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遺伝子発現の光応答性人工トグルスイッチ回路の構築

Publicly Offered Research

Project AreaSynthetic biology for the comprehension of biomolecular networks
Project/Area Number 26119708
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

磯村 彰宏  京都大学, ウイルス研究所, その他 (70512466)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥13,910,000 (Direct Cost: ¥10,700,000、Indirect Cost: ¥3,210,000)
Fiscal Year 2015: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2014: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Keywords合成生物学 / システム生物学 / 光遺伝学
Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き、哺乳動物細胞内にトグルスイッチ回路を構築することを試みた。まず、幹細胞を含めた多様な細胞種で動作する転写抑制スイッチを開発した。具体的には、hEF1aプロモーター内にLacオペレータ、Tetオペレータを挿入した新規の転写抑制因子応答型EFプロモーターを作製した。その結果、Lacオペレータ及びTetオペレータを含んだ改変型EFプロモーターについて、それぞれ、転写抑制因子LacI及び転写抑制因子TetRによる応答活性を確認することが出来た。また、転写抑制因子LacI及びTetRと蛍光タンパク質(GFPとRFP)との融合タンパク質を作製し、それらが機能的であることを確認した。そこで、これらの抑制因子と改変型EFプロモーターを使って相互抑制型遺伝子回路を作製し、細胞内に遺伝子導入した。その際、Tol2トランスポゾンを使って染色体ゲノムに組み込むことで安定発現株を樹立し、DoxとIPTGの両方を添加した条件下で培養を行い、GFPとRFPの両方が陽性な細胞群を純化した。その後、DoxとIPTGの両方を除いた条件で培養を継続し、再びFACS解析を行ったところ、GFP+/RFP-細胞集団とGFP-/RFP+細胞集団の両方が現れたことから、トグルスイッチ機能が働いていることが示唆された。今後、このトグルスイッチ回路に光応答機能を付与することによって、本研究が目標とする光応答性トグルスイッチ回路の構築を目指す。

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

    (5 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Oscillatory control of Delta-like1 in cell interactions regulates dynamic gene expression and tissue morphogenesis.2016

    • Author(s)
      Shimojo H, Isomura A, Ohtsuka T, Kori H, Miyachi H, Kageyama R
    • Journal Title

      Genes Dev.

      Volume: 30 Issue: 1 Pages: 102-116

    • DOI

      10.1101/gad.270785.115

    • NAID

      120005980896

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ultradian oscillations and pulses: coordinating cellular responses and cell fate decisions.2014

    • Author(s)
      Isomura A, Kageyama R.
    • Journal Title

      Development

      Volume: 141 Issue: 19 Pages: 3627-3636

    • DOI

      10.1242/dev.104497

    • NAID

      120005512266

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Interrogating oscillatory gene expression by optogenetics2015

    • Author(s)
      Akihiro Isomura
    • Organizer
      International Symposium on Synthetic Systems Biology Joint 14th Symposium of Biochemical Systems Theory (BST2015)
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2015-09-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Controlling Natural Genetic Oscillators by Light2015

    • Author(s)
      Akihiro Isomura, Fumiko Ogushi, Hiroshi Kori, Ryoichiro Kageyama
    • Organizer
      The 2015 Winter q-bio meeting
    • Place of Presentation
      The Westin Maui
    • Year and Date
      2015-02-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光遺伝学による短周期遺伝子発現リズムの引き込み同調2014

    • Author(s)
      磯村 彰宏
    • Organizer
      第37回 日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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