2019 Fiscal Year Research-status Report
細胞機能の自由なデザインを実現する革新的細胞の創出
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19K22290
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
得平 茂樹 首都大学東京, 理学研究科, 准教授 (90548132)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 細胞分化 / 細胞機能改変 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、多細胞性シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120が形成する分化細胞の機能をゲノムレベルで改変する技術を開発し、外部から導入した代謝経路や人工的にデザインした遺伝子システムのみが機能する人工細胞分化システムの構築を目指す。Anabaenaは光合成を行う数百の栄養細胞が連なった多細胞体の中に、およそ10細胞ごとに1個の割合でヘテロシスト(異形細胞)と呼ばれる窒素固定のみを行う細胞を形成する。Anabaenaでは栄養細胞が生存や増殖等の機能を全て担っているため、ヘテロシストの機能を改変しても多細胞体の増殖や生存にはほとんど影響がない。本年度は、ヘテロシスト特異的な遺伝子発現制御システムの構築を目指し、ヘテロシストにおける遺伝子発現制御の分子機構の解明に取り組んだ。必須遺伝子であるために研究が進んでいなかったdevH遺伝子の機能を解析するため、プロモーターを改変することでdevH遺伝子のノックダウン株を作製した。devHノックダウン株を用いた解析の結果、CRP型の転写制御因子であるDevHがヘテロシスト分化後期の遺伝子発現制御において中心的な役割を果たしていることを明らかにした。ヘテロシストにおいて窒素固定を行うためには、ヘテロシストにおいてのみ発現する多くの遺伝子の発現がDevHの働きにより誘導されることが必須であった。また、DevHは自分自身の発現を制御していることも示唆され、DevHの活性制御の分子機構の解明が次の課題である。
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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
これまでほとんど情報がなかったヘテロシスト分化後期における遺伝子発現制御の分子機構を明らかにすることに成功したことにより、ヘテロシストにおける遺伝子発現制御機構の理解が飛躍的に進んだ。今後、DevHにより制御されているプロモーターに関しての解析を進めることで、ヘテロシストの機能をゲノムレベルで改変する技術開発につながると期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、DevHを中心とした解析を行う。DevHの活性制御機構とDevHにより制御されるプロモーターに関する詳細な情報を集め、ヘテロシスト特異的な遺伝子発現誘導・抑制系の開発を進める。
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| Causes of Carryover |
本年度は論文発表のための追加実験を優先したために、当初計画していた実験を次年度に行うことにした。本年度得られた結果をもとに研究は順調に進展しており、次年度においては本年度に予定していた実験も合わせて行い、さらに研究を展開させていく。
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Research Products
(13 results)
