ゲノムのピンポイント修飾を目指したDNA配列特異的な官能基転移反応の検討

检查 DNA 序列特异性功能基团转移反应以实现基因组的精确修饰

基本信息

批准号：
15659004
负责人：
佐々木茂貴
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

がん遺伝子の例で示されるようにわずか1個の塩基の変化で、たんぱく質機能が大きく変化する。本研究は、このような塩基変換を引き起こす化学反応を配列および塩基特異的にコントロールできる高機能分子を開発しようとするものである。本研究では、化学的に遺伝子機能を改変する新しい手法の開発を目的とした。平成15年度に6位に官能基を含む2-aminopurine nucleoside誘導体とシトシンとの反応を分子軌道計算で予測し、シトシン4-アミノ基にニトロシル基を転移するヌクレオシドアナログとしてS-ニトロシル-6-チオグアノシンを設計した。さらに、チオグアノシンを保護基を用いてDNAに組み込んだ後、SNAP(S-nitroso-N-acetylpenicillamine)と反応させることによりS-ニトロシル体に変換した。引き続きこのようにして合成した6-(S-ニトロシル)-置換-2aminopurineを含むDNAと標的位置にシチジン、5-メチルシチジン、アデノシン、グアノシン、チミジンを含む相補的DNAとの反応性を比較したところ、シチジンと5-メチルシチジン特異的に転移反応が速やかに起こることを確認した。平成16年度は,主に本反応による点変異誘起能について検討した。すでに、化学反応としては、シチジンあるいは5-メチルシチジンにニトロシル基が転移した標的DNAを酸性条件下1日-5日放置することによりシチジンからはdU(8%)とdC-diazoate^<15>(14%)が5-メチルシチジンからdT(42%)とd^mC-diazoate(13%)が生成することを見出している。そこで、平成16年度にはニトロシル転移DNAを鋳型とするポリメラーゼ反応による変異誘起について調べた。その結果、酸性条件下放置後のDNAは予想通りシチジンの変わりにアデノシンが取り込まれ変異が生じることが確認された。しかし、ニトロシル転移DNAそのものからは有意な変異は観測されなかった。引き続きポリメラーゼは基質特異性があることが知られているので、さらに異なるポリメラーゼによる検討の必要があるものと考えられる。結論として、本萌芽研究の期間内に従来まったく試みられていなかったニトロシル基の転移による配列および塩基特異的な変異誘起法の基礎を確立した。

正如癌症基因的例子所示，仅一个碱基的变化就可以显着改变蛋白质功能。这项研究旨在开发高功能分子，可以控制以序列和碱基特异性方式引起此类碱基转换的化学反应。这项研究的目的是开发一种化学修饰基因功能的新方法。 2003年，通过分子轨道计算预测了6位含有官能团的2-氨基嘌呤核苷衍生物与胞嘧啶的反应，并使用S-亚硝酰基-6-硫代作为核苷类似物，将亚硝酰基转移到胞嘧啶的4-氨基。此外，使用保护基将硫鸟苷掺入DNA后，通过与SNAP（S-亚硝基-N-乙酰青霉胺）反应转化为S-亚硝酰基形式。随后，我们比较了以这种方式合成的含有6-(S-亚硝基)-取代-2氨基嘌呤的DNA与在目标位置含有胞苷、5-甲基胞苷、腺苷、鸟苷和胸苷的互补DNA之间的反应性。转移反应特异地与胞苷和5-甲基胞苷发生。 2004年，我们主要研究了该反应诱导点突变的能力。作为化学反应，通过将带有亚硝酰基的靶DNA转移至胞苷或5-甲基胞苷，在酸性条件下反应1至5天，从胞苷中生成dU (8%)和dC-重氮酸盐^ 15 (。 14%）被发现从 5-甲基胞苷生成 dT（42%）和 d^mC-重氮酸盐（13%）。因此，2004年，我们以亚硝酰基转移DNA为模板，通过聚合酶反应研究了诱变。结果证实，正如预期的那样，在将DNA置于酸性条件下后，腺苷而不是胞苷掺入DNA中，导致突变。然而，亚硝酰基转移 DNA 本身没有观察到显着的突变。此外，由于已知聚合酶具有底物特异性，因此认为有必要使用不同聚合酶进行进一步研究。总之，在本次探索性研究期间，我们通过转移亚硝基基团为序列和碱基特异性诱变方法奠定了基础，这是以前从未尝试过的。

项目成果

期刊论文数量（20）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Chemical Tools for Targeted Mutagenesis of DNA Based on Triple Helix Formation

基于三螺旋形成的 DNA 定点突变化学工具

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Biol.Pharm.Bull. 27
影响因子：
0
作者：
F.Nagatsugi;S.Sasaki
通讯作者：
S.Sasaki

Sequence- and base-specific delivery of nitric oxide to cytidine and 5-methylcytidine leading to efficient deamination

DOI：
10.1021/ja0498888
发表时间：
2004-07-28
期刊：
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
影响因子：
15
作者：
Ali, M;Alam, R;Sasaki, S
通讯作者：
Sasaki, S

Hybridization-promoted and cytidine-selective activation for cross-linking with the use of 2-amino-6-vinylpurine derivatives

DOI：
10.1021/jo048298p
发表时间：
2005-01-07
期刊：
JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY
影响因子：
3.6
作者：
Kawasaki, T;Nagatsugi, F;Sasaki, S
通讯作者：
Sasaki, S

New DNA Binding Ligands as a Model of Chromomycin A3

作为色霉素 A3 模型的新 DNA 结合配体

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Bioorg.Med.Chem.Lett 14
影响因子：
0
作者：
Imoto;S.;Haruta Y.;Watababe K.;Sasaki S.
通讯作者：
Sasaki S.

Molecular Design for Specific Recognition and Reaction in Genome-Targeting Chemistry in Frontiers in Organic Chemistry

有机化学前沿基因组靶向化学中特异性识别和反应的分子设计

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shigeki Sasaki;Fumi Nagatsugi
通讯作者：
Fumi Nagatsugi

DOI：
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通讯作者：
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