非環状人工核酸ａＴＮＡとＳＮＡを用いた高機能性超分子の創製

使用无环人工核酸 aTNA 和 SNA 创建高功能超分子

• 批准号: 12J05431
• 负责人: 村山 恵司
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagoya 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: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J05431/
• 关键词: 人工核酸; 蛍光性核酸検出プローブ; Molecular Beacon; RNAモニタリング; 細胞内イメージング; SNA; aTNA

近年、合成が容易で高い酵素耐性を持つという特長から、非環状型の人工核酸が盛んに研究されている。当研究室では新規非環状型人工核酸としてD-aTNAとSNAを合成しており、D-aTNAが天然核酸と二重鎖形成しないのに対しSNAはDNA, RNAと二重鎖を形成することを見い出した。前年度までにSNAのみを用いた蛍光核酸検出プローブ(SNA-MB)を開発しており、高い検出感度・酵素耐性を持つことを報告した。また、SNA-MBで外部から導入したmRNAを検出することにも成功した。そこで本年度は、SNA-MBを用いた細胞内在性のmRNAの可視化と、新たな人工核酸の開発を行った。まず、細胞内に豊富に存在するbeta-actinをコードするmRNAをターゲットとするSNA-MBを設計し、細胞内に導入した結果、SNA-MBが細胞内在性RNAを正しく検出できることが示された。以上の結果から、SNA-MBは細胞内のRNAの特異的なリアルタイムイメージングへの応用が可能であり、細胞内での詳細なRNA挙動解析が期待できる。次に新たな人工核酸としてL-aTNAを設計・合成した。L-aTNAはD-aTNAのエナンチオマーであるため、二重螺旋構造が反転している。天然核酸との二重鎖形成能を評価した結果、D-aTNAはDNAやRNAと二重鎖形成しなかったのに対し、 L-aTNAはこれらとも二重鎖を形成できることを見い出した。さらに、L-aTNAと天然核酸の二重鎖は、SNA/天然核酸に比べ大きく安定化した。検討の結果、L-aTNAが天然核酸同様右巻きの構造を誘発していることが示された。つまり、D-aTNAは左巻きであったため、右巻きの天然核酸と二重鎖を形成出来なかったのに対し、右巻きのL-aTNAは天然核酸と安定な二重鎖を形成したと考えられる。L-aTNAはSNAよりも高い親和性を有することから、アンチセンス核酸や様々な生物学的ツールとして幅広い応用が期待できる。

In recent years, synthesis has become easy, enzyme tolerance has been maintained, and non-cyclic artificial nucleic acids have been studied. When the laboratory is new to the synthesis of acyclic artificial nucleic acids, D-aTNA and SNA, D-aTNA and natural nucleic acids form double locks, DNA and RNA form double locks. In the past year, SNA has been used in the detection of nucleic acid (SNA-MB), which has been reported to have high sensitivity and enzyme tolerance. SNA-MB is the only one that can be successfully imported. This year, SNA-MB was used to visualize cellular intrinsic mRNA and develop novel artificial nucleic acids. SNA-MB is designed to be present in cells and expressed in cells rich in beta-actin mRNA. SNA-MB is introduced into cells and expressed in cells rich in beta-actin mRNA. The above results show that SNA-MB is a potential tool for RNA specific analysis in cells, and a detailed analysis of RNA activity in cells is expected. Next, artificial nucleic acid design and synthesis L-aTNA Natural nucleic acid double lock formation can be evaluated as a result, D-aTNA DNA and RNA double lock formation can be evaluated as a result, and L-aTNA double lock formation can be evaluated as a result. Now, L-aTNA and natural nucleic acid double lock, SNA/natural nucleic acid double lock is stable. The results showed that L-aTNA was a natural nucleic acid isoform, and the structure of L-aTNA was induced. The double lock of natural nucleic acid and stability is formed in the left and right circles of D-aTNA. L-aTNA has a high affinity for SNA, and it is expected to be used in biological applications.

项目成果

非環状ジオールを骨格とする新規人工核酸aTNAとSNAの開発

具有无环二醇骨架的新型人工核酸aTNA和SNA的开发

• 发表时间: 2012
• 作者: Shigeo S. Sugano;Makoto Shirakawa;Junpei Takagi;Yoriko Matsuda;Tomoo Shimada;Ikuko Hara-Nishimura;Takayuki Kohchi;村山恵司
• 通讯作者: 村山恵司

天然核酸と安定な二重鎖を形成する新規非環状型人工核酸の設計

与天然核酸形成稳定双链体的新型非环状人工核酸的设计

• 发表时间: 2015
• 作者: 村山恵司;樫田 啓;浅沼浩之
• 通讯作者: 浅沼浩之

細胞内RNAの可視化を目指した完全人工核酸型高感度蛍光プローブの開発

开发用于细胞内RNA可视化的完全人工核酸型高灵敏度荧光探针

• 发表时间: 2014
• 作者: 村山恵司;神谷由紀子;樫田 啓;浅沼浩之
• 通讯作者: 浅沼浩之

メンバー紹介 | 名古屋大学 物質制御工学専攻 有機材料設計講座 浅沼研究室

成员介绍 | 名古屋大学有机材料设计课程材料控制工学系浅沼实验室

Acyclic L-threoninol nucleic acid (L-aTNA) with suitable structural rigidity cross-pairs with DNA and RNA

• DOI: 10.1039/c4cc09244a
• 发表时间: 2015-01-01
• 期刊: CHEMICAL COMMUNICATIONS
• 影响因子: 4.9
• 作者: Murayama, Keiji;Kashida, Hiromu;Asanuma, Hiroyuki
• 通讯作者: Asanuma, Hiroyuki