Measurement of histone modification propagation velocity in a single living cell using CRISPR and BiFC

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06020
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43010:Molecular biology-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Okada Satoshi 九州大学, 医学研究院, 助教 (30734488)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: CRISPR-Cas / 生細胞イメージング / ゲノム編集 / BiFC / ガイドRNA機能評価 / DNA二本鎖切断 / GFP-clamp / 褪色

Outline of Final Research Achievements

In this study, we attempted to develop key technologies for establishing a method to track the spatiotemporal dynamics of histone modifications in live cells by combining CRISPR-Cas9, histone modification recognition domains, and bimolecular fluorescence complementation (BiFC). We tested a new molecule called GFP-clamp that delays the photobleaching of GFP-derived fluorescent proteins, thereby enhancing the temporal resolution of live cell imaging. We developed a method for evaluating the in vivo functionality of the guide RNAs using the single-stranded DNA binding protein Rfa1, which enables efficient assessment of the efficacy of guide RNAs in the CRISPR-Cas system.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって見出されたGFP-clampによる蛍光タンパク質の褪色遅延効果は、蛍光タンパク質の褪色メカニズムの理解にとって新しい知見を提供するとともに、生細胞におけるタンパク質の挙動をより高い時空間解像度で詳細に解析することを可能にしうるものである。また、本研究で開発したガイドRNAの機能を効率的に評価する手法は、ゲノム編集技術の効率と精度を向上させ、基礎的な生物学研究だけでなく、ゲノム編集技術の産業界における利用においても重要な応用が期待されうる。