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マラリア原虫をモデル生物とした人工真核細胞の作製

Research Project

Project/Area Number 19K22527
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
Research InstitutionOsaka University (2020)
Tokyo Medical and Dental University (2019)

Principal Investigator

岩永 史朗  大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (20314510)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywordsマラリア / 人工細胞 / 合成ゲノム / マラリア原虫 / 人工染色体
Outline of Research at the Start

JC Venterらによる人工細菌の作製以後、いわゆる合成生物学が本格化し、人工真核生物の 合成が試みられている。しかし、ヒトやマウスの細胞の人工細胞合成は非常に困難であり 、これを打開するためには単純な真核生物で人工細胞を合成し、その成功に学ぶことが必須である。本研究は、ネズミマラリア原虫を用いて、実際に 細胞外で合成したゲノムスケール合成染色体を安定維持する人工マラリア原虫を作製する ことで、「マラリア原虫が人工細胞合成に適したモデル生物である」ことを実証すること を目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

現在、米国・中国を中心に人工真核生物の合成が試みられている。しかし、ヒトやマウスの細胞の人工細胞合成は非常に困難であり、これを打開するためには単純な真核生物で人工細胞を合成し、その成功に学ぶことが重要である。申請者はマラリア原虫では人工染色体による300kbを超えるDNA移植が可能であること、安定な宿主内環境への適応の結果として僅か27種のステーシ特異的転写因子による極めてシンプルな転写制御機構であることに着目し、人工細胞作製に適したモデル生物であると考えた。本研究は、ネズミマラリア原虫(Plasmodium berghei)を用いて、実際に細胞外で合成した合成染色体を安定維持する人工マラリア原虫を作製することで「マラリア原虫が人工細胞合成に適したモデル生物でことを実証することを目的とする。昨年度までに出芽酵母内で第一番染色体の一部を合成することに成功した。そこで本年度は合成ゲノムをネズミマラリア原虫内へと移植することを試みた。まず、出芽酵母より通常のゲノム精製法に従い、合成ゲノムを回収した。次に制限酵素処理を行い、酵母内で環状として維持していた合成ゲノム直鎖化し、エレクトロポレーションにより原虫内に移植した。その結果、合成ゲノムを保持した組換え原虫を獲得することに成功した。続いて得られた人工合成マラリア原虫について合成ゲノム上のエピゲノム再構成・mRNAの発現制御等について次世代シークエンサーによる解析を計画した。しかしながら、COVID-19の拡大により必要試薬・実験消耗品の供給が遅延し、年度内の計画達成が困難となった。そこで、R3年度に計画を延長することとした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

合成ゲノムを移植した人工マラリア原虫について、エピゲノム 形成・mRNAの発現制御等を次世代シークエンサーによる解析を行うことを計画したが、COVID-19の感染拡大により試薬・実験消耗品の供給が遅延した。これにより計画通りの実施が不可能となった。

Strategy for Future Research Activity

R3年度に入り、次世代シークエンサー解析に必要な試薬、実験消耗品が購入される見通しがつくと予想される。よって、試薬等が納入され次第、延期していた人工合成マラリア原虫のエピゲノム 解析・mRNA発現解析を実施する。

Report

(2 results)
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report

Research Products

(14 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 9 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Virulence Profiles of Diarrheagenic <i>Escherichia coli</i> Isolated from the Western Region of Ghana2021

    • Author(s)
      Prah Isaac、Ayibieke Alafate、Nguyen Thi Thu Huong、Iguchi Atsushi、Mahazu Samiratu、Sato Wakana、Hayashi Takaya、Yamaoka Shoji、Suzuki Toshihiko、Iwanaga Shiroh、Ablordey Anthony、Saito Ryoichi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Infectious Diseases

      Volume: 74 Issue: 2 Pages: 115-121

    • DOI

      10.7883/yoken.jjid.2020.356

      10.7883/yoken.JJID.2020.356

    • NAID

      130008002375

    • ISSN
      1344-6304, 1884-2836
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Rab5b-Associated Arf1 GTPase Regulates Export of N-Myristoylated Adenylate Kinase 2 From the Endoplasmic Reticulum in Plasmodium falciparum2021

    • Author(s)
      Taku Izumi、Hirai Tomohiro、Makiuchi Takashi、Shinzawa Naoaki、Iwanaga Shiroh、Annoura Takeshi、Nagamune Kisaburo、Nozaki Tomoyoshi、Saito-Nakano Yumiko
    • Journal Title

      Frontiers in Cellular and Infection Microbiology

      Volume: 10 Pages: 1-1

    • DOI

      10.3389/fcimb.2020.610200

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Entomological Assessment of the Status and Risk of Mosquito-borne Arboviral Transmission in Ghana2020

    • Author(s)
      Amoa-Bosompem M, Kobayashi D, Murota K, Faizah A N、Itokawa K、Fujita R、Osei Joseph H N、Agbosu E、Pratt D、Kimura S、Kwofie Kofi D、Ohashi M、Bonney Joseph H. K、Dadzie S、Sasaki T、Ohta N、Isawa H、Sawabe K、Iwanaga S
    • Journal Title

