ポストゲノム時代における革新的技術開発を目指した新規架橋型人工核酸の創製

当研究室では、次世代のポストゲノムテクノロジー開発に向けて、核酸の糖部立体配座を適切に固定化した各種架橋型人工核酸(BNA)の開発を行ってきた。その代表例として現在世界的に広く用いられている2',4'-BNA/LNAがあるが、本研究ではこれを上回る特性を持つ人工核酸の開発を行ってきた。昨年度までに、新規な架橋型人工核酸2',4'-BNA^<NC>の合成に成功し、その物性評価を行い、優れた二重鎖形成能、三重鎖形成能を確認している。これらの物性は従来の2',4'-BNA/LNAと同等かそれを上回るものであった。さらに、2',4'-BNA/LNAを大きく上回る酵素対性能(生体内での安定性の指標)を示すことも確認している。しかし、本人工核酸は合成の効率自体に問題はないものの合成の工程数が比較的長いという難点を抱えており、今後のより詳細な機能評価に向けてこの点を改善する必要があった。そこで今年度は、本人工核酸の合成行程の短縮を目指し、各工程について徹底的に精査を行った。その結果、本人工核酸合成の鍵となる架橋構築段階において新たな知見を見いだした。すなわち、従来は架橋構築段階において反応に関わる窒素原子の活性化が必要であり、そのために別途数工程を要していたが、今回、反応条件を種々検討することで、この窒素原子の活性化を伴わず架橋構築が可能であることを見いだした。これにより、反応経路を大幅に短縮することができ、大量の試料供給を効率的に行うための道すじが整った。これに加え、今年度は本人工核酸の架橋部分への置換機導入を検討し、新規構造を有する2',4'-BNA^<NC>類縁体の合成にも成功した。

当研究室では、次世代のポストゲノムテクノロジー開発に向けて、核酸の糖部立体配座を適切に固定化した各種架橋型人工核酸(BNA)の開発を行ってきた。その代表例として現在世界的に広く用いられている2',4'-BNA/LNAがあるが、本研究ではこれを上回る特性を持つ人工核酸の開発を行ってきた。昨年度までに、新規な架橋型人工核酸2',4'-BNA^<NC>の合成に成功し、その物性評価を行い、優れた二重鎖形成能、三重鎖形成能を確認している。これらの物性は従来の2',4'-BNA/LNAと同等かそれを上回るものであった。さらに、2',4'-BNA/LNAを大きく上回る酵素対性能(生体内での安定性の指標)を示すことも確認している。しかし、本人工核酸は合成の効率自体に問題はないものの合成の工程数が比較的長いという難点を抱えており、今後のより詳細な機能評価に向けてこの点を改善する必要があった。そこで今年度は、本人工核酸の合成行程の短縮を目指し、各工程について徹底的に精査を行った。その結果、本人工核酸合成の鍵となる架橋構築段階において新たな知見を見いだした。すなわち、従来は架橋構築段階において反応に関わる窒素原子の活性化が必要であり、そのために別途数工程を要していたが、今回、反応条件を種々検討することで、この窒素原子の活性化を伴わず架橋構築が可能であることを見いだした。これにより、反応経路を大幅に短縮することができ、大量の試料供給を効率的に行うための道すじが整った。これに加え、今年度は本人工核酸の架橋部分への置換機導入を検討し、新規構造を有する2',4'-BNA^<NC>類縁体の合成にも成功した。