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分子シミュレーションによる新規RNAアプタマー設計の基盤技術の構築

建立利用分子模拟设计新RNA适体的基础技术

基本信息

批准号：
21K12129
负责人：
山岸賢司
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

RNAアプタマーは抗体に代わる次世代技術として、医薬品分野や診断薬分野などで注目されている。本研究は、申請者が蓄積してきたアプタマーに対する研究成果をもとに、RNAアプタマーが標的タンパク質をどのように認識し結合するのか、その分子認識メカニズムを計算化学手法により明らかにする。そして、アプタマー設計にはじめて計算化学という手法を取り入れ、論理的な観点から新しいRNAアプタマーを設計する基盤技術の構築を目指すものである。当該年度では、抗体のFc領域に対して結合するRNAアプタマーに対して、これまでの研究を通じて蓄積した知見に基づき、新たな配列や化学修飾を有する新規RNAアプタマーをいくつか論理的に予測することができた。予測した新規RNAアプタマーに対しては、分子動力学(MD)計算を行い、その立体構造の解析を行った。RNAアプタマーに対する立体構造の解析では、まず、RNAアプタマーの構造に特有な局所的な構造変化を解析した。さらに、RNAアプタマー構造の揺らぎを視覚的に評価する解析技術や、標的分子との結合状態を評価する解析技術を確立した。またMD計算のトラジェクトリ―から、RNAアプタマーの構造をサンプリングし、フラグメント分子軌道(FMO)計算を用いて、RNAアプタマーと抗体との分子間相互作用の解析を行った。これらの解析を通じて、RNAアプタマーの配列の違いやRNAアプタマーに対する化学修飾が、RNAアプタマーの立体構造やその標的分子である抗体との相互作用に与える影響を解析した。またin vitro実験では、論理的に予測した新たな配列や化学修飾を有するRNAアプタマーを実際に化学合成し、バイオレイヤー干渉法（BLI）法および表面プラズモン共鳴（SPR）法を用いて、RNAアプタマーとその標的分子である抗体との分子間相互作用を解析した。

RNA is the next generation of antibodies. It's the next generation of technologies. It's the next generation of pharmaceuticals. It's the next generation of diagnostics. This study aims to identify the applicant's accumulation of research results and RNA targets, and to identify the combination of molecular knowledge and computational chemistry. Design and construction of computer science and technology This year, the Fc domain of the antibody binds to the RNA, and the research on this domain is based on the accumulation of knowledge, new sequences, and chemical modifications. Molecular dynamics (MD) calculations and analysis of the three-dimensional structure Analysis of the three-dimensional structure of RNA and RNA Analysis of RNA structure and binding state MD calculation of molecular orbital (FMO) calculation of molecular molecular orbital (MD), RNA configuration, RNA configuration and molecular interaction analysis of antibodies. Analysis of the interaction between antibodies and RNA molecules through chemical modification, RNA alignment, RNA stereostructure, and target molecules In vitro practice, logical prediction, alignment and chemical modification of RNA molecules are used in chemical synthesis, surface resonance (SPR), and molecular interaction analysis of RNA molecules.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Phylogenetic trees of closely related bacterial species and subspecies based on frequencies of short nucleotide sequences.

DOI：
10.1371/journal.pone.0268847
发表时间：
2023
期刊：
PloS one
影响因子：
3.7
作者：
通讯作者：

Computational approach for understanding the biding mechanism of RNA aptamer to human Immunogloblin G

理解RNA适体与人免疫球蛋白G结合机制的计算方法

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
AGRICULTURAL BIOTECHNOLOGY
影响因子：
0
作者：
Urata Shuzo;Omotuyi Olaposi Idowu;Izumisawa Ayako;Ishikawa Takeshi;Mizuta Satoshi;Sakurai Yasuteru;Mizutani Tatsuaki;Ueda Hiroshi;Tanaka Yoshimasa;Yasuda Jiro;山岸賢司;Kenji Yamagishi
通讯作者：
Kenji Yamagishi

「mRNAの制御機構の解明と治療薬・ワクチンへの活用」-RNAの立体構造と計算化学-

“阐明mRNA的调控机制及其在治疗药物和疫苗中的用途”-RNA的三维结构与计算化学-

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
下津拓未;吉野孝;平林（宮部）真衣;山岸賢司，坂本泰一
通讯作者：
山岸賢司，坂本泰一

In silico approach for identification of the thermodynamic profiles of aptamer-IgG binding

用于鉴定适体-IgG 结合热力学曲线的计算机方法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryoji Yamazaki;Azumi Ito;Tomoki Sakamoto;Masaki Komine;Takeshi Ishikawa;Masato Katahira;Takashi Nagata;Taiichi Sakamoto;Kenji Yamagishi
通讯作者：
Kenji Yamagishi

Development and Application of a Quantum Chemistry-Based Method for Analyzing Protein-Protein Interaction

基于量子化学的蛋白质-蛋白质相互作用分析方法的开发和应用