E7-1 塩基配列認識を基盤とするライブラリー提供支援

DNA塩基配列特異的結合性を活かした遺伝子発現制御ライブラリーの提供、標的遺伝子と配列設計の段階からの個別相談も可能

[1] 支援担当者

[2] 支援技術の概要

• 革新的バイオ事業で見出したPIPコンジュゲートの分子設計を基に、塩基配列認識を基盤とするPIPコンジュゲートライブラリーを拡充し、特異的な遺伝子発現制御を可能にするスクリーニング支援を進めていく。

具体的には、以下の5種のライブラリー構築を予定

• 水素結合を介してDNA塩基配列を認識、特異的結合性をもつPIP original
• ヒストン-DNAの結合を弛緩させるHDAC阻害能をもつsuberoylanilide hydroxamic acid (SAHA)-PIP
• ヒストン-DNAの結合を強めるHAT活性化能をもつCTB-PIP
• HATのブロモドメインに結合してHATの活性化能をもつbromodomain inhibitor (Bi)-PIP
• DNA損傷能をもつchlorambucil (Chb)-PIP

本事業によるこれまでの支援例として、CiRAと共同して下記に示すような32種のChb-PIPコンジュゲートを配置した96 wellプレートを作成しており、共同研究者らにDNA配列特異的損傷を基盤とするがん細胞に対する毒性評価用プレートとして提供している。他のPIPコンジュゲートも含めて各種ヒトがん細胞に対する特性評価進めており、共同研究者からの要望を取り入れながら提供可能なPIPコンジュゲートの評価用プレートとしてのレパートリーを増やす予定である。

[3] 支援技術の利用例

• ベクターを使用しない特定遺伝子群制御法
• 次世代シーケンサー、バイオインフォマティクスにより分子レベルで解析する独創的な研究アプローチ
• がん、HIV、遺伝子性疾患等に対する疾患関連遺伝子制御による治療法の開発
• 細胞の初期化や分化に関連する遺伝子群の発現を特異的に活性化する技術から、「人工転写因子」として働く化学分子の創生
• がん細胞中で活性化されている細胞増殖関連遺伝子群の発現を特異的に抑制する技術から、「分子標的型抗がん剤」に繋がる可能性

[4] 支援担当者の研究概要

研究開発代表者は、水素結合を介して核内DNAの特定塩基配列を認識し可逆的に結合するピロール(Py)-イミダゾール(Im)ポリアミド（以下、PIPと略する）コンジュゲートの合成・評価研究を遂行している。それらの研究を通して、既存の薬剤を疾患細胞内の標的に直接送達・作用させる技術開発を企図している。

本研究では、転写開始領域標的型PIPコンジュゲートの分子設計を基盤とした新規PIPライブラリーを構築・整備して、様々な疾患関連遺伝子群を制御するリード化合物をスクリーニングによって探索・選定する計画である。見出されたリード化合物の薬効メカニズムや動態等を詳細に解析、評価することで、PIPライブラリーのコンセプトの証明も進める。

下図に示すような32種のSAHA-PIPコンジュゲートからなるライブラリーによって、標的遺伝子を探索するアプローチを報告している。現時点で、この6塩基配列認識能を持つ分子設計は、細胞?動物実験を進めていく上で最適の設計であると考える。将来的なスクリーニング支援を考慮に入れて、本事業においてもこの６塩基配列認識設計を基盤にして、新規PIPライブラリーを構築する予定である。