糖部をS型立体配座に固定した機能性核酸の創製とそれを用いた遺伝子発現制御法の確立

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今年度は、研究計画に従い前年度までに合成に成功した各修飾オリゴヌクレオチド類の機能評価および得られた結果を分子設計にフィードバックした新規人工核酸の合成を行い、以下に示す成果を得た。1.前年度に引き続き、アラビノ骨格を有するtrans-3',4'-BNAの導入位置を変えたオリゴヌクレオチド類の二重鎖形成能および塩基配列選択性について融解温度(T_m)測定法を用いて評価した。その結果、trans-3',4'-BNAの導入位置によらず、オリゴヌクレオチド類の二重鎖の安定性は低下した。しかし、マッチ配列とミスマッチ配列とのT_m値には明らかな差が認められ、本オリゴヌクレオチド類は天然型オリゴヌクレオチドに匹敵する配列選択性を維持していることが明らかになった。さらにCDスペクトル測定の結果から、trans-3',4'-BNA修飾が二重鎖の構造には大きな変化を与えていないことを明らかにした。現在、本研究に関する詳報を投稿中である。2.1の結果を受け、2'位無置換であるチミジンを出発物質に架橋構造を変えたtrans-3',4'-BNA類を新たに設計し、その合成を行った。3'位の立体選択的増炭反応および4'位の4級炭素化反応、その後の増炭反応を経て3種類の新規trans-3'、4'-BNA類の骨格構築に成功した。本研究の一部をTetrahedron Letters誌に発表した。3.前年度に引き続き、P3'→N5'ホスホロアミダート結合を有する糖部S型人工核酸,5'-amino-3',5'-BNAオリゴヌクレオチド類の二重鎖形成能についてT_m測定により詳細に解析した。その結果、本オリゴヌグレオチドは相補鎖核酸に対して安定な二重鎖を形成し、特に相補鎖RNAに対する二重鎖形成能を向上させることが明らかになった。さらに、5'-amino-3',5'-BNAがRNase Hに認識され相補鎖RNAの切断を誘導すること、並びにP3'→N5'ホスホロアミダート結合が穏和な酸性条件下で、選択的かつ速やかに加水分解されることを見い出した。本研究成果をAngewandte Chemie誌およびNucleoside, Nucleotides ＆ Nucleic Acids誌に発表した。