2012 Fiscal Year Annual Research Report
細胞時計を模倣した周期的遺伝子発現システムの構築
Publicly Offered Research
| Project Area | Synthetic biology for the comprehension of biomolecular networks |
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| Project/Area Number |
24119507
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
今西 未来 京都大学, 化学研究所, 助教 (80362391)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 遺伝子発現 / 人工転写因子 |
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| Research Abstract |
遺伝子の発現振動は様々な遺伝子に見られるが、転写因子のDNA結合と遺伝子発現振動との分子レベルでの関係は、未だ明らかではない。人工的に周期的発現を生み出すことができれば、遺伝子発現の振動メカニズムを解明するための新しい方法になると考えられる。本年度は、研究代表者が最近デザインした”リズミックな遺伝子発現を誘起する人工転写因子”の性質を系統的に変化させ、転写因子のDNA結合と遺伝子発現振動との関係を明らかにするとこを目的として研究を行った。そのために、DNA結合特性が系統的に異なる種々の変異タンパク質を作製し、また、プロモーター中のタンパク質結合配列の数を変えた一連のレポーターベクターを作製した。これらを細胞内へ導入し、人工転写因子が遺伝子発現へ与える影響をレポーター遺伝子の発現をリアルタイムでモニタリングすることにより検討した。まず人工転写因子のDNA結合配列選択性を高めたところ、より振幅の大きい遺伝子発現リズムが生じた。逆に、人工転写因子の結合親和性を低下させると、振動発現は全く見られなくなった。また、認識サイトの数が多いほど遺伝子発現リズムの振幅が大きいことがわかった。これらの結果より、転写因子のDNA結合親和性は発現振動の振幅に寄与する一方で、周期やリズム位相に関しては、影響しないということが示唆された。さらに、これらの知見を利用し、本来は振動発現しない遺伝子を、人工転写因子を用いてリズミックに振動させることにも成功した。
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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
DNA結合特性の評価に関しては、予定通り研究を遂行でき、さらに得られた知見を活かして人工タンパク質の分子デザインを行うことによって、本来は振動発現しない遺伝子を周期的に発現させることにも成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
人工転写因子を用いて細胞時計の構築原理に関する知見を得たい。また、より大きな振幅を与えるシステムの構築に取り組み、細胞内環境下で周期性が生み出される要因を検証したい。
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