核酸認識だけでなくリボザイム機能を有する新規DNAチップの開発

开发出不仅可以识别核酸还具有核酶功能的新型DNA芯片

基本信息

批准号：
12878107
负责人：
杉本直己
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Konan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12878107/
关键词：
非天然核酸デオキシリボサイム DNAチップリボサイム核酸高次構造ジーンチップペプチド核酸 RNA切断反応リボザイムデオキシリボザイム RNA切断活性カルシウムイオン金属イオンダウンサイジングアビジン-ビオチン相互作用

项目摘要

核酸の未知の機能が次々と発見され、生体系の共有結合の切断に対して触媒機能を有するデオキシリボザイムが注目されている。このデオキシリボザイムは、金属イオンの助けを借りながら遺伝子を"認識"し、さらに切断するという"機能"を有する分子である。一方、遺伝子の機能を迅速かつ簡便に解明する手法の1つに、DNAチップ法がある。これは、相補的な核酸同士が互いに"認識"することを利用した技術である。しかしながら、"機能"を有するDNAチップの開発は未だなされていない。このような機能性分子をチップ上に固定化できれば、相補鎖認識だけでなく機能も併せ持つ機能性DNAチップとして活用できるという期待が高まっている。本研究では、短鎖デオキシリボザイムを機能性分子として捉え、核酸の"認識"と切断の"機能"を併せ持つ超分子認識素子(デオキシリボザイム素子)の開発について検討した。インビトロ選択法により見いだされたデオキシリボザイムの活性部位のダウンサイジングを行い、ループ内の塩基配列及び金属イオンの種類の両方により、RNA切断反応性を制御できるCa^<2+>依存型短鎖デオキシリボサイムを開発した。この短鎖デオキシリボザイムを利用した超分子認識素子を創製するために、短鎖デオキシリボザイムの5'末端をアビジン-ビオチン相互作用を利用してカラムに固定化した。このデオキシリボザイム素子を用いて、Ca^<2+>存在下で切断部位がヘアピン・ループ構造内にあるRNAの切断反応を行った結果、RNA切断活性がヘアピン・ループの塩基数に依存することがわかった。

已经发现了核酸的未知功能，并且具有催化功能的脱氧核酶在生物系统中具有共价键的催化功能，引起了人们的注意。该脱氧核酶是一种具有“识别”基因并在金属离子的帮助下裂解的分子。另一方面，一种快速，易于阐明基因功能的方法是DNA芯片方法。这是一种利用互补核酸的“识别”的技术。但是，尚未开发“功能性” DNA芯片。如果将这种功能分子固定在芯片上，则越来越希望它们可以用作功能性DNA芯片，不仅可以识别互补的链，而且具有功能。在这项研究中，我们讨论了一种超分子识别装置（脱氧核酶设备）的开发，该设备将短链脱氧核酶视为功能分子，并具有“识别”和核酸裂解的功能。我们已经开发了一个Ca^<2+> - 依赖性的短链脱氧核糖素，可以通过环和金属离子的类型来控制RNA裂解反应性。为了使用这种短链脱氧核酶创建超分子识别装置，使用阿维丁素 - 生物素相互作用将短链脱氧核酶的5'端固定在柱上。使用该脱氧核酶装置，在存在Ca^<2+>的情况下进行RNA裂解反应，发现RNA裂解活性取决于发夹环的碱基数量。