      Viruses

      Volume: 12 Pages: 147-147

    • DOI

      10.3390/v12020147

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Improvement of CRISPR/Cas9 system by transfecting Cas9-expressing Plasmodium berghei with linear donor template2020

    • Author(s)
      Shinzawa Naoaki、Nishi Tsubasa、Hiyoshi Fumiya、Motooka Daisuke、Yuda Masao、Iwanaga Shiroh
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 3 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01138-2

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Establishment and characterization of a cell line from Ghanaian Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) focusing on Aedes-borne flavivirus susceptibility2020

    • Author(s)
      Amoa-Bosompem Michael、Kobayashi Daisuke、Itokawa Kentaro、Faizah Astri Nur、Kuwata Ryusei、Dadzie Samuel、Hayashi Takaya、Yamaoka Shoji、Sawabe Kyoko、Iwanaga Shiroh、Isawa Haruhiko
    • Journal Title

      In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal

      Volume: 56 Pages: 792-798

    • DOI

      10.1007/s11626-020-00504-y

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Prevalence and Characterization of Carbapenem-Hydrolyzing Class D β-Lactamase-Producing Acinetobacter Isolates From Ghana2020

    • Author(s)
      Ayibieke Alafate、Kobayashi Ayumi、Suzuki Masato、Sato Wakana、Mahazu Samiratu、Prah Isaac、Mizoguchi Miyuki、Moriya Kyoji、Hayashi Takaya、Suzuki Toshihiko、Iwanaga Shiroh、Ablordey Anthony、Saito Ryoichi
    • Journal Title

      Front Microbiol.

      Volume: 11 Pages: 1-1

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.587398

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Female‐specific gene regulation in malaria parasites by an AP2‐family transcription factor2019

    • Author(s)
      Yuda Masao、Kaneko Izumi、Iwanaga Shiroh、Murata Yuho、Kato Tomomi
    • Journal Title

      Molecular Microbiology

      Volume: 113 Pages: 40-51

    • DOI

      10.1111/mmi.14334

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CXCR4 regulates Plasmodium development in mouse and human hepatocytes2019

    • Author(s)
      Bando Hironori、Pradipta Ariel、Iwanaga Shiroh、Okamoto Toru、Okuzaki Daisuke、Tanaka Shun、Vega-Rodr?guez Joel、Lee Youngae、Ma Ji Su、Sakaguchi Naoya、Soga Akira、Fukumoto Shinya、Sasai Miwa、Matsuura Yoshiharu、Yuda Masao、Jacobs-Lorena Marcelo、Yamamoto Masahiro
    • Journal Title

      J Exp Med.

      Volume: 216 Pages: 1733-1748

    • DOI

      10.1084/jem.20182227

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Antimalarial activity of vitamin D3 (VD3) does not result from VD3-induced antimicrobial agents including nitric oxide or cathelicidin2019

    • Author(s)
      Yamamoto Kiichi、Takahashi Kentaro、Ato Manabu、Iwanaga Shiroh、Ohta Nobuo
    • Journal Title

      Experimental Parasitology

      Volume: 18 Pages: 30464-30468

    • DOI

      10.1016/j.exppara.2019.03.005

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] フタトゲチマダニの胚発生における古典的トランスクリプトーム解析2020

    • Author(s)
      Kofi Dazie KWOFIE, Emmanuel Pacia Helnandez, Samuel Dadzie, Danielle Ladzekpo、坪川大悟、三上房子、松林誠、岩永史朗、辻尚利、八田岳士
    • Organizer
      第72回日本衛生動物学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Virome analyses of Aedes aegypti mosquitoes collected in Ghana and their possible impact on arbovirus transmission2020

    • Author(s)
      Michael Amoa-Bosompem, Daisuke Kobayashi, Katsunori Murota, Astri Nur Faizah, Kentaro Itokawa, Mitsuko Ohashi, Toshinori Sasaki, Haruhiko Isawa, Kyoko Sawabe, Shiro Iwanaga
    • Organizer
      第72回日本衛生動物学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Transcriptional regulation of Plasmodium parasite2020

    • Author(s)
      Shiroh Iwanaga
    • Organizer
      第15回生命医科学ネットワークシンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] マラリア原虫有性ステージ分化におけるRNA結合型ジンクフィンガータンパク質ファミリーの解析2019

    • Author(s)
      平山 泰士、新澤 直明、油田 正夫、岩永 史朗
    • Organizer
      第79回 日本寄生虫学会東日本支部大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Female-specific gene regulation in malaria parasite by an AP2-family transcription factor.2019

    • Author(s)
      Shiroh Iwanaga
    • Organizer
      The 18th Awaji International Forum on Infectiopn and Immunity
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2019-07-04   Modified: 2021-12-27  

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