ミスマッチ塩基対安定化能を有する人工DNAのデザインと開発

具有错配碱基对稳定能力的人工DNA的设计与开发

• 批准号: 14011218
• 负责人: 清尾 康志
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14011218/
• 关键词: ミスマッチ塩基対; 遺伝子修復; 遺伝子診断; SNPs解析; ゲノムテクノロジー; 蛍光ヌクレオシド; ミスマッチ修復

オリゴヌクレオチドを用いた遺伝子修復技術はゲノムを直接書き換える遺伝子操作技術として、基礎研究や臨床での応用が期待されている。本研究ではこの遺伝子修復技術のための新素材を人工核酸のデザインと有機合成の手法を用い開発することを検討した。具体的にはミスマッチ修復酵素MutS-DNA複合体の3次元構造モデルからヒントを得た、アデニン塩基とreverse wobble型ジオメトリーでしかも非常に安定な塩基対を形成しうる人工シトシン塩基をデザインしその合成とオリゴDNAへの導入を行った。また合成した人工オリゴDNAについてはその二重鎖形成能や塩基識別能などを評価した。その結果、予想通り、今回合成した環状シトシン誘導体は、グアニン、アデニンの双方と安定な塩基対を形成することが分った。特に、アデニンとのミスマッチ塩基対については、天然型のシトシンに比べ10度以上も高いTm値を示し、そのミスマッチが著しく安定化されていることが分った。また、その塩基対構造がreverse wobble型である可能性についても示唆された。おどろいたことに、合成した環状シトシンは蛍光を有することが分り、この化合物が遺伝子診断やSNPs解析などのゲノムテクノロジーの分野でも興味深い特性を示すことがわかった。現在、遺伝子修復系のたんぱく質などと相互作用の解析などを行うための準備を検討しており、最終的には優れた遺伝子修復能を有する人工核酸新素材と開発を目指す。また予想外に得られたこの化合物の蛍光特性も引き続き検討を加え、遺伝子診断の分野への展開も検討する予定である。

オ リ ゴ ヌ ク レ オ チ ド を with い た heritage 伝 son repair technology は ゲ ノ ム を book き directly in え る heritage 伝 sub operations technology と し て, basic research, clinical で や の 応 with が expect さ れ て い る. This study で は こ の heritage 伝 son repair technology の た め の new material を artificial nucleic acid の デ ザ イ ン の と organic synthesis methods use い を 発 す る こ と を beg し 検 た. Specific に は ミ ス マ ッ チ than - DNA repair enzyme complex の three yuan structure モ デ ル か ら ヒ ン ト を た, ア デ ニ ン salt base と reverse Wobble type ジ オ メ ト リ ー で し か も very に settle な salt formed を seaborne し う る artificial シ ト シ ン salt base を デ ザ イ ン し そ の synthetic と オ リ ゴ DNA へ の import line を っ た. ま た synthetic し た artificial オ リ ゴ DNA に つ い て は そ の double lock can form や salt base can identify な ど を review 価 し た. そ の results, to think through り, this round into し た annular シ ト シ ン induced は, グ ア ニ ン, ア デ ニ ン の both と settle な salt formed を seaborne す る こ と が points っ た. に, ア デ ニ ン と の ミ ス マ ッ チ salt base に seaborne つ い て は type, natural の シ ト シ ン に higher than more than 10 degrees べ も い Tm numerical を し, そ の ミ ス マ ッ チ が the し く stabilization さ れ て い る こ と が points っ た. The また and そ of the <s:1> base pair construct the がreverse wobble type である possibility に また て て て indicates された. お ど ろ い た こ と に, synthetic し た annular シ ト シ ン は 蛍 light を have す る こ と が り, こ が but 伝 の compounds diagnosis や SNPs parsing な ど の ゲ ノ ム テ ク ノ ロ ジ ー の eset で も tumblers deep い features を shown す こ と が わ か っ た. Now, but 伝 repair is の た ん ぱ く qualitative な ど と interaction の parsing な ど を line う た め の prepare を beg し 検 て お り, eventually に は optimal れ た heritage 伝 son can repair を す る artificial nucleic acid new material と open 発 を refers す. ま た to want to outside に ら れ た こ の compound の 蛍 light feature も lead き 続 き を 検 please add え, but 伝 diagnosis の eset へ の expand も beg す 検 る designated で あ る.

项目成果

Kosuke Sato: "Squaryl group as a new mimic of phosphate group in modified oligodeoxynucleotides : Synthesis and properties of new oligodeoxynucleotide analogues containing an internucleotidic squaryldiamide linkage"Journal of the American Chemical Society

Kosuke Sato：“方酸基作为修饰寡脱氧核苷酸中磷酸基的新模拟物：含有核苷酸间方酸二酰胺键的新型寡脱氧核苷酸类似物的合成和特性”美国化学会杂志

Mitsuo Sekine: "Synthesis of TMG-capped RNA-DNA Chimeric oligonucleotides"Nucleic Acid Research Supplement. 2. 29 (2002)

Mitsuo Sekine：“TMG 加帽 RNA-DNA 嵌合寡核苷酸的合成”核酸研究增刊。

Akihiro Ohkubo: "A new strategy for the synthesis of oligodeoxynucleotides in the phosporamidite method without base protection via phosphate intermediates"Nucleic Acid Research Supplement. 2. 29 (2002)

Akihiro Ohkubo：“通过磷酸盐中间体无需碱基保护的亚磷酰胺法合成寡脱氧核苷酸的新策略”核酸研究增刊。

Masatoshi Ushioda: "Unique participation of unprotected internucleotidic phophodiester residues on unexpected cleavage reaction of Si-O bond of the diisopropylsilandiyl group used as linker for the solid-pase synthesis of 5'-terminal guanylated oligodeoxy

Masatoshi Ushioda：“未受保护的核苷酸间磷酸二酯残基独特地参与了二异丙基硅烷二基的 Si-O 键的意外裂解反应，用作 5-末端鸟苷酸化寡脱氧固相酶合成的连接子

Kohji Seio: "Enhanced Stereoselectivity in Internucleotidic Bond Formation by the Effective use of the Potential of the Chiral Ribose Moiety of Thymidine"Journal of Organic Chemistry. (in press).

Kohji Seio：“通过有效利用胸苷手性核糖部分的潜力增强核苷酸间键形成的立体选择性”有机化学杂志。