サイト選択的リガンド選択のための変異プロファイリングによる共有結合型RNAターゲティング

科学分野:

• 化学生物学
• 分子生物学
• RNA治療

背景:

• RNA標的共有結合型プローブは、RNAの構造と機能を研究するために不可欠である。
• 特定のRNA標的に対する選択的なプローブの設計は、依然として大きな課題である。
• FMNリボスイッチは、細菌における主要な調節要素である。

研究 の 目的:

• 構造情報に基づいたボトムアップアプローチを利用して、RNA標的共有結合型プローブを設計する。
• FMNリボスイッチを標的とする、高度に塩基選択的な共有結合型プローブを作成する。
• プローブの選択性と複雑なRNA環境での応用を検証する。

主な方法:

• 変異プロファイリングと構造情報に基づいた設計戦略を利用した。
• Ribocilスキャフォールドに基づいた共有結合型プローブのライブラリを合成した。
• 多様な細菌種由来のFMNリボスイッチアプタマーに対してプローブをスクリーニングした。
• 競合的フォトアフィニティ標識および質量分析法を用いて、プローブの選択性と共有結合性を検証した。

主要な成果:

• FMNリボスイッチアプタマーに対する高度に塩基選択的な共有結合型プローブであるCovacilを同定した。
• Covacilは、10分以内に低マイクロモル濃度で共有結合修飾を達成する。
• 標的化されていないプローブと比較して、塩基選択性が1,000倍以上向上した。
• 全RNAサンプル中のFMNリボスイッチに対するCovacilの選択的反応性を確認した。

結論:

• 開発された構造情報に基づいたアプローチにより、強力で選択的なRNA標的共有結合型プローブの設計が可能になる。
• Covacilは、FMNリボスイッチの機能およびRNA生物学を研究するための貴重なツールを表す。
• 全RNAにおけるCovacilの塩基選択的反応性は、トランスクリプトーム解析におけるその可能性を強調している。