遺伝子ネットワーク解明に向けた高機能性人工デコイ核酸の開発

开发高功能人工诱饵核酸以阐明基因网络

• 批准号: 14011229
• 负责人: 今西 武
• 金额: $ 3.2万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14011229/
• 关键词: デコイ核酸法; 人工核酸; BNA; 遺伝子発現制御; コンホメーション; オリゴヌクレオチド; 転写因子; 遺伝子ネットワーク

デコイ核酸は、転写因子などDNA結合タンパク質の認識配列に見せかけ、本来結合すべきDNAとの結合を阻害する。これらデコイ核酸を活用することにより、特定の転写因子によって支配されていた複数の遺伝子発現を一挙に制御することが可能となり、遺伝子ネットワークの解明の突破口になることが期待できる。我々はこれまでに天然核酸の糖部を「望ましい形に固定化する」ことにより一本鎖RNAや二重鎖DNAそれぞれに対して強固な二重鎖、三重鎖を形成するアンチセンス法、アンチジーン法に使用可能な2',4'-BNAの合成に成功している。さらに2',4'-BNAは一本鎖DNAとも強固に結合することからデコイ核酸として機能することが予想される。2',4'-BNAの糖部はN型であり2',4'-BNAを含むオリゴヌクレオチド(ODN)はRNA型に近づくと予想される。そこで糖部をより「望ましい形に固定化する」ことを目指し二重鎖DNAが持つS型に糖部を固定化したヌクレオシド類縁体の合成を目指し研究を進め、以下のような興味深い結果を得ることができた。[1]S型に糖部コンホメーションを固定化した新規核酸類縁体3'-amino-2'-deoxy-3',4'-BNAの合成に成功した。[2]3'-amino-2'-deoxy-3',4'-BNAを導入したODNがS-オリゴ以上の非常に優れた酵素耐性を持つことを明らかにした。また、その二重鎖はCDスペクトル解析の結果からDNA型に近く、転写因子の結合に有利であると考えられた。[3]2',4'-BNAを組み込んだBNA-decoyがS-オリゴの様な非特異的な遺伝子発現抑制を示さない優れたデコイ分子であることを示した。今後、3'-amino-2'-deoxy-3',4'-BNAを導入したODN類のデコイ分子としての機能評価を推進していく予定である。

诱饵核酸将自身伪装成 DNA 结合蛋白（例如转录因子）的识别序列，并抑制它们与它们应该结合的 DNA 的结合。通过利用这些诱饵核酸，可以同时控制由特定转录因子控制的多个基因的表达，这有望在阐明基因网络方面带来突破。我们开发了反义法和反义法，通过“以所需的形式固定天然核酸的糖部分”，分别形成单链RNA和双链DNA的强双链和三链体。合成了可用于基因法的2',4'-BNA。此外，由于 2',4'-BNA 也与单链 DNA 紧密结合，因此预计它可以起到诱饵核酸的作用。 2',4'-BNA的糖部分是N型的，含有2',4'-BNA的寡核苷酸(ODN)预计接近RNA型。因此，为了以更理想的形式固定糖部分，我们进行了旨在合成将糖部分固定在双链DNA的核苷类似物的研究，并获得了以下有趣的结果。那。 [1] 我们成功合成了一种新的核酸类似物3'-氨基-2'-脱氧-3',4'-BNA，具有S型固定糖部分构象。 [2] 结果表明，导入3'-氨基-2'-脱氧-3',4'-BNA的ODN比S-oligo具有极其优异的耐酶性。此外，CD谱分析结果显示，双链与DNA类型接近，被认为有利于转录因子的结合。 [3] 掺入 2',4'-BNA 的 BNA-decoy 被证明是一种优秀的诱饵分子，不会像 S-oligo 那样抑制非特异性基因表达。未来，我们计划评估含有3'-amino-2'-deoxy-3',4'-BNA的ODN作为诱饵分子的功能。

项目成果

Morita, K., Hasegawa, C., Kaneko, M., Tsutsumi, S., Sone, J., Ishikawa, T., Imanishi, T., Koizumi, M.: "2'-0,4'-C-Ethylene-Bridged Nucleic Acids (ENA) : Highly Nuclease-resistant and Thermodynamically Stable Oligonucleotides for Antisense Drug"Bioorg. Med

森田 K.、长谷川 C.、金子 M.、堤 S.、曾根 J.、石川 T.、今西 T.、小泉 M.：“2-0,4-C

今西 武, 小比賀 聡: "アンチセンスBNAオリゴヌクレオチドを用いた遺伝子発現抑制"日薬理誌. 120. 85-90 (2002)

Takeshi Imanishi，Satoshi Obiga：“使用反义 BNA 寡核苷酸抑制基因表达”日本药理学杂志 120. 85-90 (2002)。

Obika, S., Hari, Y., Sekiguchi, M., Imanishi, T.: "Stable Oligonucleotide-directed Triplex Formation at Target Sites Containing CG Interruptions Strong and Sequence-specific Recognition by 2',4'-Bridged Nucleic Acid Bearing 2-Pyridones und Physiological C

Obika, S.、Hari, Y.、Sekiguchi, M.、Imanishi, T.：“在含有 CG 中断的目标位点上稳定寡核苷酸引导的三链体形成，通过 2,4-桥接核酸轴承进行强序列特异性识别

Obika, S., Morio, K., Nanbu, D., Hari, Y., Itoh, H., Imanishi, T.: "Synthesis and Conformation of 3',4'-BNA Monomers, 3'-0,4' -C-Methyleneribonucleosides"Tetrahedron. 58. 3039-3049 (2002)

Obika, S.、Morio, K.、Nanbu, D.、Hari, Y.、Itoh, H.、Imanishi, T.：“3,4-BNA 单体的合成和构象，3-0,4

Hari, Y., Obika, S., Sakaki, M., Morio, K., Yamagata, Y., Imanishi, T.: "Effective synthesis of C-nucleosides with 2',4'-BNA modification"Tetrahedron. 58. 3051-3063 (2002)

Hari, Y.、Obika, S.、Sakaki, M.、Morio, K.、Yamagata, Y.、Imanishi, T.：“具有 2,4-BNA 修饰的 C-核苷的有效合成”四面体。