エピジェネティックなDNA損傷履歴蓄積と老化

• Project/Area Number: 22K11799
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 太田 翔 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (70837541)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 老化 / エピゲノム / ヒストン / DNA損傷

Outline of Research at the Start

ゲノムDNAの損傷がヒトを含む生物の老化の主たる要因であると考えられている一方で、ゲノムDNAの損傷が引き起こす分子レベルの変化と老化の分子実態は明らかではない．本研究では、DNA損傷を、ゲノムDNA上の任意のサイトに、任意のタイミングで導入することのできる新しい遺伝子改変モデルマウスを作製、解析することで、この問題に取り組む．DNA損傷により引き起こされる、遺伝子の変異とは違った、分子レベルの変化の蓄積が老化の分子実態なのではないかと仮説し、次世代シーケンシング技術を用いた手法を用いて新規遺伝子改変モデルマウスを調べることで老化の分子メカニズムの解明を目指す．

Outline of Annual Research Achievements

本研究で新たに設計した融合分子であるdCas9-scFokIをドキシサイクリン依存的に発現誘導することのできるレンチウイルスプラスミドコンストラクトを作製した。このプラスミドを使ってレンチウイルスを生産し、ヒト培養細胞であるRPE-1 hTERTに感染させることで細胞株を樹立した。dCas-scFokIをドキシサイクリン依存的に誘導可能なマウス個体作製に向けてES細胞の樹立を実施した。マウスゲノムのROSA遺伝子座からrtTA遺伝子が恒常的に活性化するように設計したノックイン用のプラスミド、ならびにCol1a1遺伝子座の下流からtetOプロモーターによって制御されるdCas9-scFokI遺伝子を組み込んだプラスミドを作製し、ES細胞の遺伝子改変を実施した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ヒト培養細胞ならびにマウスES細胞の樹立を実施した。これらの細胞の機能解析までは実施することができなかったが、二年度目にはこれらの実験材料を用いてdCas9-scFokIの、Cas9との機能比較や、DNA損傷後のエピゲノム解析に取り掛かることができると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

細胞レベルの研究については、dCas9-scFokIの機能解析を実施するとともにエピゲノム解析を実施する。個体レベルの研究については、これまでに樹立したES細胞を用いてマウスの作製を実施し、計画通り実験を遂行する。