外部因子によるOn-Off認識制御機能を有する新規アンチセンス分子の創製

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これまで報告されているアンチセンス・アンチジーン分子のほとんどは、ターゲット鎖とのコンプレックス形成による遺伝情報の抑制的制御のみを目的としている。単純な抑制的制御ではなく、コンプレックス形成能自身の制御、すなわち認識能の自在な制御が可能になれば、抑制効果のみならず核酸の機能発現のコントロールが可能になると考えられ、アンチセンス分子のの応用範囲がさらに広がることが期待される。この目的のためには外部刺激・外部因子によるコンプレックス形成能の可逆的制御・核酸認識機能の可逆的な制御が必要となるが、これまで外部因子による可逆的な核酸認識制御機能を有する核酸モデル、およびその方法論に関する報告はほとんどない。本研究ではこのような背景を踏まえ、外部因子による可逆的な認識・コンプレックス形成制御機能を有する新しいカテゴリーの人工核酸の開発に取り組んだ。外部因子による遺伝情報の積極的な制御を目指し、核酸認識調節能を有する核酸モデル分子の開発を行った。核酸の認識過程にはヌクレオシド塩基部の配向が大きく関与しており、効果的な認識にはanti配向をとる必要がある。従って、塩基部の配向を外部因子により変化させることができれば、核酸認識能のon-off制御が可能になると考え、ホウ酸類を外部因子として、5′-アミノピリミジンリボヌクレオシドの塩基部の配向が糖部2′,3′-水酸基のホウ酸エステルによる架橋構造形成と塩基部2位カルボニル酸素と5′位アミノ水素との水素結合の協同効果により、効率良くanti配向からsyn配向へと制御可能であることを見出した。さらに、この方法論を用いて5′-アミノピリミジンリボヌクレオシドを認識部位に持つ、ペプチドリボ核酸(PRNA)という新しいカテゴリーの核酸モデルを設計・合成し、ホウ酸類を外部因子として塩基部の配向制御に基づく相補的DNAの認識・錯体形成のon-off制御が可能であることを明らかとした。