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

基本信息

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

项目摘要

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。

预计使用寡核苷酸的基因修复技术将用于基础研究和临床实践中，作为直接重写基因组的基因工程技术。在这项研究中，我们使用设计人造核酸和有机合成的方法研究了该遗传修复技术的新材料的开发。具体而言，我们设计了一种人造胞嘧啶碱基，它可以使用反向摇摆型几何形状与腺嘌呤碱基形成非常稳定的碱基对，并被合成并引入了寡虫，灵感来自不匹配修复酶muts-dna-dna复合物的三维结构模型。此外，评估了形成双链和基础区分合成的人工寡核DNA的能力。正如预期的那样，发现循环胞嘧啶衍生物在这段时间合成了与鸟嘌呤和腺嘌呤形成稳定的碱基对。特别是，与腺嘌呤的不匹配的碱基对显示出比天然胞嘧啶高10度以上的TM值，并且发现不匹配显着稳定。还建议基本对结构可能是反向摆动类型的。令我惊讶的是，发现合成的环状胞嘧啶具有荧光，发现该化合物在基因组技术领域（例如遗传诊断和SNPS分析）具有有趣的特性。目前，我们正在考虑准备与蛋白质和其他基因修复系统的相互作用的准备，并最终旨在开发具有出色遗传修复能力的新型人造核酸材料。此外，该化合物的荧光性能（出乎意料地获得）将继续进行研究，并将被视为将其发展到遗传诊断领域。