2014 Fiscal Year Research-status Report
改良型TALENを用いた高効率ゲノム編集による細胞内物質輸送制御機構の解明
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26440108
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
池田 一穂 独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究員 (20642565)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 細胞内物質輸送 / ゲノム編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は魚類や両生類の黒色素胞をモデルシステムとし、細胞内輸送制御機構の分子的詳細を明らかにすることを目的とする。本年度は、黒色素胞内のメラノソーム輸送制御機構における微小管結合蛋白質MAP4の役割を明らかにし、報告した(2014 Mol. Biol. Cell)。MAP4は微小管の重合促進と安定化を担い、リン酸化により微小管への結合が制御されることが分かっている。本研究ではMAP4がメラノソームの凝集過程と拡散過程において異なったリン酸化制御を受けることを突き止め、拡散過程においてダイニンの微小管プラス端方向への運動を抑制することを示した。これにより、各分子モーターの活性化制御を伴わない、微小管の修飾状態の時間的制御によるメラノソーム輸送方向の制御機構がはじめて明らかにされた。MAP4は多くの細胞で普遍的に発現する微小管結合蛋白質であるため、本機構は細胞内輸送の一般的な制御機構である可能性が期待される。また、今後の本研究遂行のための主要技術として、現在も改良化に取り組んでいる新型TALEN開発についても本年度は大きく進展した。新型TALEN導入マウスを用いた解析により、同様の技術であるCRISPR/Casと比較し、導入される変異が均質であることや、配列特異的なオフターゲット効果が低いことを示した。更に本技術が、改良TALE蛋白質を利用したゲノムの蛍光標識などの分子ツールへ応用可能であることを示した。
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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
本研究の遂行における主要な技術である高効率ゲノム編集技術の開発を行った。微小管結合蛋白質MAP4のメラノソーム輸送における機能を明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、これまでに改良を重ねた新型TALENを利用したゲノム編集技術を用い、ゼブラフィッシュの内在性遺伝子に任意の変異及び蛍光プローブ等の導入を行う。これによりキネシン2及び微小管結合蛋白質の細胞内輸送における生理的役割とそれらの制御機構を明らかにする。また、キネシン2の一分子運動計測により、リン酸化と力発生制御機構の関連の解明を目指す。
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