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

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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。