| Project/Area Number |
22K19276
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
Ito Takashi 九州大学, 医学研究院, 教授 (90201326)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | DNAメチル化 / 構成的アプローチ / Cas9 / ナノポアシーケンシング / 出芽酵母 / ゲノム編集 / DNMT5 / 合成生物学 / 酵母 |
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| Outline of Research at the Start |
最近、人工ゲノムを設計・合成する「ゲノム合成」という研究分野が急速に発展している。しかしながら、真核生物ゲノムの機能制御に重要なエピジェネティク修飾であるシトシンメチル化までも含むゲノム（メチローム）の合成は行われていない。本研究では、エピジェネティクスの基本動作原理の実装を通して、酵母細胞内の人工ゲノムに真核生物の特徴である広域メチル化を誘導することに挑戦し、「メチローム合成」の技術基盤の創成を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Our challenge is to maintain artificially introduced methylated DNA regions using budding yeast as a model, which lacks endogenous DNA methylation. First, we established a genome editing method to introduce the entire E. coli λ phage DNA (~48.5 kb) into the HO locus as a target region to ensure that its methylation does not affect the physiological functions of budding yeast. At the same time, we improved the yeast genome editing vector series and established a system to detect genome editing and methylation using nanopore sequencing. In addition, to maintain exogenous DNA methylation, we constructed an inducible expression system for the maintenance DNA methylase from Cryptococcus neoformans and confirmed the expression and nuclear localization of the protein. These results laid the foundation for our investigation towards the ultimate goal
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
外来性メチル化DNAの安定な維持が可能になると、エピジェネティック情報を保持した形でのクローニングが可能になり、様々な応用の可能性が拡がる。と同時に、メチル化領域の形成と維持も人工的に再現できれば、エピジェネティクス機構の構成的理解という意味でも大きな学術的意義が生じる。今回の成果は、こうした究極の目的に向けた挑戦の基盤が整備されたという点で一定の意義を有する。
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