疾患関連リピートRNAの相分離を制御するケージドリガンドの創製

创建控制疾病相关重复 RNA 相分离的笼状配体

基本信息

批准号：
22H02221
负责人：
堂野主税
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02221/
关键词：
ケージ化合物リピートRNA RNA結合リガンド相分離リピート病

项目摘要

本研究課題「疾患関連リピートRNAの相分離を制御するケージドリガンドの創製」では、リピートRNAの構造変化を誘導するRNA結合リガンドを基盤として、その光感受性保護体である（１）ケージドリガンドの創製、（２）ケージドリガンドによるリピートRNA相分離の制御、（３）生細胞中におけるRNA fociのダイナミクス解析、を実施し、相分離、RNA fociの関わるリピートRNAの機能解明を目指す。本年度は、項目（１）ケージドリガンドの創製を実施した。光感受性保護基の導入対象分子として、RNA結合小分子リガンドであるNCDを選択した。NCDは、UGGAA、CGG、GGGGCCリピート等の神経変性疾患の発症に深く関わる、リピートRNAおよびDNAに結合することが明らかになっている。UGGAAリピートに対しては、親和性、結合選択性が高く、複合体構造が解明されているため、リガンドのケージ化に必要となる複合体形成時における位置、構造情報を活用し、分子設計指針に反映させた。光感受性保護基としてカルボキシメチルクマリンを、NCDの分子骨格中に含まれる２級アミノ基に導入したケージドNCDを設計し、その化学合成を実施した。7-アミノ-4-メチルクマリンを出発原料として、まずt-ブチルエステルとして保護したカルボン酸を７位アミノ基に２つ導入したのち、4位のメチル基をヒドロキシメチル基へと変換した。４位のヒドロキシ基は、活性炭酸エステルとした後、NCDのアミノ基と縮合することで、目的とするケージドリガンド、ケージドNCDの合成に成功した。

在这个研究项目“创建控制疾病相关重复 RNA 相分离的笼状配体”中，我们将创建 (1) 笼状配体，它们是基于 RNA 结合配体的光敏保护剂，可诱导重复 RNA 的结构变化。 2）通过笼状配体控制重复RNA相分离，以及（3）分析活细胞中的RNA焦点动态，旨在阐明参与相分离和RNA焦点的重复RNA的功能。今年，我们进行了项目（1）：笼状配体的创建。 NCD是一种RNA结合小分子配体，被选为引入光敏保护基团的靶分子。研究表明，NCD 与 RNA 和 DNA 重复序列结合，例如 UGGAA、CGG 和 GGGGCC 重复序列，这些重复序列与神经退行性疾病的发病密切相关。 UGGAA重复序列具有高亲和力和结合选择性，并且复合物结构已被阐明，因此，我们可以利用复合物形成过程中所必需的位置和结构信息来指导分子设计。我们设计了一种笼状NCD，将羧甲基香豆素作为光敏保护基团引入NCD分子骨架中的仲氨基中，并进行了化学合成。以7-氨基-4-甲基香豆素为起始原料，首先将两个保护为叔丁酯的羧酸引入到7位氨基上，然后将4位甲基转化为羟甲基团体。通过将4位羟基转化为活化的碳酸酯并与NCD的氨基缩合，我们成功合成了所需的笼状配体，笼状NCD。