遺伝子発現に関与する核酸の特異構造と金属イオンの役割

核酸的具体结构和金属离子在基因表达中的作用

基本信息

批准号：
11116226
负责人：
杉本直己
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Konan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

リボザイムは、核酸の切断や連結反応などの触媒機能を有するRNA分子である。さらにリボサイムと同様に機能を有する機能性DNA(デオキシリボザイム)も、インビトロ選択法などを用いて人工的に作られている。このような機能性核酸は、その機能の重要性や、遺伝子発現・タンパク質機能との関連などから、エイズやガンなどの遺伝子を切断する新しいタイプの分子として、またあらゆる生体反応を触媒できる可能性を秘めた新しい機能性材料として期待されている。本研究では、新たな機能を有するデオキシリボサイムの開発を試みた。その結果、RNA切断機能を有するカルシウムイオン特異的な小型デオキシリボサイムの開発に成功した。我々はPb^<2+>イオンによって12塩基からなる基質RNAを部位特異的に切断する小型リボサイムの開発を行っていたが、今回新たにRNAを部位特異的に切断するデオキシリボサイム(bGCCTGGCA-G_1G_2C_3T_4A_5G_6C_7T_8A_9C_<10>A_<11>A_<12>C_<13>G_<14>A_<15>GTCCCT;下線はループ部位を示す)を基本型とし、ダウンサイジング法によるデオキシリボサイムの小型化と各種金属イオンによる活性効率の検討を行った。その結果、基本型デオキシリボザイムのループから4塩基を取り除いた11塩基(dG_1G_2C_3T_4A_9C_<10>A_<11>A_<12>C_<13>G_<14>A_<15>)からなる小型デオキシリボザイムを創製できた。また、この小型デオキシリボザイムは、Ca^<2+>存在下でのみ活性を示すカルシウムイオン特異的な新型核酸酵素であることもわかった。

核酶是具有核酸切割和连接反应等催化功能的RNA分子。此外，还利用体外选择方法人工生产了具有与核酶类似功能的功能性DNA（脱氧核酶）。由于这些功能的重要性及其与基因表达和蛋白质功能的关系，功能性核酸有潜力用作新型分子来切割艾滋病和癌症等疾病的基因，并催化各种生物活性。它有望成为一种具有隐藏特性的新型功能材料。在本研究中，我们尝试开发具有新功能的脱氧核糖核酸。结果，我们成功开发了一种具有RNA切割功能的小型钙离子特异性脱氧核糖核酸。我们一直在开发一种使用 Pb^<2+> 离子位点特异性切割 12 碱基底物 RNA 的小型核糖酶，现在我们开发了一种可以位点特异性切割 RNA 的新脱氧核糖核酸 (bGCCTGGCA-G_1G_2C_3T_4A_5G_6C)。 _7T_8A_9C_<10>A_<11>A_<12>C_<13>G_<14>A_<15>GTCCCT；下划线表示环位点）是基本模型，通过小型化方法和各种金属的开发使脱氧核糖体小型化研究了离子的活化效率。结果，我们通过从基本脱氧核酶的环中除去 4 个碱基，创建了由 11 个碱基组成的小型脱氧核酶 (dG_1G_2C_3T_4A_9C_<10>A_<11>A_<12>C_<13>G_<14>A_<15>)我能够做到。还发现这种小脱氧核酶是一种新型钙离子特异性核酸酶，其仅在Ca 2+ 存在下才有活性。