Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

リボソーム / rRNA / リボザイム / tRNA / 蛋白質合成 / RNA / ペプチジルトランスフェラーゼ

生命に誕生において、まずRNAのみからなるRNAワールドが原始地球上に存在し、その後このRNAワールドに蛋白質が取り込まれたするシナリオが有力なものになりつつある。しかし、この蛋白質の取り込みについての道筋に関してはなんら説得力のある仮説は提唱されていない。本研究は、このプロセスについて、現在の生物の分子機構の解明を基盤としてアプローチした。
蛋白質の合成は、現在の生物では、巨大な蛋白質-RNA複合体であるリボソームで行われるが、そのペプチド鎖形成反応を行う分子(ペプチジルトランスフェラーゼ)が、リボソーム蛋白質であるのか、リボソームRNAであるのかは、未だ不明である。1992年に、H.Noller(米)のグループは、除タンパク処理を行ったリボソームでもペプチド鎖形成反応をすることを見いだしたが、この除タンパク処理は不十分であり、RNAがペプチジルトランスフェラーゼ活性を持つという結論には到達できなかった。本研究では、まずリボソームRNAを試験管内での転写反応によって合成し、完全に蛋白質のないシステムを構築した。このシステムを用いて、様々な条件を検討した。その結果、23SリボソームRNAの構造を組み直すフォールディング処理を行い、また界面活性剤であるSDSを添加することにより、ペプチジルトランスフェラーゼ活性を発現させることに成功した。この結果は、リボソームRNAがペプチジルトランスフェラーゼそのものであることを示す最初の実験的証拠となった。また,リボソームRNAの蛋白質合成活性の発現の反応機構を詳細に検討した。その結果,リボソーム同様に二つ以上のtRNA結合部位を持つこと,またtRNAはtを適切な位置に固定することにより,自発的な反応を引き起こすことを,明らかにした。これらの研究は,RNAワールドから蛋白質合成系が誕生する過程を明らかにする上で,重要な知見となるものと期待される。

antisense / antisense display / nucleoside / ribozyme / liposome / aptamer / アンチセンス / がん / 血管新生 / 薬剤耐性リポソーム / リポソーム / 修飾オリゴヌクレオチド

(目的)
本研究は、金沢大学と米国・ニューヨーク州立大学バッファロー校、英国・シェフィールド大学との学術交流協定に基づき、3大学が擁する国際的にも屈指のアンチセンスDNA研究陣を結集して、アンチセンスDNAの有機化学・生化学・薬理学・薬剤動態学に関する学際研究を格段に発展させ、特異的メッセンジャーRNAを標的とした各種疾病の新しい診断・治療原理を開発することを目的とする。
平成8-10年度研究は概ね当初計画通り順調に進行し、以下の成果を得た。
(1) 日本側分担者は、(1)がん増殖・浸潤、(2)血管新生、(3)薬剤耐性の阻止に有効と考えられるアンチセンスDNA標品を開発した。また、アンチセンス法を用いた新しい機能性遺伝子スクリーニング法を考案し、Antisense Display法と命名した。さらに、本法をヒト血管内皮細胞を用いたスクリーニングに応用し、血管新生制御に関与すると考えられる新規遺伝子の分離に成功した。
(2) 米国側分担者は、薬物動態力学モデルでの各種低分子製剤の用量-作用連関解明に基づき、修飾リポソームを用いた核酸薬品の高効率デリバリー法の開発に成功した。また、抗インターフェロン活性をもつ短鎖DNAを分離し、そのメカニズムはリガンドの高次構造を変化させるアプタマー作用によることを明らかにした。
(3) 英国側分担者は、加水分解抵抗性のホスホネート修飾オリゴヌクレオチド、抗血液凝固活性をもつヌクレオチド誘導体、Mn^<++>要求性新規ヘアピン型リボザイムの開発に成功した。
(4) 平成8年度には、日本側分担者が米国を訪問してアンチセンス薬品の動態に関する調査研究を行うとともに、英国側分担者が来日してアンチセンスDNA/RNAの化学・生物学に関するセミナーと研究打ち合わせを行った。翌9年度には、日本側代表者が英国を訪問してアンチセンスとリボザイムの化学・医学生物学に関する研究打合せを行うとともに、米国側分担者が来日してリポソームを用いたアンチセンス薬品のデリバリーとアンチセンスDNAのアプタマー作用に関する研究打合せを行った。最終年度には、日米英三国の研究分担者と研究協力者が金沢に集い、アンチセンスDNA/RNAおよびその応用に関する公開ジョイント・セミナーを開催した。

【研究分担者】
グラスビージェーン A	シェフィールド大学	化学部	講師
ミカエルブラックバーン	シェフィールド大学	生物有機化学部	教授
ラマナサンムラリ	ニューヨーク州立大学	薬学部	助教授
ストロービンガーロバー	ニューヨーク州立大学	薬学部	助教授
ファンホ・ロン	ニューヨーク州立大学	薬学部	教授
BLACKBURN G.Michael	Unive.of Sheffield, Dept.Chem., Professor
FUNG Ho-Leung	State Univ.of New York at Buffalo, Faculty of Health Sciences, Professor
STRAUBINGER Robert M.	State Univ.of New York at Buffalo, Faculty of Health Sciences, Associate Profess
GRASBY J.A.	Univ.of Sheffield, Dept.Chem., Lecturer
ブラックバーンジョージ	シェフィールド大学	生物有機化学部	教授
ストロービンガーロバ	ニューヨーク州立大学	薬学部	助教授
ロンファンホ	ニューヨーク州立大学	薬学部	教授
BLACKBURN Je	米国	シェフィールド大学	教授
GRASBY Jane	米国	シェフィールド大学	講師
RAMANATHAN M	米国	ニューヨーク州立大学	助教授
STRAUBINGER ロバートエム	米国	ニューヨーク州立大学	助教授
FUNG HoーLeun	米国	ニューヨーク州立大学	教授
横山邦彦	金沢大学	医学部附属病院	助手	(Kakenデータベース)
米村豊	金沢大学	医学部附属病院	講師	(Kakenデータベース)
中島恵美	金沢大学	医学部附属病院	助教授	(Kakenデータベース)
市村藤雄	金沢大学	医学部附属病院	教授	(Kakenデータベース)
原田真市	金沢大学	医学部	助手	(Kakenデータベース)
米倉秀人	金沢大学	医学部	助教授	(Kakenデータベース)