した。かつ核酸分解酵素に対して耐性を有することも同時に見出した。これらの結果は本手法がデコイ核酸の調整に極めて有用な手法論であることを示唆している。