ＤＮＡ結合性ピロール・イミダゾールポリアミドの新機能の開発

DNA结合吡咯咪唑聚酰胺新功能的开发

• 批准号: 15J00928
• 负责人: 河本 佑介
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J00928/
• 关键词: ピロール・イミダゾールポリアミド; ペプチド固相合成; DNA; テロメア; １分子イメージング; 次世代シーケンサー; G-quadruplex; 光ピンセット

申請者の研究室ではこれまで疾患の治療法および遺伝子解析技術の開発を目的として、配列特異的なDNA結合分子ピロール・イミダゾール(Py-Im)ポリアミドの分子設計と合成法を研究してきた。Py-Imポリアミドは穏和な条件でDNA二重らせん構造の副溝に入り込んでDNAの各塩基に結合し、N-メチルピロールとN-メチルイミダゾールの配列を変えることで任意のDNA塩基配列を狙うことができる。これまで申請者らはテロメア繰り返し配列を標的としたPy-Imポリアミドの合成法と、それらを用いた染色体末端テロメア領域に対する特異的な蛍光ラベル化法を開発してきた。申請者らは第３年度目において、①Py-Imポリアミドを用いた生細胞中でテロメアを可視化する手法の開発、②ゲノム中でAT richな部位を選択的に可視化するPy-Imポリアミドの開発、に関する研究を行った。研究①について、申請者らはペプチド性デリバリー試薬を用いて、これまで生細胞の核内への移行が困難だった、比較的分子量の大きい(>2000 Da) Py-Imポリアミドの核内移行に成功した。またこの手法により、遺伝子導入を伴うことなく有機化合物であるヒトテロメアを狙ったPy-Imポリアミドにより、生細胞のテロメアを特異的に染色することに成功した。この手法は最長の２４塩基対を狙ったタンデムテトラマー型ポリアミドにも適応でき、また１２塩基対を標的としたタンデムダイマー型ポリアミドよりバックグラウンドを少なくしてテロメアを可視化することに成功した。研究②について、申請者らはN-メチルピロールと蛍光基からなるポリアミドを、フローセル中の基盤に固定した大腸菌のゲノムDNAに処理することで、DNA１分子レベルでAT richな領域を可視化することに成功した。この手法は、DNA１分子レベルでその配列に依存した生物学的事象を解明するのに有用である。

The applicant's laboratory has developed a method for the treatment of these diseases and molecular analysis techniques for the study of molecular design and synthesis of DNA binding molecules with specific alignment. Py-Im groups are arranged in the DNA double structure, and the DNA groups are arranged in the DNA double structure. This is the first time that the applicant has developed a method of synthesis of chromosome termini, chromosome termini, and chromosome termini specific to the target sequence. The applicant conducted research on the development and visualization of Py-Im molecules in biological cells and the visualization of AT rich sites in biological cells for the third year. Study 1: The application of Py-Im in the nuclear migration of biological cells was successful when the molecular weight of Py-Im was large (>2000 Da). The method of introducing the gene into the cell was successful in the detection of the specific gene of the organic compound. This method is successful in the case of the longest 24-digit base pair, the most appropriate 12-digit base pair, and the most appropriate visualization of the most appropriate 24-digit base pair. Study 2: The applicant successfully visualized the DNA rich domain by immobilizing the DNA from Escherichia coli in the substrate. This technique is useful for understanding biological phenomena that depend on the alignment of DNA1 molecules.

项目成果

Sogang University(韓国)

西江大学（韩国）

Visualization of human telomeres with N-methylpyrrole-N-methylimidazole polyamide probes.

使用 N-甲基吡咯-N-甲基咪唑聚酰胺探针可视化人类端粒。

• 发表时间: 2016
• 作者: Yusuke Kawamoto;Asuka Sasaki;Anandhakumar Chandran;Kaori Hashiya;Satoru Ide;Toshikazu Bando;Kazuhiro Maeshima;Hiroshi Sugiyama
• 通讯作者: Hiroshi Sugiyama

Pyrrole-Imidazole Polyamides for Human Telomeres

用于人类端粒的吡咯-咪唑聚酰胺

• 发表时间: 2015
• 作者: Yusuke Kawamoto;Asuka Sasaki;Satoru Ide;Kaori Hashiya;Toshikazu Bando;Kazuhiro Maeshima;Hiroshi Sugiyama
• 通讯作者: Hiroshi Sugiyama

Telomere Visualization in Tissue Sections using Pyrrole-Imidazole Polyamide Probes.

• DOI: 10.1038/srep29261
• 发表时间: 2016-07-06
• 期刊: Scientific reports
• 影响因子: 4.6
• 作者: Sasaki A;Ide S;Kawamoto Y;Bando T;Murata Y;Shimura M;Yamada K;Hirata A;Nokihara K;Hirata T;Sugiyama H;Maeshima K
• 通讯作者: Maeshima K

Visualization of human telomeres using fluorescent pyrrole-imidazole polyamides

使用荧光吡咯-咪唑聚酰胺可视化人类端粒

• 发表时间: 2016
• 作者: Yusuke Kawamoto;Asuka Sasaki;Kaori Hashiya;Satoru Ide;Toshikazu Bando;Kazuhiro Maeshima;Hiroshi Sugiyama
• 通讯作者: Hiroshi Sugiyama