アメリカ化学会では、多数の学術雑誌を出版していますが、そこに掲載されている膨大な数の論文の中から、トピックごとに注目の論文を選び、Virtual Issueとしてまとめています。２０１２年から２０１３年にかけてJournal of the American Chemical Society、The Journal of Organic Chemistry、Organic Lettersの３誌に発表された核酸化学に関する論文から「Nucleic Acids - Chemistry and Applications」の号がまとめられましたが、その２５報の論文の中に、寺岡さんと真鍋さんが中心となって研究した論文が選ばれました。

　古田研究室では、細胞内あるいは細胞間の情報のやりとりを、高い時間および空間分解能で操作し、リアルタイムで解析する研究手法を開発しており、「細胞機能を制御するケージド化合物の開発」を主な研究テーマとしています。このテーマは生きた細胞内で狙った遺伝子の働きを自在に操ることを目指すもので、その成果は生命科学の基礎研究への貢献や、疾患関連因子の生理機能解明等への応用が期待されます。

　ケージド化合物とは、生理活性分子に光で働くスイッチを付けて〔ケージに閉じこめる〕、その活性を光でオンにできる〔ケージから出て機能を発揮する〕機能性分子のことで、付ける場所・機能に応じたスイッチを有機合成により作成します。これまでの研究で、核酸に光で働くスイッチを付けてケージド核酸にすることに成功しています。しかし、スイッチを付けても完全オフの状態を作り出せない場合があること、狙った遺伝子だけにスイッチを付けることが困難なこと、生きた細胞内で期待通りに作動するとは限らないこと等多くの課題が残されています。これらの課題をクリアするための従来の方法では、多段階の合成を要するため多大な労力と時間が必要で、しかも必ずしも目的を達成できるとは限らないという問題がありました。

　今回選出された論文は1)、ケージド核酸にモジュール化の考え方を適用して、１段階の反応だけで多様な機能性を持たせられる共通のプラットフォーム分子（NHS-Bhc-hydrazone）を開発した成果によるものです。NHS-Bhc-hydrazoneを用いるとケージド遺伝子に様々な機能を容易に導入可能であることを示し、また従来のケージド核酸合成法の問題も解決した点が評価されました。また、この研究成果で合成したBio-Bhc-ケージドＤＮＡにおいては、その性能を哺乳動物細胞で発揮することが明らかになっています。2)

1)T. Furuta, K. Manabe, A. Teraoka, K. Murakoshi, A. Ohtsubo, A. Suzuki, Design,synthesis and photochemistry of modular caging groups for caged nucleotides, Org. Lett. 14, 6182-6185 (2012).
2)A. Teraoka, K. Murakoshi, K. Fukamauchi, A. Z. Suzuki, S. Watanabe, T. Furuta, Preparation and affinity-based purification of caged linear DNA for light-controlled gene expression in mammalian cells, Chem. Commun. 50, 664-666 (2014).