超高効率in vitro進化系を用いたCas9タンパク質の表現型リプログラミング

• Project/Area Number: 24K17798
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 37030:Chemical biology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 古林 太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特別研究員 (20902620)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 進化工学 / タンパク質工学 / 分子進化 / ケミカルバイオロジー / 無細胞翻訳

Outline of Research at the Start

本研究ではスクリーニングなしに機能分子を半自動でハイスループット進化させる新手法(ＤＡＲＷＩＮＳ)を用いて標的特異的ヌクレアーゼCas9の進化エンジニアリングを行う。
ＤＡＲＷＩＮＳではw/oエマルションの微小区画内で超並列に進行する分子プログラムが「進化対象の活性」を「進化対象遺伝子の自己複製」に変換し、遺伝子ライブラリは等温ワンポット反応によるDNA複製競争を通じて実験者の介入なく数時間で1サイクルの進化を達成する。
本申請では応用上重要なSauCas9タンパク質の触媒能とPAM配列を高速改変するワークフローを構築して有用変異体を獲得しＤＡＲＷＩＮＳが実用性の高い次世代技術であることを示す。