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

基本信息

批准号：
15011232
负责人：
今西武
金额：
$ 2.88万
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞内における遺伝子ネットワークを構築している中心的役割を果たすものとして各種の転写因子が挙げられる。これら転写因子は、特異的な配列を認識し遺伝子DNAへ結合することでその遺伝子の発現を抑制したり活性化したりする。そこで、転写因子が結合するDNA配列の構造を模倣し設計・合成した短い核酸断片(デコイ核酸)を細胞へ導入することで、これら転写因子の機能を阻害する、すなわち、転写因子によって制御されている遺伝子の発現パターンを一挙に変化させることが可能となる。これにより、細胞内遺伝子ネットワーク解明が被薬的に進むと期待できる。その実現に向け、我々は天然核酸の糖部コンホメーションを転写因子の結合に適した形に予め固定化した人工核酸(BNA類)の開発研究を展開してきた結果、以下のような興味深い知見を得た。1)多くの転写因子の結合に適していると考えられるS型糖部コンホメーションを有する新規人工核酸trans-3',4'-BNA類を設計し、その合成に成功した。2)昨年度までに開発を行ってきた人工核酸3'-amino-3',4'-BNA類の詳細な物性評価を行い、この人工核酸が生体内での安定性にすぐれ、構造的に天然のDNAを完全な形でミミックしたものであることを見いだした。3)二重らせんの構造を大幅に安定化する人工核酸2',4'-BNAをデコイ分子に導入した。標的となる転写因子は、昨年度までに実績のあるNF-kBとしたが、今年度は新たな配列設計プロトコルの有用性を実証するため、これまでとは異なるストラテジーにてBNAの導入位置や導入個数を決定した。4)上記NF-kBを標的とした評価系において、人工核酸を導入したデコイ核酸やアンチセンス分子を用いることで、NF-kBの機能阻害に伴う細胞のアポトーシス死を確認し、そのアポトーシスに至る経路に関与する遺伝子群を確認することに成功した。

各种转录因子在细胞内建立基因网络中被认为是核心作用。这些转录因子通过识别特定序列并与基因DNA结合来抑制或激活基因的表达。因此，通过模仿转录因子与细胞结合到细胞的DNA序列的结构，通过引入简短的核酸片段（诱饵核酸），可以抑制这些转录因子的功能，即一次通过转录因子控制的基因表达模式，从而抑制这些转录因子的功能。可以预期，这将推动基于药物的细胞内基因网络的阐明。为了实现这一目标，我们一直在开发和研究人造核酸（BNA），其中天然核酸的糖构象以适合于转录因子结合的形式进行预击，并获得了以下有趣的发现。 1）我们设计了一种具有S型糖构象的新型人造核酸Trans-3'，4'-BNA，被认为适用于结合许多转录因子，并成功合成了它。 2）我们对3'-氨基-3'，4'-bna人造核酸进行了详细评估，直到去年，我们才开发出来，并发现这些人造核酸在体内非常出色，并且在结构上被天然DNA以完美形式模仿。 3）将双螺旋的结构显着稳定在诱饵分子中。目标转录因子是NF-KB，该因素已截至去年已证明了往绩，但是今年为了证明新序列设计协议的有用性，我们决定使用与以前不同策略引入的BNA的位置和数量。 4）在靶向NF-KB的评估系统中，通过使用已引入人造核酸引入的诱饵核酸和反义分子，我们证实了由于NF-KB功能的抑制，细胞中细胞凋亡的死亡，并成功证实了导致凋亡的途径中涉及的基因组。