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人工塩基対による遺伝情報の拡張技術の細胞システムへの応用

Research Project

Project/Area Number 26248043
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Bio-related chemistry
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

平尾 一郎  国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, チームリーダー (50173216)

Project Period (FY) 2014-06-27 – 2016-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2015: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2014: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Keywords人工塩基対 / 遺伝情報拡張技術 / 合成生物学 / ゼノバイオロジー
Outline of Annual Research Achievements

申請者らは、遺伝情報を拡張した次世代遺伝子操作技術の創出を目指して、複製で機能する第三の塩基対(人工塩基対)を独自に作り出し、これを組み込んだDNAを遺伝子にもつ生物システムの構築を進めている。近年、合成生物学分野の研究が増えてきているが、申請者らは、さらにその先の新たな研究分野(Xenobiology、ゼノバイオロジー)を立ち上げるために、新たな基盤となる基礎研究を積み上げることにより、生物への応用研究に発展させている。そして、昨年度来は、申請者らが作り出した人工塩基対(Ds-Px)の性能を詳細に調べる実験を中心に研究を進めた。その結果、複製においてDs-Px塩基対が天然型塩基対と同レベルの選択性で第三の塩基対として機能することと、この塩基対を用いたDNAの蛍光標識法など、今後の細胞への応用に向けてのDs-Px塩基対の有用性を示すことができた(論文投稿中)。さらに細胞内に人工塩基を導入し、細胞内で機能性核酸を機能させるための核酸断片の安定化法なども開発でき(Scientific Reportsに論文受理)、本課題の主目的である新たな構成成分を含む遺伝子を持つ新生物の創製とその応用技術の開発に現在研究を進めている。
このような新分野を切り開くためには人材の育成も重要な課題であるが、国内での人材育成が非常に難しく、その間に、シンガポールのInstitute of Bioengineering and Nanotechnology(IBN)から新研究チーム設立を依頼された。難しい判断ではあったが、国際的に本研究を進めるためには、IBN研究所に申請者らの研究室を移すことが、最も良いと考えた。その結果、残念ながら、科研費での本課題は今年の10月末をもって終了するに至った。本オファーのように、本課題を通して、申請者らの研究が国際的に認められつつあることも、今年度の研究成果の1つであると考えている。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 8 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Site-specific labeling of RNA by combining genetic alphabet expansion transcription and copper-free click chemistry.2015

    • Author(s)
      T. Someya, A. Ando, M. Kimoto, I. Hirao
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res.

      Volume: 43 Pages: 6665-6676

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Architecture of high-affinity unnatural-base DNA aptamers toward pharmaceutical applications.2015

    • Author(s)
      K. Matsunaga, M. Kimoto, C. Hanson, M. Sanford, H.A. Young, I. Hirao
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: in press

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] DNA aptamer generation by genetic alphabet expansion SELEX (EXSELEX) using an unnatural base pair system2015

    • Author(s)
      M. Kimoto, K. Matsunaga, I. Hirao
    • Journal Title

      Methods Mol. Biol.

      Volume: in press

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] DNAの文字を増やす合成生物学―Xenobiologyに向けて2015

    • Author(s)
      平尾一郎、木本路子
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 87 Pages: 101-111

    • NAID

      40020383673

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 遺伝情報の拡張とその応用技術2014

    • Author(s)
      平尾一郎・木本路子・松永賢一郎
    • Journal Title

      高分子

      Volume: 6月号 Pages: 394-395

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Creation of high affinity DNA aptamers using a genetic alphabet expansion toward diagnostic and therapeutic applications2015

    • Author(s)
      I. Hirao
    • Organizer
      Pachifichem 2015
    • Place of Presentation
      USA, Hawaii
    • Year and Date
      2015-12-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Genetic alphabet expansion by an unnatural base pair system toward diagnostic and therapeutic applications using xeno-nucleic acids2015

    • Author(s)
      I. Hirao
    • Organizer
      IHES Conference
    • Place of Presentation
      France, Bures-sur-Yvette
    • Year and Date
      2015-12-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Creation of unnatural bases pairs and their application to DNA aptamers2015

