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生体分子のパスウェイ・ネットワークの光制御法の確立

生物分子通路网络光控方法的建立

基本信息

批准号：
17017036
负责人：
古田寿昭
金额：
$ 2.88万
依托单位：
Toho University
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞現象を担う個々の分子の機能は明らかになりつつあるが,既存の研究手法の組み合わせだけでは,生命の全体像を捉えることは難しい。生命をシステムとして理解することを可能にする新しい方法論の開発が急務である。例えば,複数の分子が協同してはたらくネットワークを分解して,再構成して理解する学際的な研究手法が必要である。これを可能にする要素技術を確立するため,ケージド化合物の化学を活用して,時期および細胞(組織)特異的に細胞現象を制御する技術の開発を目指して研究を行った。ペプチド核酸(PNA)は,DNAの糖-リン酸骨格を(2-アミノエチル)グリシンに置換した核酸類似体である。PNAは,DNAやRNAとの相補鎖形成において高い親和性と特異性を持ち,アンチセンス試薬として適している。また,細胞核内に侵入してターゲットのdsDNAと結合し,転写を抑制することも報告されている。そこで,生きた細胞内で遺伝子発現を光制御することを目指し,PNAの核酸塩基部分に光分解性保護基を導入したcaged PNAを合成し,そのアンチセンス効果を光制御する可能性を検討した。まず,光分解性保護基であるBmcmoc基をシトシンに導入してケージドPNAモノマー(C^<Bmcmoc>)とし,16-merのcaged PNA(H_2N-TTCTCTTC^<Bmcmoc>CTTCTCT-Gly-COOH)を合成した。合成したcaged PNAとDNAとの親和性を,3本鎖形成に伴うゲルシフトとTm値の測定で評価した。その結果,1個のBmcmoc基の導入でTm値は10℃低下し,3本鎖形成も阻害されることがわかった。また,PNAによるPCR clampingもBmcmoc基の導入によって阻害され,caged PNAが存在してもテンプレートDNAの増幅はほとんど影響されなかった。

Cell phenomena are responsible for the function of individual molecules, existing research methods are combined, and the whole image of life is captured. The development of a new methodology for understanding life is urgent. For example, it is necessary to study the inter-academic research methods of multiple molecules working together to decompose and reconstitute them. The development of techniques for controlling cellular phenomena specific to cells (tissues) is indicated by the establishment of such essential techniques. PNA is a sugar-and acid-rich DNA molecule that is substituted by a nucleic acid analogue. PNA,DNA and RNA complement the formation of high affinity, specificity, and stability. In addition, it is necessary to report the presence of dsDNA in the nucleus of the cell. To explore the possibility of photoinhibition of intracellular gene expression in PNA by introducing a photolytic protective group into the nucleic acid moiety of PNA. In addition, the photodecomposable protective group Bmcmoc <Bmcmoc>was introduced into the synthesis of 16-mer caged PNA(H_2N-TTCTCTTC^<Bmcmoc>CTTCT-Gly-COOH). The affinity of synthetic caged PNA and DNA was evaluated by the determination of the value of DNA and DNA. As a result, the Tm value of 1 Bmcmoc base was lowered by 10℃, and 3 locks were formed to prevent damage. The PCR clamping of Bmcmoc gene in PNA was inhibited by the presence of caged PNA, and the amplification of DNA was inhibited by the presence of caged PNA.