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DNA 塩基置換酵素の“逆進化”誘導によるDNAを切らないゲノム編集ツールの開発

公募研究

研究領域動的・多要素な生体分子ネットワークを理解するための合成生物学の基盤構築
研究課題/領域番号 26119710
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関神戸大学

研究代表者

西田 敬二  神戸大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (10620338)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2015年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2014年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード合成生物学 / ゲノム編集 / デアミナーゼ / Target-AID / CRISPR / 合成生物 / 合成進化 / synthetic biology
研究実績の概要

ゲノム情報を生きた細胞のなかで操作することができる技術は、「創って解析する・利用する生物学」にとって基盤となる合成生物学技術である。本研究の目的は塩基変換反応を利用して染色体を切断せずに直接ゲノムDNA配列情報を書き換える技術を開発・高度化することである。具体的にはDNA塩基変換酵素として、塩基の脱アミノ化反応を行う酵素(デアミナーゼ)をDNA配列認識モジュールと結合させて至適化した人工酵素を開発し(Target-AID)、実際にそのゲノム編集技術としての有効性を実証した。ヌクレアーゼ活性を除いたCRISPR/Cas9を配列認識モジュールとして利用すると、標的配列内の4塩基程度の範囲内のCytosineに高効率に点変異を導入することができた。複数の異なる遺伝子標的に対しても同時に効率よく、また毒性なく変異導入することが出来た。これまでに出芽酵母、大腸菌、動物細胞、植物細胞での有効性を確認することが出来ており、基本的にどのような生物材料でも適用が可能な汎用的ゲノム編集ツールの開発を行うことができた。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] ブラウン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Improvement of oxidized glutathione fermentation by thiol redox metabolism engineering in Saccharomyces cerevisiae.2015

    • 著者名/発表者名
      Hara KY, Aoki N, Kobayashi J, Kiriyama K, Nishida K, Araki M, Kondo A.
    • 雑誌名

      Appl Microbiol Biotechnol.

      巻: Nov;99(22) ページ: 9771-8

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of genes involved in oxidative phosphorylation in yeast by developing a simple and rapid method to measure mitochondrial ATP synthetic activity.2015

    • 著者名/発表者名
      Ye X, Morikawa K, Ho SH, Araki M, Nishida K, Hasunuma T, Hara KY, Kondo A.
    • 雑誌名

      Microbial Cell Factories

      巻: 14 号: 1 ページ: 56-56

    • DOI

      10.1186/s12934-015-0239-z

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Targeted base exchange-mediated genome editing2015

    • 著者名/発表者名
      西田 敬二, 坂野 聡美, 荒添貴之、島谷善平、近藤 昭彦
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pin-point genome editing without cleaving DNA2015

    • 著者名/発表者名
      西田 敬二
    • 学会等名
      植物ゲノム編集技術に関する国際シンポジウム
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゲノムを切らずに書き換える新たなゲノム編集技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      西田 敬二, 坂野 聡美, 近藤 昭彦
    • 学会等名
      第67回日本生物工学会 大会
    • 発表場所
      鹿児島県鹿児島市
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 標的化したDNA配列の核酸塩基を特異的に変換する、単子葉植物のゲノム配列の変換方法、及びそれに用いる分子複合体2015

    • 発明者名
      西田敬二、島谷善平、近藤昭彦
    • 権利者名
      国立大学法人神戸大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 標的化したDNA配列の核酸塩基を特異的に変換するゲノム配列の改変方法及びそれに用いる分子複合体2015

    • 発明者名
      西田敬二、近藤昭彦、坂野聡美
    • 権利者名
      神戸大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 細胞内でDNAを切断せずに脱塩基反応によりゲノム中の        狙った領域に変異を導入する技術2014

    • 発明者名
      西田敬二、近藤昭彦
    • 権利者名
      神戸大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-224745
    • 出願年月日
      2014-11-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-01-28  

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