RNAの選択的化学修飾を目指した官能基転移能を持つ人工核酸の開発

开发具有官能团转移能力的人工核酸，用于RNA的选择性化学修饰

基本信息

批准号：
08J05090
负责人：
鬼塚和光
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではRNAの部位特異的修飾を目指し、官能基を転移する機能性核酸の開発を行った。これまでに、ジカルボニル型のα,β不飽和ケトンを転移基とすることで、中性条件下でシトシンに対して、アルカリ性条件下または遷移金属カチオン存在下でグアニンに対して選択的な修飾に成功していた。引き続き、金属錯体形成による転移官能基活性化を検討するため、金属キレート部位をもつ2-ピリジンモノケトン型転移基を設計した。様々な2価の金属カチオンを用いて反応の検討を行ったところ、触媒量のNi^<2+>でシトシン選択的に進行することを見出した。さらに大過剰のNi^<2+>存在下では選択性がグアニンに変わることも見出した。2-ピリジンモノケトン型転移基は、金属非存在下では非常に安定であること、極微量の金属によって反応の制御が可能であることから、ラベル化やRNA編集技術等様々な展開が可能である。次に官能基転移反応をクリック反応と組み合わせることで、簡便かつ効率的なRNAの部位特異的修飾法を検討した。具体的には、末端アルキンを持つ転移基を合成し転移反応の検討を行った。その結果、わずか10分で90%のRNAを修飾することに成功した。続いて、蛍光基やビオチン等の様々な化合物のアジド体を用いクリック反応を行った。反応は単純な化合物では10分以内に、大きな化合物でも50分以内に定量的に進行した。さらにこのラベル化法をmRNAに対して行ったところ、ビオチン基を修飾することに成功した。この迅速かつ高収率なラベル化法は、これまでにない画期的な手法であり、今後、多種多様の修飾が可能になると考えている。

在这项研究中，我们的目标是对RNA进行位点特异性修饰，并开发出可转移功能基团的功能性核酸。到目前为止，通过使用二羰基型α,β-不饱和酮作为转移基团，我们已经能够在中性条件下选择性修饰胞嘧啶，并在碱性条件或过渡金属阳离子存在下选择性修饰鸟嘌呤。随后，为了研究金属络合物形成对转移官能团的活化作用，我们设计了带有金属螯合部分的2-吡啶单酮型转移基团。当使用各种二价金属阳离子研究该反应时，发现该反应在催化量的Ni 2+ 下以胞嘧啶选择性方式进行。我们还发现，在大量过量的Ni ^ 2+ 存在下，选择性改变为鸟嘌呤。 2-吡啶单酮型转移基团在没有金属的情况下极其稳定，并且可以用微量金属控制反应，因此可以用于标记和RNA编辑技术等各种应用。接下来，我们通过将官能团转移反应与点击反应相结合，研究了一种简单有效的 RNA 定点修饰方法。具体来说，我们合成了带有末端炔的转移基团并研究了转移反应。结果，他们在短短 10 分钟内成功修饰了 90% 的 RNA。接下来，使用荧光基团和各种化合物（例如生物素）的叠氮化物形式进行点击反应。对于简单化合物，反应在 10 分钟内定量进行；对于大化合物，反应在 50 分钟内定量进行。当他们将这种标记方法应用于mRNA时，他们成功地修饰了生物素基团。这种快速、高产量的标记方法是一种前所未有的革命性方法，我们相信它将在未来实现各种各样的修改。