2017 Fiscal Year Annual Research Report
Optogenetic tool for developmental biology
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16K14733
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小笠原 慎治 北海道大学, 理学研究院, 研究院研究員 (50462669)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光遺伝学 / mRNA / 転写 / ゼブラフィッシュ / 発生生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は、発生中の胚でタンパク質発現の時空間動態を光で人工的に操作する方法を確立することが目的であった。28年度に本課題の目標は概ね達成した。29年度は前年度開発した分子のブラッシュアップを行なった。
翻訳は mRNA の 5’末端に付加されている 7-メチルグアノシン(cap)と翻訳開始因子(eIF4E)との結合によって始まる。この結合無くして翻訳は起こらない、この点に着目して28年度にこの結合を光で制御しmRNAからタンパク質への翻訳を光操作するシステムを開発することに成功した。具体 的にはcapの2位へアゾリンカーを介して芳香族化合物を導入した。このcapを使うと、trans体ではタンパク質の発現が抑制され、cis体ではタンパク質が効率的に発現し、その差は7 倍であった。29年度はこの差をさらに大きくし、より効果的に発生を操作することを目標にcapの改良を手がけた。
アゾリンカーを介してcapの2位へ導入する芳香族化合物のオルト、パラ、メタ位にメチル基、エチル基を修飾したcapをシステマティックに合成した。手始めに培養HeLa細胞でtrans体とcis体でのタンパク質発現効率を確認したところ、発現の差はどのcapも改良前と大差はなかった。しかし、このうち１つのcapにおいてtrans体でタンパク質が効率的に発現し、cis体で抑制されるという逆の制御ができることを見出した。このcapを以前のcapと併用すれば、２種類のタンパク質の発現を１つの胚で同時制御でき、より複雑な発生操作ができると期待し今後もこの研究を継続する。
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Research Products
(3 results)
