PNA/DNAグアニン四重鎖形成および蛍光性クリック反応の拡張と応用

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本研究の目的は、生体内の遺伝子レベルでの制御機構を化学的手法により、解明することである。そのひとつとして申請した研究は、PNAの特長を利用した二本鎖DNA中の標的配列の両鎖を同時に認識する新規認識系の構築に関する研究である。標的配列としては二本鎖DNA中のガン関連遺伝子のプロモーター部位とし、その配列を高効率的に認識することを遂行した。この部位に対して、設計されたPNAを用い、標的配列中のDNAとの分子間でグアニン四重鎖構造を形成させ、その部位を位置選択的に認識することを目標とした。実際の検討では、設計通りに高効率的な認識を1種類の単純な8量体のPNAで実現した。さらに本認識手法とCe(IV)/EDTA錯体の加水分解能を併用することでプロモーター部位のみに対して二本鎖切断を導入することにも成功した。このテーマに関しての論文はAngew. Chm, Int. Ed.に掲載された。また、蛍光性クリック反応の拡張と応用のテーマに関しては、前回の報告書にあるように標的を『グアニン四重鎖構造を認識する小分子』から『tRNA』と変更し検討していた。生体分子を標的とすることで、以前の標的よりもその後の発展が格段にあがるものとなっている。具体的には、当研究室で開発された第3番目の塩基対であるDs-Pa人工塩基対システムを応用し、その核酸塩基中に蛍光性クリック反応が達成できるような部位を化学的に導入し、その拡張を遂行した。具体的には、まず人工塩基Paの塩基対形成に影響がない部分にエチニル基を有機合成により調製し、さらにその基質を用いたin vitro転写反応を介し、簡便に長鎖RNAを生成させ、それに続く蛍光性クリック反応により、一カ所のみの位置選択的なラベリングを達成した。このテーマに関しての論文はChem. Coummn.に掲載され、Back Coverにも選出された。