【本学研究者情報】

〇多元物質科学研究所　准教授　鬼塚和光
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• RNA^（注1）の末端付近の配列に対して選択的な貫通が起こり、擬ロタキサンとよばれる貫通構造体^（注2）を形成する機能性核酸^（注3）の効率的な合成に成功しました。
• 配列設計により、貫通の方向をコントロールすることが可能なことを明らかにしました。本機能は、分子機械^（注4）開発にとって非常に有用で、新しい技術になることが期待されます。
• 機能性核酸に蛍光色素を修飾することで、RNAの非共有結合的ラベル化に成功しました。修飾分子を変えることで様々な機能化が期待できます。
• リガーゼ^（注5）を使うことで、カテナンとよばれる鎖のような構造の構築に成功しました。環状RNA機能化研究への応用が期待されます。

【概要】

ある分子が環状の分子を貫通したロタキサンやカテナンのような貫通構造体は、直接つながっていないが離れもしないというユニークな特徴を持っています。このような構造体は、超分子化学分野では分子機械の構成要素として重要なため多くの研究がなされていますが、生体分子への応用は限られています。

東北大学多元物質科学研究所の鬼塚和光 准教授、大学院生の桑原和貴 氏（理学研究科化学専攻）、永次 史 教授らは、生体高分子の一つであるRNAが配列選択的に環状構造を貫通する機能性核酸を開発し、その貫通方向のコントロールやRNAの非共有結合的ラベル化に成功しました。さらに、リガーゼを使ってRNAを環化することでカテナン構造の構築にも成功しました。本分子は新しい分子機械開発技術や簡便にラベル化?機能化した環状RNAを作るための新しい生化学ツールとしての応用が期待できます。

本研究成果は2023年3月17日、米国化学会の学術雑誌Bioconjugate Chemistryにオンライン版に掲載され、雑誌のSupplementary Journal Cover Artにも選出されました。

【用語解説】

注1.RNA:
リボ核酸の略。タンパク質をコードするメッセンジャーRNA（mRNA）の他、コードしないものはノンコーディングRNAとよばれ、様々な機能を持つRNAが知られている。

注2.貫通構造体:
環状分子の輪にもう一つの分子が貫通している構造体のこと。ロタキサン（図３）やカテナンが代表例。ロタキサンは、環状分子の輪に軸分子が貫通し、さらに両端にストッパー分子がつくことで環状分子が抜けなくなった分子構造体のことをいう。ストッパー分子がないものは擬ロタキサンとよばれている。

注3.機能性核酸：
ここでは化学的に合成することで、人工的に機能を付与した核酸のことを機能性核酸とよぶ。

注4.分子機械：
機械のような働きをする分子。分子シャトルや分子モーター、分子ポンプなど様々な分子機械が有機化学的に開発されている。

注5.リガーゼ：
2つの分子を結合させる反応を触媒する酵素の総称。ここでは、RNAの末端同士を連結するためのリガーゼを用いている。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

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（報道に関すること）
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（*を@に置き換えてください）