外部因子によるOn-Off認識制御機能を有する新規アンチセンス分子の創製

通过外部因素创建具有开关识别控制功能的新型反义分子

基本信息

批准号：
12217078
负责人：
和田健彦
金额：
$ 2.11万
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 (C)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

これまで報告されているアンチセンス・アンチジーン分子のほとんどは、ターゲット鎖とのコンプレックス形成による遺伝情報の抑制的制御のみを目的としている。単純な抑制的制御ではなく、コンプレックス形成能自身の制御、すなわち認識能の自在な制御が可能になれば、抑制効果のみならず核酸の機能発現のコントロールが可能になると考えられ、アンチセンス分子のの応用範囲がさらに広がることが期待される。この目的のためには外部刺激・外部因子によるコンプレックス形成能の可逆的制御・核酸認識機能の可逆的な制御が必要となるが、これまで外部因子による可逆的な核酸認識制御機能を有する核酸モデル、およびその方法論に関する報告はほとんどない。本研究ではこのような背景を踏まえ、外部因子による可逆的な認識・コンプレックス形成制御機能を有する新しいカテゴリーの人工核酸の開発に取り組んだ。外部因子による遺伝情報の積極的な制御を目指し、核酸認識調節能を有する核酸モデル分子の開発を行った。核酸の認識過程にはヌクレオシド塩基部の配向が大きく関与しており、効果的な認識にはanti配向をとる必要がある。従って、塩基部の配向を外部因子により変化させることができれば、核酸認識能のon-off制御が可能になると考え、ホウ酸類を外部因子として、5′-アミノピリミジンリボヌクレオシドの塩基部の配向が糖部2′,3′-水酸基のホウ酸エステルによる架橋構造形成と塩基部2位カルボニル酸素と5′位アミノ水素との水素結合の協同効果により、効率良くanti配向からsyn配向へと制御可能であることを見出した。さらに、この方法論を用いて5′-アミノピリミジンリボヌクレオシドを認識部位に持つ、ペプチドリボ核酸(PRNA)という新しいカテゴリーの核酸モデルを設計・合成し、ホウ酸類を外部因子として塩基部の配向制御に基づく相補的DNAの認識・錯体形成のon-off制御が可能であることを明らかとした。

迄今为止报道的大多数反义抗原分子的唯一目的是通过与靶链形成复合物来抑制遗传信息。不是简单的抑制控制，如果可以控制复合物形成能力本身，即自由控制识别能力，则不仅可以控制抑制效果，还可以控制核酸的功能表达。预计应用范围将进一步扩大。为此，需要通过外部刺激和外界因素可逆地控制复合物形成能力和核酸识别功能，而其方法学的报道很少。基于这一背景，在本研究中，我们致力于开发一类新的人工核酸，其具有可逆识别和受外部因素影响的复杂形成控制功能。为了通过外部因素主动控制遗传信息，我们开发了一种具有调节核酸识别能力的核酸模型分子。核苷碱基部分的方向很大程度上参与了核酸的识别过程，并且需要反方向才能有效识别。因此，我们认为，如果可以通过外部因素改变碱基部分的方向，则可以控制核酸识别能力的开关。由于2',3'-羟基的硼酸酯形成交联结构以及羰基氧之间氢键的协同作用，可以有效地控制反取向从顺式取向到顺式取向我发现，在碱基部分的 2 位上，氨基氢在 5' 位上。此外，利用这种方法，我们设计并合成了一类新的核酸模型，称为肽核糖核酸（PRNA），其以5'-氨基嘧啶核糖核苷作为识别位点，并使用硼酸作为外部因素来控制碱基的方向结果表明，基于该方法的互补DNA识别和复合物形成的开关控制是可能的。