DNA三次元構造の動的変化を可視化する蛍光性低分子リガンドの創成

创建荧光小分子配体以可视化三维 DNA 结构的动态变化

基本信息

批准号：
21655060
负责人：
長澤和夫
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞内では、転写因子と呼ばれるタンパク質により転写が制御されている。これにより様々なタンパク質が合成され、複雑な生命活動が維持される。しかしごく最近、核酸塩基の特異な3次元構造であるグアニン四重鎖(G4)が「直接的に」遺伝子の転写を制御する、新たな調節機構が提唱された。この転写調節機構の詳細な解析は、新たな生命現象の理解につながる。G4の転写調節機能の解析を行うには、一本鎖G4が持つ特異な3次元構造を普遍的に検出し、かつ通常の二本鎖DNAと区別する手法が必要となる。そこで本研究では、従来法では困難であったG4構造の検出法を開発するため、G4を選択的に認識し安定化する蛍光化合物(蛍光G4リガンド)を有機合成化学的なアプローチにより創製することを計画した。これまでに開発した蛍光G4リガンドを用い、今年度はその機能評価を電気泳動法、蛍光偏光法により行った。その結果、電気泳動法により当該化合物は既知のG4配列(telomere,c-myc,c-kit,bcl-2等)に強力に結合し、一本鎖非G4、二本鎖DNAには全く結合しないことが分かった。さらに蛍光偏光法により評価したところ、当該化合物は既知のG4配列へ解離定数10nMで結合していることも明らかとなった。当該化合物は無細胞系で選択的にG4を検出できることがわかったので、次にこれを用いた細胞内G4の可視化を検討した。すなわち、細胞内のG4の局在部位を確認することを目的に、細胞を当該化合物にて処理し細胞を固定化した後に蛍光像を観察した。その結果、当該化合物は核内に移行していることが明らかとなり、特にrRNAの生合成が行われている核小体に局在が集中していることが明らかとなった。rRNAの生合成はシスプラチン,5-FU等の既存の抗がん剤の標的であることから、今後rDNA上でのG4形成の確認について検討を行う。

在细胞中，转录由称为转录因子的蛋白质控制。这综合了各种蛋白质并维持复杂的生活活动。然而，最近，已经提出了一种新的同变机制来控制基因的转录（G4），即核酸基团的三维结构，以控制基因的转录。对这种转移旋转机制的这种详细分析导致对新生活现象的理解。为了分析G4传输调整函数，有必要普遍检测单个链式G4的唯一三维结构，并将其与正常的双链DNA区分开。因此，在这项研究中，为了开发常规方法难以开发的G4结构检测方法，G4选择性地识别并稳定了有机合成化学方法的荧光化合物（荧光G4配体）。今年，使用荧光G4配体开发，功能评估是通过电动游泳方法和荧光极化方法进行的。结果，通过电子游泳方法，该化合物与已知的G4序列（端粒，C-yc，c-kit，bcl-2等）强烈结合，并且完全结合了单链非G4和双链DNA。此外，当通过荧光极化方法评估时，很明显，该化合物在10 nm的离解常数下与已知的G4序列结合。发现该化合物可以通过无细胞的系统选择性检测G4，因此我们使用它检查了细胞内G4的可视化。也就是说，在用化合物处理细胞后观察荧光图像，固定细胞，然后固定细胞以检查细胞中G4的局部部分。结果，可以发现该化合物正在转移到细胞核，并发现定位是集中的，尤其是在进行rRNA的核中。 rRNA的活体合成是现有抗癌药物（例如顺铂和5-FU）的靶标，因此我们将在未来研究对rDNA的G4形成的确认。

项目成果

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Synthesis of Potent G-Quadruplex Binders of Macrocyclic Heptaoxazole and Evaluation of Their Activity

大环七恶唑强效G-四联体结合剂的合成及其活性评价

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
寺正行;飯田圭介;新家一男;長澤和夫
通讯作者：
長澤和夫

グアニン四重鎖を安定化する大環状ヘキサオキサゾール二量体化合物の合成と活性評価

稳定鸟嘌呤四链体的大环六恶唑二聚体化合物的合成及活性评价

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
飯田圭介;寺正行;広川貴次;新家一男;長澤和夫
通讯作者：
長澤和夫

G-quadruplex構造を安定化する大環状ヘキサオキサゾール誘導体の合成と活性評価

稳定G-四链体结构的大环六恶唑衍生物的合成及活性评价

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
飯田圭介;寺正行;新家一男;高木基樹;長澤和夫
通讯作者：
長澤和夫

Structure-activity relationship studies of macrocyclic hexaoxazole (6OTD) dimers and an evaluation of their telomeric G4 stabilizing properties

大环六恶唑（6OTD）二聚体的构效关系研究及其端粒G4稳定性评估

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
K.Iida;M.Tera;K.Shin-ya;T.Hirokawa;K.Nagasawa
通讯作者：
K.Nagasawa

Disabling c-Myc in Childhood Medulloblastoma and Atypical Teratoid Rhabdoid Tumors by the Potent G-Quadruplex Interactive Agent S2T1-6OTD

通过有效的 G-Quadruplex 相互作用剂 S2T1-6OTD 使儿童髓母细胞瘤和非典型畸形样横纹肌样肿瘤中的 c-Myc 失效

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
Mol.Cancer The
影响因子：
0
作者：
T.Shalaby;A.O.von Bueren;M.-L.Hurlimann;G.Fiaschetti;D.Castelletti;T.Masayuki;K.Nagasawa;Al.Arc aro;I.Jelesarov;K.Shin-ya;M.Grotzer
通讯作者：
M.Grotzer