2019 Fiscal Year Annual Research Report
人工シグナル分子による隣接細胞間の動的通信経路の構築と応用
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18H03332
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
磯村 彰宏 京都大学, 高等研究院, 特定助教 (70512466)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 合成生物学 / 人工遺伝子回路 / 細胞間コミュニケーション / 光遺伝学 / Notchシグナル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工遺伝子回路を活用した合成生物学の発展は、広範な細胞機能の再構成を可能にしてきた。しかし、哺乳動物細胞における細胞間の動的コミュニケーションを人工的に構築した例はほとんど報告されていない。そこで本研究では、synNotchシステムを起点とした新規人工シグナル伝達経路を作製し、光遺伝学技術によって動的コミュニケーション能力を検証することを試みた。また、リガンド・受容体を遺伝子改変することで通信速度のパラメータ調整を実現することを試みた。その結果、オリジナルのsynNotchシステムでは動的情報伝達が限定的で、送信細胞内における振動的情報を伝達する効率が低いことが分かった。一方で、改変したsynNotchシステムを使用することで送信細胞における振動的な転写活性を隣接細胞間で伝達可能であることが明らかになった。さらに、リガンド・受容体の改変体を検討した結果、隣接細胞間の速度が大きく異なる組み合わせを見出した。
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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
期待していた通り、送信細胞における振動的な転写活性を隣接細胞間で伝達可能な新規人工シグナル伝達経路の通信速度が異なるツールキットが得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの結果から、様々な通信速度を実現可能な新規人工シグナル伝達経路のリガンド・受容体が得られた。今後はこれらの人工シグナル伝達経路を使って、細胞集団の遺伝子発現振動ダイナミクスを人工操作することを試みる。
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[Journal Article] Oscillations of MyoD and Hes1 proteins regulate the maintenance of activated muscle stem cells2019
Author(s)
Ines Lahmann, Dominique Brohl, Tatiana Zyrianova, Akihiro Isomura, Maciej T Czajkowski, Varun Kapoor, Joscha Griger, Pierre-Louis Ruffault, Despoina Mademtzoglou, Peter S Zammit, Thomas Wunderlich, Simone Spuler, Ralf Kuhn, Stephan Preibisch, Jana Wolf, Ryoichiro Kageyama, Carmen Birchmeier
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Journal Title
Genes & development
Volume: 33
Pages: 524-535
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
