2018 Fiscal Year Annual Research Report
Spatial control of intracellular molecules by the RNA-protein nanostructure
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16K21117
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大野 博久 京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (90612391)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | RNA / ナノ構造体 / 分子設計 / 細胞内局在 / RNA-タンパク質複合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ヒト細胞内において分子足場となりうる人工RNA/RNPナノ構造体を構築すること、およびそれを利用して細胞内タンパク質の空間配置を制御し、細胞の機能制御を行うことを目的とする。
昨年度までに、試験管内で作製したRNAをヒト細胞に導入し、標的タンパク質を集積させる分子足場として利用することで、細胞運命を制御することに成功した。今後、より精密かつ複雑なタンパク質の配置パターンを実現するには、三次元的な形状を持つナノ構造体を作製できる必要がある。また、そのような三次元的なナノ構造体を細胞内で転写により構築できれば、転写制御と組み合わせることで、分子足場としての機能発現の細胞内環境に応じた制御や時間的な制御が可能になると期待される。しかし、そのようなナノ構造体の細胞内構築を実現するには、比較的短鎖の多数のRNAをアニーリングさせる既存の作製法は、量論的にも温度条件的にも適当であるとは言い難い。そこで本年度は、RNA三次相互作用モチーフを活用することで、長鎖の一本鎖RNAから設計された形状へと自発的に折りたたまれるRNAナノ構造体の作製を行った。複数の正多面体状のRNAナノ構造体を設計し、試験管内で作製したところ、いずれも設計通りの形状を形成していることが確認できた。今後は、それら構造体のヒト細胞内での転写による構築に挑戦する。
内在性タンパク質の局在や集合、他分子との分子間相互作用を制御することは、遺伝子発現の調節とは異なる階層で細胞内分子システムを制御することであり、生物学研究における有用なツールの開発や医療分野への応用など、幅広い利用が期待できる。
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