二重鎖識別人工DNAの創製とアンチジーン法への展開

双链识别人工DNA的创建及反基因方法的开发

基本信息

批准号：
19655062
负责人：
井上将彦
金额：
$ 2.11万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

疾患治療、さらにはその予防の究極的な方法にアンチセンス・アンチジーン法がある。アンチジーン法は、DNAという遺伝子発現の根源に作用する手法である。遺伝子自身はゲノム中に1個しかなく、この1個さえ阻害すれば原理的にはタンパク質の発現を防ぐことができる。ここ数年本申請者らは、精密分子認識の視点に立って、ナノサイエンスとしての人工DNAの創成と、ナノテクノロジーとしての人工DNAの利用を多方面に検討してきた。これらの成果を最大限に活用し、二重鎖の"塩基対"の配列を高度に識別できる理想的な"アンチジーン分子"を開発する。本萌芽研究期間においては上記の基礎データを集め、本手法の将来性を判断することを目的とする。"アンチジーン分子"の具体的な候補骨格として、昨年度までにアルキニルC-ヌクレオシドを開発し、核酸塩基部位として人工ユニットの導入に成功した。今年度は、水素結合が可能な人工核酸塩基をアルキニルC-ヌクレオシドに連結し、DNA自動合成機に導入できるよう人工ヌクレオシドに化学変換を施した後、自動合成機にて人工DNAオリゴマーを作成した。得られたオリゴマーは水に易溶であり、人工DNAオリゴマーどうしで相補的な水素結合介して人工DNA二重らせんを形成した。人工DNA二重鎖は、天然DNA二重鎖と同様、アンチアラレル配向の右巻きらせん構造であった。また、二重鎖形成における熱力学パラメーターも天然DNAとほぼ同等であった。さらに、人工DNAオリゴマーは天然DNA鎖と配列特異的に二重鎖形成可能であることもわかった。加えて、人工DNA鎖は三重鎖も形成可能であったことから、アルキニルC-ヌクレオシドを用いた人工DNA骨格が"アンチジーン分子"の基本構造として妥当であることが確認できた。

反义/抗原方法是疾病治疗甚至预防的最终方法。反基因法是作用于基因表达根源DNA的方法。基因组中只有一种基因，原则上，仅抑制一种基因就可以阻止蛋白质表达。在过去的几年中，申请人一直在从精确分子识别的角度研究作为纳米科学的人工DNA的创造以及作为纳米技术的人工DNA的使用。通过充分利用这些结果，我们将开发出一种理想的“抗原分子”，可以高度识别双链“碱基对”序列。本次探索性研究的目的是收集上述基础数据并判断该方法的未来潜力。去年，我们开发了一种炔基C-核苷作为“抗原分子”的特定候选骨架，并成功引入了人工单元作为核碱基部分。今年，我们将能够形成氢键的人工核碱基与炔基C-核苷连接起来，对人工核苷进行化学转化，以便将其引入自动DNA合成仪中，然后使用自动合成仪创建了人工DNA寡聚物。所得寡聚物易溶于水，并通过人工DNA寡聚物之间的互补氢键形成人工DNA双螺旋。人工DNA双链体具有具有抗等位基因方向的右手螺旋结构，类似于天然DNA双链体。此外，双链体形成的热力学参数几乎与天然DNA相同。此外，我们发现人工DNA寡聚体可以以序列特异性方式与天然DNA链形成双链体。此外，人工DNA链能够形成三链体，证实使用炔基C-核苷的人工DNA骨架适合作为“抗原分子”的基本结构。