星野 秀和

本研究ではDNAポリメラーゼを基に改変を加えることで、人工核酸の一つである2′,4′-BNA/LNA を高効率・高正確に伸長することのできる改変ポリメラーゼを開発しました。この改変ポリメラーゼを用いて人工核酸アプタマーの取得にも成功しています。LNAは恩師である小比賀教授が開発した人工核酸であり、優れた核酸分解酵素耐性・二重鎖親和性を有しています。優れた分解酵素耐性により、アプタマーの生体内安定性を高めることができます。また優れた二重鎖親和性はアプタマーの高次構造を安定化し、標的分子に対してエントロピー的に有利な結合が期待できます。さらに、本研究で初めて人工核酸のキロベースレベルでの伸長を達成しました。人工核酸アプタマー開発だけでなく、新しいサイエンスのために役立つ可能性があります。

この度、国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所と国立大学法人大阪大学、国立大学法人群馬大学は、新たな合成酵素（改変ポリメラーゼ１））に関する特許を取得しましたので、お知らせします。 核酸アプタマー２）は、抗体医薬品に続くバイオ医薬品として期待されている一方で、核酸分解酵素（ヌクレアーゼ）によって容易に分解されるため、治療薬として実用化するうえで、生体内での安定性の向上が大きな課題のひとつとなっていました。 新たに特許を取得した合成酵素（改変ポリメラーゼ）によって、これまで作製することが困難であった、高い生体内安定性と二重鎖安定性を兼ね備え、生体内で分解されにくい人工核酸アプタマーの開発が可能となりました。 今後、画期的な治療薬の開発や核酸工学分野への活用が期待されます。 研究内容の詳細については、こちら （⇒https://www.nibiohn.go.jp/information/nibio/2021/01/006841.html）をご確認ください。 【特許概要】 特許番号：特許第6826275号 発明の名称：改変ポリメラーゼ 特許権者 ：国立大学法人大阪大学 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所 国立大学法人群馬大学 発明者：小比賀 聡、星野 秀和、森廣 邦彦、笠原 勇矢、桑原 正靖 出願番号：特願2017-508475 出願日：平成28年3月25日（2016.3.25） 登録日：令和3年1月19日（2021.1.19） ※用語の解説 １）ポリメラーゼ DNAやRNAを複製させる合成酵素のこと。構造の一部を人工的に変更したポリメラーゼを「改変ポリメラーゼ」という。 ２）核酸アプタマー タンパク質や低分子、ウイルス、細胞などの特定の物質を特異的に認識し、結合することができる核酸（DNAやRNA）のこと。構造の一部を人工的に変更した核酸アプタマーを「人工核酸アプタマー」という。

この度、弊所創薬デザイン研究センターの星野 秀和 特任研究員と笠原 勇矢 サブプロジェクトリーダー、大阪大学大学院薬学研究科の小比賀 聡 教授、日本大学文理学部化学科の桒原 正靖 教授の研究グループは、共同研究によって、架橋型人工核酸(以下、LNA) ※1を高精度かつ迅速に転写・逆転写可能な合成酵素（改変ポリメラーゼ）を開発し、世界で初めてLNAを含む人工核酸アプタマーを創出することに成功しました。 LNAを含む人工核酸アプタマーは、核酸分解酵素 (ヌクレアーゼ)により分解されにくい性質を持ち、高い生体内安定性と二重鎖安定性を兼ね備えているため、今後、治療薬の開発や核酸工学分野への活用が期待されます。 ※用語の解説 架橋型人工核酸：標的RNAへの結合性を高めつつ生体内で分解されにくくするために、核酸の糖部に人工的に架橋構造を加えた核酸誘導体です。