2022 Fiscal Year Annual Research Report
活性増強アプタマーを用いた脳内恒常性維持機構制御マウスの開発
| Project Area | Creation of aptameric biology |
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| Project/Area Number |
22H05038
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
塚越 かおり 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20708474)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山岸 彩奈 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (00778293)
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| Project Period (FY) |
2022-05-20 – 2026-03-31
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| Keywords | アプタマー / 酵素活性 / タンパク質間相互作用 / 脳内ホメオスタシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本領域研究の狙いは、DNAなどの核酸から成るリガンド・アプタマーの特異的な相互作用によって標的タンパク質の活性や相互作用を直接制御し生体に応用することで、未知の生命現象の解明のための新規な生物学研究アプローチを確立することである。本研究期間では、脳内の恒常性維持に関わる新規メカニズムを標的としており、C01計画班（本研究課題）は機能制御アプタマーの開発とマウス生体内での応用を目指している。
本年度はA01計画班、B01計画班と連携し、脳の恒常性維持機構に関わるタンパク質分解・タンパク質間相互作用の制御を担う新規アプタマーの開発を行った。具体的には、異常凝集するペプチドであるAβを分解するプロテアーゼであるKallikrein-related peptidase 7（KLK7）の酵素活性を増強するアプタマーと、タンパク質間相互作用により細胞保護/細胞死の調整機能を担うとされているneuronal nitric oxide synthase（nNOS）、C-terminal PDZ ligand of nNOS（CAPON）に結合するアプタマーを開発した。KLK7、nNOS、CAPONの組み換えタンパク質を大腸菌を用いて調製あるいは購入し、それぞれのタンパク質への結合親和性を指標にDNAライブラリからアプタマーを探索した。結果、KLK7、nNOS、CAPONに結合するクローンを同定することに成功した。いずれのタンパク質も脳内恒常性維持に重要なタンパク質であり、それらに対して結合する世界初のアプタマーの開発例となる。また、細胞保護/細胞死のトリガーとなるCAPONとnNOSの複合体形成がアプタマーによって神経細胞内で誘導できるかを評価するため、研究分担者と協力し、アプタマーによる細胞内CAPON-nNOS複合体形成促進の観察実験を準備した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度に予定していた３つの標的タンパク質に対して結合する新規DNAアプタマーの取得に成功している。酵素活性を示すKLK7の組み換えタンパク質や、CAPON-nNOS複合体を観察するためのin vitroアッセイ、遺伝子改変細胞の構築も全て完了した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度に立ち上げたKLK7の酵素活性測定法、CAPON-nNOS複合体形成量のin vitroにおける観察法、遺伝子改変細胞を用いた観察法を駆使して、獲得したアプタマークローンの中から標的酵素の活性・タンパク質間相互作用を促進するアプタマーを同定する。活性増強を示すクローンが得られたら、マウス脳内へ導入してin vivoでも標的タンパク質の活性を制御可能か評価する。もし十分に活性増強の効果が得られない場合は、変異アプタマーを作成するなどして機能向上を試みる。
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[Journal Article] Identification of novel amyloidosis in dogs: α-S1-casein acquires amyloidogenicity in mammary tumor by overexpression and N-terminal truncation2023
Author(s)
Tomoaki Murakami, Toshisuke Kaku, Kaori Tsukakoshi, Susumu Iwaide, Yoshiyuki Itoh, Miki Hisada, Kohji Nomura, Rikako Kubo, Kazunori Ikebukuro, Yukiko Sassa-O’Brien, Fuyuki Kametani
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Journal Title
Vet Pathol
Volume: 60 (2)
Pages: 203-213
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Effects of G-Quadruplex Ligands on the Topology, Stability, and Immunostimulatory Properties of G-Quadruplex-Based CpG Oligodeoxynucleotides2022
Author(s)
Anh Thi Tram Tu, Kazuaki Hoshi, Yue Ma, Taiji Oyama, Satoko Suzuki, Kaori Tsukakoshi, Kazuo Nagasawa, Kazunori Ikebukuro, Tomohiko Yamazaki
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Journal Title
ACS Chem Biol
Volume: 17 (7)
Pages: 1703-1713
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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