三重鎖核酸形成における標的配列の拡張を志向した新規人工核酸の開発

开发新型人工核酸，旨在扩展三链体核酸形成中的靶序列

• 批准号: 12J00463
• 负责人: 赤羽 昌明
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J00463/
• 关键词: 三重鎖核酸; CG塩基対; TA塩基対; 伸長後修飾法

昨年度、私は三重鎖核酸形成におけるCG塩基対認識核酸の開発を目的として、伸長後修飾(PEM)法により人工核酸塩基の探索研究を行った。その結果、(3S)-グアニジノピロリジノピリミジン-2-オン塩基がこれまでで最も高いCG塩基対認識能を示すことを明らかとし、さらにこの誘導体に関して、糖部修飾との組み合わせについて検討を行った。そしてグアニジノピロリジン誘導体の2', 4' -BNA修飾体(GPB)を化学合成し、Tm値を算出することでCG塩基対認識能を評価した。その結果、GPBとCG塩基対のトリプレットが、天然のフルマッチ三重鎖(T・ATやC+・GC)と同等の安定性を示すことを見出した。そこで本年度はこのGPBの有用性を精査すべく、その認識能の配列依存性について評価した。具体的には、まず標的配列中の複数カ所のCG塩基対を認識するために、三つのGPBを含むオリゴヌクレオチドを、PEM法を用いて合成し、Tm測定を行った。その結果、GPBを用いることで三カ所のCG塩基対を同時に認識することに成功した。ただし、その認識能はGPB間の距離が近づくことによって減少することも明らかとなった。次に、GPBの認識能の一般性を評価するために、隣接する前後の塩基配列をTから5-MeCへと置換したオリゴヌクレオチドを合成し、Tm測定を行った。その結果、CG塩基対認識能は著しく低下し、GPBが前後の塩基配列によって認識能を大きく変化させることを見出した。以上の結果は論文としてとりまとめ、英国王立化学協会誌Chemical Communicationsにて報告している。さらに、本年度はこのCG塩基対認識における配列一般性の解決にも取り組んだ。具体的には、当研究室で得られた過去の知見をもとに新たな誘導体N,N-ジ置換3-デアザシチジンを設計し、前後配列の異なるオリゴヌクレオチドをPEM法によって合成し、本誘導体の塩基対認識能を評価した。その結果、3'側の塩基配列を置換した配列において、(3S)-グアニジノピロリジン構造を有する誘導体がGPBを越える高い結合親和性と塩基対選択性にてCG塩基対を認識することを見出した。この結果は現在、論文として取りまとめている。一方、TA塩基対認識核酸の開発に関して、昨年度はCG塩基対認識研究より得た知見をもとに核酸塩基コアの探索を行った。スクリーニングの結果、アミノピリミジン骨格を有する人工核酸がTA塩基対を選択的に認識することを明らかとした。そこで本年度は、アミノピリミジン骨格を有する2', 4'-BNAを設計し、本誘導体をPEM法によって合成すべく、前駆体となるモノマーの合成を実施した。そして合成したアミダイト体をオリゴヌクレオチドに導入し、PEM法による、本誘導体を含む種々のオリゴヌクレオチドの合成を達成した。今後はこれを利用してTA塩基対をより強固に認識するための誘導体のスクリーニングが必要である。

In the past year, the study on the formation of triple locked nucleic acid by CG gene and the exploration of artificial nucleic acid gene by extension modification (PEM) method were carried out. As a result, the (3S)-linked chain is the highest in CG base recognition energy, and the inducer is related to sugar modification and composition. The chemical synthesis and Tm calculation of 2', 4'-BNA modified derivatives (GPB) were evaluated. The results show that the GPB and CG base pairs are stable, and the natural triple lock (T·AT·C+·GC) is stable. This year, we reviewed the usefulness of GPB and evaluated the allocation dependency of cognitive abilities. The CG matrix of the multiple components in the specific array of the target is recognized, and the GPB of the three components is determined by the PEM method. The results of GPB application are presented in this paper. The distance between GPB and cognitive function is close to that of GPB. Second, the general evaluation of GPB cognitive ability, adjacent to the base of the array T from 5-MeC to 4-MeC to 4-MeC to As a result, the CG base recognition ability is lower, and the GPB base recognition ability is higher. The above results are reported in Journal of Chemical Communications of the Royal Chemical Society. This year, the CG Foundation has been working on a general solution to the problem. In particular, when the research laboratory has obtained the knowledge of the past, the new inducer N, N-substituted 3-position system design, the difference between the front and rear alignment, the PEM method, the basic recognition ability of the inducer is evaluated. As a result, the 3'-side base alignment is replaced by the (3S)-side base alignment. The result is now, the paper is taken from the paper. A new approach to DNA discovery was developed in the field of DNA sequencing. The results of the study show that the artificial nucleic acid has been used for the study of genetic diversity. This year, the PEM method was used to design and synthesize the 2', 4'-BNA precursor. In addition, the PEM method can be used to synthesize the protein. In the future, it will be necessary to strengthen the understanding of the induction system by using the TA base.

项目成果

核酸塩基部にキラルなグアニジノピロリジン構造を含むオリゴヌクレオチドの合成とその三重鎖形成能

核碱基中含有手性胍基吡咯烷结构的寡核苷酸的合成及其形成三链体的能力

• 发表时间: 2013
• 作者: Yoshiyuki Hari;Masaaki Akabane;Satoshi Obika
• 通讯作者: Satoshi Obika