合成分子生物学研究チーム

地球上の生物は、DNA二重らせんとRNAペアの２つの塩基対を生命活動に用いています。当チームは、DNAの天然型4種類の塩基に加えて新たに人工的な塩基を導入し、第三の塩基対（人工塩基対）を組み込んだ生命システムを創出します。従来の医薬品開発の手法を刷新する次世代のバイオ技術としての人工塩基対技術の確立と、核酸の高機能化を実現する技術の開発により、本技術を基盤とした創薬・医療の幅広い分野への応用研究を進めます。

研究分野

工学 / 化学 / 生物学 & 生化学 / 分子生物 & 遺伝学 / 薬学 & 毒物学 / 宇宙科学

研究テーマ

• 人工塩基対による遺伝情報の拡張
• 新規核酸医薬の創出
• 機能性核酸の安定化技術

主要論文

1. Hirao, I. and Kimoto, M.:
   "Unnatural base pair systems toward the expansion of the genetic alphabet in the central dogma."
   Proc. Jpn. Acad. Ser. B Phys. Biol. Sci., 88, 345-367 (2012).
2. Hirao, I., Kimoto, M., and Yamashige, R.:
   "Natural vs artificial creation of base pairs in DNA: origin of nucleobases from the perspectives of unnatural base pair studies."
   Acc. Chem. Res.,45, 2055-2065 (2012).
3. Yamashige, R., Kimoto, M., Takezawa, Y., Sato, A., Mitsui, T., Yokoyama, S., and Hirao, I.:
   "Highly specific unnatural base pair systems as a third base pair for PCR amplification."
   Nucleic Acids Res., 40, 2793-2806 (2012).
4. Kimoto, M., Cox 3rd, R. S., and Hirao, I.:
   "Unnatural base pair systems for sensing and diagnostic applications."
   Expert Rev. Mol. Diagn., 11, 321-331 (2011).
5. Hikida, Y., Kimoto, M., Yokoyama, S., and Hirao, I.:
   "Site-specific fluorescent probing of RNA molecules by unnatural base-pair transcription for local structural conformation analysis."
   Nature Protocols, 5, 1312-1323 (2010).
6. Kimoto, M. and Hirao, I.:
   "Site-specific incorporation of extra components into RNA by transcription using unnatural base pair systems."
   Methods, Mol. Biol., 634, 355-369 (2010).
7. Kimoto, M., Kawai, R., Mitsui, T., Yokoyama, S., and Hirao, I.:
   "An unnatural base pair system for efficient PCR amplification and functionalization of DNA molecules."
   Nucleic Acids Res., 37, e14 (2009).
8. Hirao, I.:
   "Unnatural base pair systems for DNA/RNA-based biotechnology."
   Curr. Op. Chem. Biol., 10, 622-627 (2006).
9. Hirao, I., Kimoto, M., Mitsui, T., Fujiwara, T., Kawai, R., Sato, A., Harada, Y., and Yokoyama, S.:
   "An unnatural hydrophobic base pair system: site-specific incorporation of nucleotide analogs into DNA and RNA."
   Nature Methods, 3, 729-735 (2006).
10. Hirao, I., Ohtsuki, T., Fujiwara, T., Mitsui, T., Yokogawa, T., Okuni, T., Nakayama, H., Takio, K., Yabuki, T., Kigawa, T., Kodama, K., Yokogawa, T., Nishikawa, K., and Yokoyama, S.:
    "An unnatural base pair for incorporating amino acid analogs into proteins."
    Nature Biotechnology, 20, 177-182 (2002).