核酸認識だけでなくリボザイム機能を有する新規DNAチップの開発

开发出不仅可以识别核酸还具有核酶功能的新型DNA芯片

• 批准号: 12878107
• 负责人: 杉本 直己
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Konan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12878107/
• 关键词: 非天然核酸; デオキシリボサイム; DNAチップ; リボサイム; 核酸高次構造; ジーンチップ; ペプチド核酸; RNA切断反応; リボザイム; デオキシリボザイム; RNA切断活性; カルシウムイオン; 金属イオン; ダウンサイジング; アビジン-ビオチン相互作用

核酸の未知の機能が次々と発見され、生体系の共有結合の切断に対して触媒機能を有するデオキシリボザイムが注目されている。このデオキシリボザイムは、金属イオンの助けを借りながら遺伝子を"認識"し、さらに切断するという"機能"を有する分子である。一方、遺伝子の機能を迅速かつ簡便に解明する手法の1つに、DNAチップ法がある。これは、相補的な核酸同士が互いに"認識"することを利用した技術である。しかしながら、"機能"を有するDNAチップの開発は未だなされていない。このような機能性分子をチップ上に固定化できれば、相補鎖認識だけでなく機能も併せ持つ機能性DNAチップとして活用できるという期待が高まっている。本研究では、短鎖デオキシリボザイムを機能性分子として捉え、核酸の"認識"と切断の"機能"を併せ持つ超分子認識素子(デオキシリボザイム素子)の開発について検討した。インビトロ選択法により見いだされたデオキシリボザイムの活性部位のダウンサイジングを行い、ループ内の塩基配列及び金属イオンの種類の両方により、RNA切断反応性を制御できるCa^<2+>依存型短鎖デオキシリボサイムを開発した。この短鎖デオキシリボザイムを利用した超分子認識素子を創製するために、短鎖デオキシリボザイムの5'末端をアビジン-ビオチン相互作用を利用してカラムに固定化した。このデオキシリボザイム素子を用いて、Ca^<2+>存在下で切断部位がヘアピン・ループ構造内にあるRNAの切断反応を行った結果、RNA切断活性がヘアピン・ループの塩基数に依存することがわかった。

The unknown function of nucleic acid is observed in the second generation, and the common binding of biological system is observed in the third generation. The metal and the metal are the only elements that can be used to "recognize" and "cut off". The function of a prescription and a gene is quickly and easily explained. The method of DNA is also explained. "Knowledge" of complementary nucleic acids The development of DNA is not yet complete. The functional molecules are immobilized on the surface, and the complementary chain is recognized. The functional molecules are held in high expectation. In this study, we investigated the development of supramolecular recognizers (SNPs) by detecting functional molecules and nucleic acid "recognition" and "function". The method of RNA cleavage is based on the analysis of the structure of the active site of the RNA cleavage reaction, the arrangement of the groups in the RNA cleavage reaction, and the development of the Ca^<2+>-dependent short chain reaction. The short chain reaction is utilized to immobilize the supramolecular recognition molecule. The short chain reaction is utilized to immobilize the supramolecular recognition molecule. In the presence of Ca^<2+>, RNA cleavage activity depends on the number of RNA cleavage sites in the RNA cleavage structure.

项目成果

Naoki Sugimoto: "Stabilization Factors Affecting Duplex Formation of Peptide Nucleic Acid with DNA"Biochemistry. 40. 8444-8451 (2001)

Naoki Sugimoto：“影响肽核酸与 DNA 双链体形成的稳定因素”生物化学。

Tatsuo Ohmichi: "Kinetic Property of Bulged Helix Formation : Analysis of Kinetic Behavior Using Nearest-Neighbor Parameters"J.Am.Chem.Soc.. 122. 11286-11294 (2000)

Tatsuo Ohmichi：“凸出螺旋形成的动力学特性：使用最近邻参数分析动力学行为”J.Am.Chem.Soc.. 122. 11286-11294 (2000)

Junji Kwakami: "Thermodynamic Stability of Base Pairs between 2-Hydroxyadenine and Incoming Nucleotide Incorporation Specificity During Replication"Nucleic Asids Res.. 29. 3289-3296 (2001)

Junji Kwakami：“复制过程中 2-羟基腺嘌呤和传入核苷酸掺入特异性之间的碱基对的热力学稳定性”Nucleic Asids Res.. 29. 3289-3296 (2001)

Jin Zou: "A role of the Trp-His interaction in the conformational switch between α-helix and β-sheet in short alanine-based peptides"J.Chem.Soc.,Perkin Trans.2. 2135-2140 (2000)

Jin Zou：“Trp-His 相互作用在短丙氨酸肽中 α-螺旋和 β-折叠之间的构象转换中的作用”J.Chem.Soc.，Perkin Trans.2 2135-2140 (2000)。

Naoki Sugimoto: "DNA Recognition of a 24-mer Peptide Derived From RecA Protein"Biopolymers. 55. 416-424 (2001)

Naoki Sugimoto：“从 RecA 蛋白衍生的 24 聚体肽的 DNA 识别”生物聚合物。