新規核酸貫通構造体の構築とmRNA保護法への展開

新型核酸穿透结构的构建及mRNA保护方法的开发

基本信息

批准号：
21K19323
负责人：
鬼塚和光
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ロタキサンやカテナンといった環状分子を構成成分とする貫通構造体は、そのユニークな構造や性質のため、超分子化学の分野では分子マシンへの展開など様々な研究が試みられている。ロタキサンをキーワードとした研究は数多く行われている一方で、ロタキサン構造構築の難しさのため、生化学分野への応用に関しては未だ課題が多く、更なるブレイクスルーが必要とされている。本研究では独自の研究で見出した標的核酸塩基のフリップアウトを誘起する機能性核酸を利用し、新しい核酸貫通構造体（ロタキサン様構造）を構築することおよびその機能探索によりその構造体の生物機能、特に翻訳反応のコントロールを目標とし研究を行った。昨年度、最初に設計した分子では貫通構造体の形成に至らなかったため、本年度は再度光反応を用いた新たな手法で開発に取り組んだ。しかし、検討の結果、貫通構造体を構築することはできなかった。これらの結果から、フリップアウト構造を基盤にした貫通構造体の構築は難しいという結論に至った。一方で、昨年度、以前の研究の知見をもとに、テイル鎖をもつ環状化核酸のスリッピングによる標的RNAへの貫通構造体形成を試み、合成法などの改善に成功していたため、こちらに関して更なる機能評価に取り組んだ。機能評価の一つとして、この貫通構造体形成とリガーゼによる鎖連結を組み合わせ、カテナン構造の構築を試みた。その結果、高収率でRNAとのカテナン構造形成に成功した。これは環状RNAの非共有結合型のラベル化・修飾として使えるため、RNAの新たなツールになると考えている。本成果は、Bioconjugate Chemistryに発表し、プレスリリースも行った。さらに、翻訳への影響を調査するため準備を進めており、今後機能評価を行う予定である。

由于轮烷和索烷等环状分子组成的穿透结构的独特结构和性质，超分子化学领域正在进行各种研究工作，包括分子机器的开发。虽然以轮烷为关键词开展了大量的研究，但由于轮烷结构的构建难度较大，其在生化领域的应用仍存在诸多挑战，需要进一步突破。在本研究中，我们将使用通过我们自己的研究发现的诱导目标核碱基翻转的功能性核酸构建新的核酸穿透结构（轮烷样结构），并探索其生物学功能。特别是，我们以控制翻译反应为目标进行了研究。去年，我们无法使用我们设计的第一个分子形成穿透结构，因此今年我们使用光反应的新方法再次进行开发。然而，研究的结果是，不可能建造一个穿透结构。这些结果得出的结论是，基于翻转结构构建穿透结构是困难的。另一方面，去年，我们基于以往研究的知识，尝试通过将环状核酸与尾链滑动来形成目标RNA的穿透结构，并成功改进了合成方法，并进行了进一步的功能评估。进行。作为功能评估的一部分，我们尝试通过将这种穿透结构的形成与使用连接酶的链连接相结合来构建索烷结构。结果，我们成功地以高产率形成了带有RNA的索烷结构。由于这可以用作环状RNA的非共价标记/修饰，我们相信它将成为RNA的新工具。该结果发表在《Bioconjugate Chemistry》上，并发布了新闻稿。此外，我们正在准备调查对翻译的影响，并计划在未来进行功能评估。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

化学修飾機能性オリゴ核酸の開発研究

化学修饰功能性寡核苷酸的研发

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
鬼塚和光
通讯作者：
鬼塚和光

Pseudorotaxane and catenane formation via the slipping process

通过滑移过程形成拟轮烷和索烷

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazumitsu Onizuka; Kazuki Kuwahara; Sayaka Yajima; Yuuhei Yamano; Fumi Nagatsugi
通讯作者：
Fumi Nagatsugi

Rapid Alkene-Alkene Photo-Cross-Linking on the Base-Flipping-Out Field in Duplex DNA

双链 DNA 碱基翻转场上的快速烯烃-烯烃光交联

DOI：
10.1021/acs.joc.1c01498
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Abdelhady Ahmed Mostafa;Onizuka Kazumitsu;Ishida Kei;Yajima Sayaka;Mano Eriko;Nagatsugi Fumi
通讯作者：
Nagatsugi Fumi

Nucleic acids modification by photo-catalytic reaction

光催化反应核酸修饰