東北大,インフルRNAと結合する蛍光プローブ開発

東北大学の研究グループは,IAV RNAプロモーター領域に対して,優れた結合能と蛍光応答能を併せ持つ分子プローブ(tFIT-DPQ)を開発した(ニュースリリース)。

インフルエンザウイルスのIAVは数年から数十年ごとに大流行(パンデミック)を引き起こす。抗インフルエンザウイルス薬が効きにくい耐性ウイルスも出現しており,新たなインフルエンザウイルス対策技術が重要となってきている。

インフルエンザウイルスが持つゲノムRNAにおいてRNAポリメラーゼによる転写と複製の両方に直接関与する領域(プロモーター領域)は遺伝子変異のリスクが低いため,診断および薬剤における重要な標的として注目されている。

今回研究グループは,IAV RNAのプロモーター領域に優れた結合能と蛍光応答能を併せ持つ分子プローブを開発した。プロモーター領域はインターナルループ構造と複数のミスマッチ塩基対を含む二重鎖構造を取るが,こうした複雑な高次構造を認識する分子設計はほとんど確立されていない。

研究グループは,これまでに開発を進めてきたRNA二重鎖と三重鎖構造を形成し蛍光応答を示すThiazole orange(TO)擬塩基含有ペプチド核酸(tFIT)に,インターナルループ構造を認識する小分子(DPQ)を連結させたコンジュゲート型分子(tFIT-DPQ)が生理条件下においてプロモーター領域を強くかつ選択的に認識し,蛍光強度が著しく大きくなることを見出した。

一般に三重鎖形成に基づく分子プローブでは酸性での利用に限定されているが,今回の分子設計ではDPQ部位をアンカーとして機能させることで中性pHにおいても十分に有用なプローブ機能(解離定数Kd=107nM,83倍の蛍光強度増大)を実現した。

tFIT-DPQはIAVに感染した細胞から抽出したRNAに対しても有用な蛍光応答を示し,60ng/mL程度のRNAでIAVインフルエンザ感染の有無を解析できるという。この検出感度は過去に報告された分子プローブより2桁優れている。

現時点ではPCR法と比べて感度は劣るものの,tFIT-DPQは核酸増幅することなく,ウイルスRNAを含む検体と混ぜて測定するのみで即時診断が行なえる検査薬としての可能性を秘める。

またtFIT-DPQは,IAV RNAプロモーター領域との結合・解離に基づく大きな蛍光強度変化を示すことから,蛍光指示薬(インジケーター)として利用することで、様々な構造を持つ化合物のプロモーター領域結合能を簡便かつ安価に評価できることを実証した。

研究グループは,この分子プローブが,今後の新型インフルエンザウイルスに対する診断・予防・治療に貢献するとしている。

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