    • Author(s)
      I. Hirao
    • Organizer
      RIKEN Symposium
    • Place of Presentation
      神戸、理研
    • Year and Date
      2015-12-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Genetic alphabet expansion by unnatural base pair systems and its diagnostic and therapeutic applications2015

    • Author(s)
      I. Hirao
    • Organizer
      日本分子生物学会年会(BMB2015)
    • Place of Presentation
      神戸、ポートアイランド
    • Year and Date
      2015-12-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Unnatural-Base DNA Aptamers Targeting VEGF165 toward Diagnostics and Therapeutics2015

    • Author(s)
      M. Kimoto, I. Hirao
    • Organizer
      日本分子生物学会年会(BMB2015)
    • Place of Presentation
      神戸、ポートアイランド
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Unnatural-Base DNA Aptamers Targeting VEGF165 toward Diagnostics and Therapeutics2015

    • Author(s)
      M. Kimoto, K. Matsunaga, M. Nakamura, I. Hirao
    • Organizer
      ISNAC2015 第42回国際核酸化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      姫路、イーグレひめじ
    • Year and Date
      2015-09-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 人工塩基対技術による高機能核酸医薬品の創出2015

    • Author(s)
      I. Hirao
    • Organizer
      千里ライフサイエンス新適塾
    • Place of Presentation
      大阪、千里ライフサイエンスセンタービル
    • Year and Date
      2015-07-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] インターフェロンγに特異的に結合する人工塩基DNAアプタマー技術2015

    • Author(s)
      I. Hirao
    • Organizer
      第80回日本インターフェロン•サイトカイン学会
    • Place of Presentation
      東京、東工大大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2015-07-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] High Affinity DNA Aptamers by a genetic alphabet expansion as an antibody drug candidate2015

    • Author(s)
      I. Hirao
    • Organizer
      VIB Conference
    • Place of Presentation
      Belgium, Gent
    • Year and Date
      2015-06-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Creation of a Genetic Alphabet Expansion System Using Unnatural Base Pairs and its Applications Toward Diagnostics and Therapeutics2015

    • Author(s)
      I. Hirao
    • Organizer
      Institute of Bioengineering and Nanotechnology Seminar
    • Place of Presentation
      Singapore, Biopolis
    • Year and Date
      2015-05-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Generation of high affinity DNA aptamers using a genetic alphabet expansion toward diagnostic and therapeutic applications2015

    • Author(s)
      Ichiro Hirao
    • Organizer
      66th Indian Pharmaceutical Congress
    • Place of Presentation
      Hyderabad, India
    • Year and Date
      2015-01-23 – 2015-01-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Site-specific enzymatic incorporation of extra components into functional DNA and RNA molecules by genetic alphabet expansion2014

    • Author(s)
      Ichiro Hirao
    • Organizer
      Fluorescent Biomolecules and their Building Blocks - Design and Applications
    • Place of Presentation
      CA, USA
    • Year and Date
      2014-08-06 – 2014-08-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] New approach for nucleic acid diagnostics and therapeutics2014

    • Author(s)
      Ichiro Hirao
    • Organizer
      Nucleic Acid Workshop
    • Place of Presentation
      Colorado, USA
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-08-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] Synthetic Biology (Synthetic Genetic Polymers Functioning to Store and Propagate Information by Genetic alphabet expansion.)2015

    • Author(s)
      I. Hirao (ed. Robert A. Meyers)
    • Total Pages
      742
    • Publisher
      Wiley-VCH
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] The Chemical Biology of Nucleic Acids (Creation of Unnatural Base Pair Systems Toward New DNA/RNA Biotechnologies.)2014

    • Author(s)
      I. Hirao and M. Kimoto (eds V.A. Erdmann, W.T. Markiewicz, J. Barciszewski)
    • Total Pages
      599
    • Publisher
      Splinger
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 理研CLST 平尾一郎研究室

    • URL

      http://protein.gsc.riken.jp/hirao/index.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-11-20   Modified: 2017-01-06  

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