新規核酸貫通構造体の構築とmRNA保護法への展開

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ロタキサンやカテナンといった環状分子を構成成分とする貫通構造体は、そのユニークな構造や性質のため、超分子化学の分野では分子マシンへの展開など様々な研究が試みられている。ロタキサンをキーワードとした研究は数多く行われている一方で、ロタキサン構造構築の難しさのため、生化学分野への応用に関しては未だ課題が多く、更なるブレイクスルーが必要とされている。本研究では独自の研究で見出した標的核酸塩基のフリップアウトを誘起する機能性核酸を利用し、新しい核酸貫通構造体（ロタキサン様構造）を構築することおよびその機能探索によりその構造体の生物機能、特に翻訳反応のコントロールを目標とし研究を行った。昨年度、最初に設計した分子では貫通構造体の形成に至らなかったため、本年度は再度光反応を用いた新たな手法で開発に取り組んだ。しかし、検討の結果、貫通構造体を構築することはできなかった。これらの結果から、フリップアウト構造を基盤にした貫通構造体の構築は難しいという結論に至った。一方で、昨年度、以前の研究の知見をもとに、テイル鎖をもつ環状化核酸のスリッピングによる標的RNAへの貫通構造体形成を試み、合成法などの改善に成功していたため、こちらに関して更なる機能評価に取り組んだ。機能評価の一つとして、この貫通構造体形成とリガーゼによる鎖連結を組み合わせ、カテナン構造の構築を試みた。その結果、高収率でRNAとのカテナン構造形成に成功した。これは環状RNAの非共有結合型のラベル化・修飾として使えるため、RNAの新たなツールになると考えている。本成果は、Bioconjugate Chemistryに発表し、プレスリリースも行った。さらに、翻訳への影響を調査するため準備を進めており、今後機能評価を行う予定である。