2013 Fiscal Year Annual Research Report
哺乳細胞内で動作する人工遺伝子回路によるエピジェネティック・ランドスケープの構築
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23680031
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
木賀 大介 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (30376587)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 人工遺伝子回路 / 合成生物学 / エピジェネティック・ランドスケープ / 数理モデル / 分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞間の相互作用はその活動に重要な影響を与えている。多細胞生物の発生・再生において、１つの細胞が自律的に多様な細胞に変化していくこの概念に合成生物学アプローチで迫るために、自らが合成する細胞間通信分子の濃度に応じて単安定状態から双安定状態に切り替わる人工遺伝子回路を導入された位置情報を持つ細胞群が、遺伝子回路の規定する内部状態地形に沿って状態変化して多様化する系を構築することを試みた。
相互抑制を行うタンパク質発現系からなる哺乳類トグルスイッチについて、２組（PIPとエリスロマイシンリプレッサーの組、または、二種類のTALドメインの組）の動作を検証した。抑制作用は見られたものの、明確な相安定性を見出すことができなかった。発現量の不足などにより、相互抑制トポロジーを持つものの、安定点が一つのみになっていたと考えられる。
位置情報を持つ細胞の間の相互作用について検証するために、大腸菌寒天培養の系についても実験を行った。二次元状に広がる細胞集団のうち、内側の細胞についてはシグナル濃度が高く、外側の細胞についてはシグナル濃度が低くなることが予想される。この関係は、複数の細胞集団が培養系内に共存する場合、細胞集団の間についても成立する。その結果として、細胞集団内、細胞集団間で、その相対位置に依存した多様化の傾向がみられることが予想される。実際に培養を行って顕微鏡観察で観察したところ、このようなパターン形成を実際に確認することができた。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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