ワトソン－クリック塩基対形成を可能にする蛍光核酸のデザインとＤＮＡプローブの開発

荧光核酸的设计和 DNA 探针的开发可实现 Watson-Crick 碱基配对

基本信息

批准号：
14J03505
负责人：
鈴木梓
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成27年度は、8-アザ-3,7-ジデアザアデニン骨格を有する新規核酸分子を多段階反応により合成することに成功した。このヌクレオシド誘導体は3位（DNA二重鎖マイナーグルーブ側）および7位（DNA二重鎖メジャーグルーブ側）の2か所の位置での修飾（置換基導入）が可能である。そこで、まず、8-アザ-3,7-ジデアザ-2'-デオキシアデノシン誘導体の応用例として、3位にナフチルエチニル基を導入した蛍光ヌクレオシドを合成し、これらを含む蛍光DNAプローブの開発にも成功した。この誘導体は周辺の極性環境や立体構造等の微細環境の違いにより蛍光発光波長が大きく変化する（蛍光色の変化が見られる）化合物であり、蛍光DNAプローブ中で、アデニン(A)と同様な水素結合パターンを示すことを実験により確認した。さらに、新しく開発した蛍光DNAプローブは、相手塩基がチミン(T)の場合のみ蛍光発光波長を変化させることから、蛍光発光色の違いでチミン塩基の有無を識別できることを明らかにした。そこで、MTHFR遺伝子配列を識別するプローブへの応用を試みた。3位にナフチルエチニル基を導入した8-アザ-3,7-ジデアザ-2'-デオキシアデノシンを含むMTHFR遺伝子の相補鎖となる蛍光DNAプローブを作製し、正常遺伝子配列（C型）、変異遺伝子配列（T型）それぞれとハイブリダイズして、蛍光スペクトルの測定を行ったところ、MTHFR遺伝子の変異遺伝子であるT型を蛍光強度および発光波長の劇的な変化で識別することに成功した。このように、平成27年度で開発した新しい環境感応型蛍光核酸分子は、遺伝子検出試薬、遺伝子検出用蛍光DNAプローブとしての用途が期待できる。

2015年，我们通过多步反应成功合成了具有8-氮杂-3,7-二脱氮腺嘌呤骨架的新型核酸分子。该核苷衍生物可以在两个位置进行修饰（引入取代基）：第3个位置（DNA双链体小沟侧）和第7个位置（DNA双链体大沟侧）。因此，作为8-氮杂-3,7-二脱氮杂-2'-脱氧腺苷衍生物的应用实例，我们合成了3位引入萘乙炔基的荧光核苷，并开发了含有它们的荧光DNA探针。。该衍生物是由于周围极性环境、3D结构等微环境的差异，荧光发射波长发生较大变化（观察到荧光颜色变化）的化合物，是与荧光发射中的腺嘌呤（A）类似的化合物。 DNA探针通过实验证实其具有氢键模式。此外，新开发的荧光DNA探针仅在配对碱基为胸腺嘧啶（T）时才会改变荧光发射波长，从而可以根据荧光颜色的差异来识别胸腺嘧啶碱基的存在或不存在。因此，我们尝试将该方法应用于鉴定MTHFR基因序列的探针。制备荧光DNA探针，其是含有在第3位引入萘乙炔基的8-氮杂-3,7-二脱氮杂-2'-脱氧腺苷的MTHFR基因的互补链，并获得正常基因序列（C型）和当与每个序列（T型）杂交并测量荧光光谱时，我们通过荧光强度和发射波长的显着变化成功鉴定了T型，它是MTHFR基因的突变基因。这样，2015财年开发的新型环境敏感荧光核酸分子有望用作基因检测试剂和用于基因检测的荧光DNA探针。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

環境感応型蛍光性3-デアザ-2'-デオキシアデノシン誘導体の開発と塩基識別プローブへの応用

环境敏感荧光3-脱氮杂-2-脱氧腺苷衍生物的开发及其在碱基鉴别探针中的应用

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木　梓;阿相達也;齋藤　烈;齋藤義雄
通讯作者：
齋藤義雄

Synthesis of 8-aza-3,7-dideaza-2'-deoxyadenosines possessing a new adenosine skeleton as an environmentally sensitive fluorescent nucleoside for monitoring DNA minor groove

具有新腺苷骨架的8-氮杂-3,7-二脱氮杂-2-脱氧腺苷的合成作为环境敏感荧光核苷用于监测DNA小沟

DOI：
10.1039/c5ob00862j
发表时间：
2015
期刊：
Organic & Biomolecular Chemistry
影响因子：
3.2
作者：
Azusa Suzuki;Mio Saito;Ryuzi Katoh;Yoshio Saito
通讯作者：
Yoshio Saito

環境感応型蛍光性3-デアザ-2'-デオキシアデノシン誘導体の開発とDNAプローブへの応用

环境敏感荧光3-deaza-2-脱氧腺苷衍生物的开发及其在DNA探针中的应用

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木　梓;簗場　匠;阿相達也;齋藤　烈;齋藤義雄
通讯作者：
齋藤義雄

Design and synthesis of environmentally sensitive fluorescent 2-naphthylethynylated 2'-deoxyadenosine: Detection of target DNA via changes in fluorescence intensity and wavelength

环境敏感荧光2-萘乙炔基化2-脱氧腺苷的设计与合成：通过荧光强度和波长的变化检测目标DNA

DOI：
10.1016/j.bmcl.2015.11.037
发表时间：
2016
期刊：
Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters
影响因子：
2.7
作者：
Azusa Suzuki;Ryota Kozakai;Tatsuya Aso;Isao Saito;Takuya Takeda;Yoshio Saito
通讯作者：
Yoshio Saito

Design of an environmentally sensitive fluorescent 3-deaza-2'-deoxyadenosine derivative: Detection of thymine by probing the DNA minor groove

环境敏感荧光 3-deaza-2-脱氧腺苷衍生物的设计：通过探测 DNA 小沟检测胸腺嘧啶