細胞及び動物個体で迅速タンパク質分解を可能にするAID2法の発展的基盤技術の開発
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21H04719
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
鐘巻 将人 国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 教授 (20444507)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 謙一郎 岡山理科大学, 生命科学部, 教授 (30289136)
西野 達哉 東京理科大学, 先進工学部生命システム工学科, 教授 (50533155)
久保 郁 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 准教授 (40786373)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥41,860,000 (Direct Cost: ¥32,200,000、Indirect Cost: ¥9,660,000)
Fiscal Year 2024: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Fiscal Year 2021: ¥12,610,000 (Direct Cost: ¥9,700,000、Indirect Cost: ¥2,910,000)
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| Keywords | 発現制御 / プロテインノックダウン / タンパク質分解 / デグロン / ユビキチン |
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| Outline of Research at the Start |
新規プロテインノックダウン技術であるAID2の作用原理をタンパク質構造レベルから理解し、得られた知識を反映した遺伝学的及びケミカルバイオロジー的システム改良を通して、培養細胞とマウス個体における時空間的発現制御を可能とし、さらに他の動物個体への応用可能な技術基盤を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年に引き続き、AID2による分解制御の拡張を狙い、PROTAC系のデグロンdTAGおよびBromoTagとの比較検討を行い、AID2とBromoTagを組み合わせることにより、二つのタンパク質を分解制御できることやより強力な分解誘導が可能であることを示した。実際に、AID2による分解だけでは、強い表現型変化を引き起こせない、複製因子ORC1やCDC6にダブルデグロン法を応用し、致死表現型を得ることができた。さらに、ORC1とCDC6両方をダブルデグロンで分解すると、細胞はS期を経ることなく、G2/M期に入ることがわかった。このことは、DNA複製を完全に抑制することにより、細胞周期制御からDNA複製を脱制御できることを示している。これらの技術的改良および細胞生物学的発見を、論文としてまとめ、現在リバイス論文を作成中である。AID2によるマウス作成に関しては、受精卵のROSA26座にCAG-(loxP-STOP-loxP)-OsTIR1(F74G)を挿入することを試みたが、複数回の試みにもかかわらず、ノックインマウスラインが取れなかった。そこで、ES細胞に同様のコンストラクトを導入することにした。レポーターとしてmAID-GFPをROSA26に導入したマウスは樹立できた。今後、マウスにおけるAID2システムをテストできるマウスラインの確立を目指す。脳内分解効率化を目指し、複数の新規リガンドを試したが、今の所5-Ph-IAAを超える活性を持つ化合物は取得できていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
AID2の機能拡張は論文投稿まで進むことができた。マウスの研究に関してはmAID-GFPレポータを発現するマウスラインを樹立することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
AID2の機能拡張論文の出版に力を注ぐ。すでにリバイス版作成まで来ているので、必要な実験データを追加し投稿する。マウスに関してはROSA26座にOsTIR1(F74G)を導入したマウスの樹立を進める。脳内分解用のリガンドに関しては、新規化合物のスクリーニングを継続する。
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Report
(3 results)
Research Products
(29 results)
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[Journal Article] Analysis of disease model iPSCs derived from patients with a novel Fanconi anemia-like IBMFS ADH5/ALDH2 deficiency.2021
Author(s)
Anfeng Mu, Asuka Hira, Akira Niwa, Mitsujiro Osawa, Kenichi Yoshida, Minako Mori, Yusuke Okamoto, Kazuko Inoue, Keita Kondo, Masato T. Kanemaki, Tomonari Matsuda, Etsuro Ito, Seiji Kojima, Tatsutoshi Nakahata, Seishi Ogawa, Keigo Tanaka, Keitaro Matsuo, Megumu K. Saito, Minoru Takata.
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Journal Title
Blood
Volume: 137
Issue: 15
Pages: 2021-2032
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Replication timing maintains the global epigenetic state in human cells2021
Author(s)
Klein Kyle N.、Zhao Peiyao A.、Lyu Xiaowen、Sasaki Takayo、Bartlett Daniel A.、Singh Amar M.、Tasan Ipek、Zhang Meng、Watts Lotte P.、Hiraga Shin-ichiro、Natsume Toyoaki、Zhou Xuemeng、Baslan Timour、Leung Danny、Kanemaki Masato T.、Donaldson Anne D.、Zhao Huimin、Dalton Stephen、Corces Victor G.、Gilbert David M.
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Journal Title
Science
Volume: 372
Issue: 6540
Pages: 371-378
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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