Development of a novel light-triggered genome editing system for the treatment of retroviral infections

开发用于治疗逆转录病毒感染的新型光触发基因组编辑系统

• 批准号: 22H00593
• 负责人: 山吉 麻子
• 金额: $ 26.96万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00593/
• 关键词: ゲノム編集; 核酸医薬; 光操作; 光架橋性核酸; ウイルス感染症; ソラレン; HTLV-1; 光応答性核酸

本研究では、独自に設計した光架橋性核酸医薬（Light-Scissors）を用い、ゲノム二重鎖DNAの配列特異的な切断（DSB）を誘導する手法を開発し、この新しい光ゲノム編集技術をレトロウイルス遺伝子の不活性化法へと展開する。今年度は主に下記3項目について検討を行った。1.　Light-Scissorsの分子構造の最適化（山吉）：ウリジンの5位にプロパルギルリンカーを介してソラレンを導入した新規ヌクレオシドを合成し、これを含むLight-Scissorsの光架橋特性を評価したところ、標的遺伝子に対し効率よく架橋することが見出された。また一方で、あらゆる人工核酸の5'末端にソラレンを導入することが可能な、ソラレン誘導体活性化エステルの開発にも成功し、研究成果が学術雑誌（ChemMedChem）に受理された。同誌のCover Feature に選出され、特別号ChemBioTalentsの掲載も決定した。2.　Light-Scissors のゲノム編集効率の評価（モデル細胞系）（駒野、山吉）：Light-Scissors を用いたゲノム編集効率を評価する実験系として、宿主細胞からのプロウィルスゲノムの除去効率を迅速に評価できるアッセイ系を構築した。ゲノム編集が起こり遺伝子配列が改変されると、ルシフェラーゼの発光がホタル由来→オワンクラゲ由来の発光へと変化する系の構築に成功し、正常に動作することを確認した。3. in vivo展開を可能とする光照射装置の開発（徳田、山吉）：Light-Scissorsと標的遺伝子との架橋反応はUV光照射時にしか起こらないため、継続的に光照射を行う必要がある。そこでLED形状のUV光照射装置を開発し、体内に埋入してin vivo光照射を試みた。臓器を傷つけることを防ぐため、LEDの周囲を樹脂でコートした楕円形デバイスを開発し、動作確認にも成功した。

In this study, we designed and developed a novel method for the induction of double-locked DNA sequence-specific cleavage (DSB) using light-bridging nucleic acid (Light-Scissors) and for the inactivation of Light-Scissors. This year's main event is recorded in the following 3 items: 1. Optimization of molecular structure of Light-Scissors: 5-position molecular structure of Light-Scissors is introduced into the synthesis of new molecular structure of Light-Scissors, and light-bridging properties of Light-Scissors are evaluated. The introduction of 5'-terminal nucleic acid into human genome was possible, and the successful development of 5'-terminal inducible nucleic acid was accepted by ChemMedChem. Comrade Cover Feature Selection, Special Issue ChemBioTalents Disclosure Decision 2. Evaluation of light-Scissors 'editing efficiency (cell lines)(Komano, Yamagichi): evaluation of light-Scissors' editing efficiency in use, construction of light-Scissors 'system, rapid evaluation of light-Scissors' removal efficiency, and rapid evaluation of light-Scissors 'system construction. To confirm the success and normal operation of the system, the compilation of the initial sub-arrangement is changed from the initial sub-arrangement to the initial sub-arrangement 3. Development of light irradiation device in vivo development (Tokuda, Yamakichi): Light-Scissors and target molecules bridge UV light irradiation LED shape UV light irradiation device developed, embedded in vivo light irradiation test The device is damaged, the LED is damaged, the resin is opened, and the action is confirmed.

项目成果

Development of novel exosome-hijacking drug delivery system for functional inhibition of exosomal-microRNAs

开发新型外泌体劫持药物递送系统，用于外泌体 microRNA 的功能抑制

• 发表时间: 2022
• 作者: 講演者：林辰達;コメンテーター：髙橋健二;Asako Yamayoshi
• 通讯作者: Asako Yamayoshi

細胞外小胞に随伴し細胞内侵入する核酸医薬の創製と物質共生

打造伴随细胞外囊泡进入细胞与物质共生的核酸药物

• 发表时间: 2022
• 作者: 講演者：林辰達;コメンテーター：髙橋健二;Asako Yamayoshi;関谷 毅;中西淳;山吉麻子
• 通讯作者: 山吉麻子

新規光ゲノム編集を可能とするソラレン導入型光架橋性核酸の開発

开发掺有补骨脂素的光交联核酸，实现新型光基因组编辑

• 发表时间: 2022
• 作者: 大山将大;楠本将史;三瓶悠; 山本剛史;山吉麻子;織田和明;高江 可奈子;江島穂乃香，中尾樹希，三瓶悠，山本剛史，張功幸，堂野主税，和田健彦，山吉麻子
• 通讯作者: 江島穂乃香，中尾樹希，三瓶悠，山本剛史，張功幸，堂野主税，和田健彦，山吉麻子

ソラレン導入型光架橋性核酸による新規光ゲノム編集技術の開発

使用补骨脂素光交联核酸开发新型光基因组编辑技术

• 发表时间: 2022
• 作者: 江島穂乃香;中尾樹希;三瓶悠;山本剛史;張功幸; 堂野主税;和田健彦;山吉麻子
• 通讯作者: 山吉麻子

Unique Crosslinking Properties of Psoralen‐conjugated Oligonucleotides developed by Novel Psoralen N‐Hydroxysuccinimide Esters

新型补骨脂素 N-羟基琥珀酰亚胺酯开发的补骨脂素缀合寡核苷酸的独特交联特性

• DOI: 10.1002/cbic.202200789
• 发表时间: 2023
• 期刊: ChemBioChem
• 影响因子: 3.2
• 作者: Nakao Juki;Mikame Yu;Eshima Honoka;Yamamoto Tsuyoshi;Dohno Chikara;Wada Takehiko;Yamayoshi Asako
• 通讯作者: Yamayoshi Asako