Developing light inducible degron system in Drosophila

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22378
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Fukaya Takashi 東京大学, 定量生命科学研究所, 准教授 (00786163)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: ショウジョウバエ / オプトジェネティクス / ライブイメージング / 転写

Outline of Final Research Achievements

In this project, we aimed to develop a novel experimental system to inhibit the function of target proteins in a light-dependent manner. We found that induction of aggregation via CRY2 oligomerization is effective in inhibiting the function of transcription factors such as Bicoid. On the other hand, proteasomal protein degradation via the iLID-SspB system or light-dependent nuclear export system such as LINX/LEXY requires further optimization of the experimental system in Drosophila. By applying the genome editing technology established through this project, significant progress has been made in elucidating the function of higher-order genomic structures in transcriptional regulation and the regulatory mechanism of transcriptional bursting in developing Drosophila embryos.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、近年精力的に開発されている光操作技術の実用性をショウジョウバエ個体レベルで多角的に検証した。その結果、培養細胞レベルでの解析で広く用いられてきた手法を個体レベルで応用するためには、標的タンパク質の特性に応じた最適化が必要であることが強く示唆された。本研究によって明らかとされた、転写制御における高次ゲノム構造の機能については、近年のHi-C解析などに明とされてきたTAD構造の生物学的意義を理解する上で重要な知見となる。また転写バーストを介した遺伝子発現の時空間的なパターン形成メカニズムの理解は、個体発生におけるゲノム機能を理解する上で重要な成果である。