３本鎖形成配列を拡張可能な新規人工ヌクレオシドの創製

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3本鎖DNAは、2本鎖DNAの主溝にもう1本のDNA鎖 (TFO) が配列特異的に結合することで形成される複合体であり、ゲノム標的技術への展開が期待される。しかし、その形成は2本鎖DNAの片方の鎖がプリン塩基 (A・G) のみで構成されるホモプリン領域に限定され、ピリミジン塩基 (T・C) が1つでも存在すると、障害部位として3本鎖DNAの安定性を顕著に低下させてしまう。このような背景のもと、申請者は、3本鎖DNA形成配列を拡張するための人工核酸の創製を目指した。昨年度は研究計画通り、人工核酸の構造最適化（擬シチジン誘導体の開発）ならびに遺伝子発現阻害実験の予備検討を行った。これらの結果をもとに、今年度は、擬シチジン誘導体を組み込んだTFOによる遺伝子発現阻害実験を検証した。標的遺伝子には、がん原遺伝子であるhTERTを選択した。hTERTプロモーター配列には、天然型ヌクレオシドでは認識できないCG障害部位が4ヵ所存在する。予備検討として、このhTERTプロモーター配列に対するTFOを設計し、3本鎖形成能を評価したところ、CG塩基対に対応する箇所にTを組み込んだTFOが3本鎖DNAを形成できないのに対し、擬シチジン誘導体を組み込んだTFOが高い親和性をもって3本鎖を形成することを確認した。そこで、これらのTFOをHela細胞にトランスフェクションし、hTERT遺伝子の転写阻害効果を検証した。その結果、擬シチジン誘導体を組み込んだTFOは、hTERT遺伝子のmRNA発現量を有意に減少させることを確認した。以上の内容は、3本鎖形成配列を拡張した点、またTFOによる転写阻害効果を実証した点において、擬シチジン誘導体がゲノム標的技術の拡張に貢献できることを示す意義ある結果と考えられる。今後、本研究で開発された人工核酸が、医療やバイオテクノロジーへと展開されることを期待する。