| Project/Area Number |
19K23716
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0701:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Kawano Fuun 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (20786090)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2020: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2019: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
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| Keywords | 光遺伝学 / 遺伝子発現制御 / 赤色光 / シグナル増幅法 / タンパク質工学 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、タンパク質工学的手法を基に哺乳動物生体内で遺伝子発現の光操作を、高い光誘導効率で実現する「シグナル増幅法を組み合わせた赤色光作動性の新規遺伝子発現制御システムの開発」に取り組む。それにより現在の光遺伝学が抱える青色光の組織透過性の問題と実用性の問題に対して、赤色光受容体を用いること高い光誘導効率を実現することによってその克服に挑戦する。これらの研究課題に取り組むことにより、哺乳動物生体内で実用的な光遺伝学の技術として、臓器再生医療や様々な疾患治療法など、これまでの光遺伝学が応用困難であった未開拓の研究領域に応用する展開が期待される。
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| Outline of Final Research Achievements |
We demonstrated that a developed system, which is a chimeric protein consisting of red-light photoreceptor phytochrome DrBphP derived from Deinococcus radiodurans, the LexA DNA binding domain, and the transcription factor VP16, can induce gene expression in a red-light illumination-dependent manner. In addition to that, we found that dark-leakiness associated with red-light photoswitch systems can be overcome by developing another system, which is a chimeric protein based on the red-light photoreceptor phytochrome Cph1 derived from Cyanobacteria.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
赤色光での光制御技術は，現在の光遺伝学において大部分を占める青色光での光制御技術の問題点である哺乳動物での生体組織透過性の低さを克服できる可能性を秘めている．本研究で開発した遺伝子発現制御技術は，組織透過性の高い赤色光に応答する光受容体を基盤としているため，生きた哺乳動物生体内で実用的な光遺伝学の技術として，臓器再生医療や様々な疾患治療法など，これまでの光遺伝学が応用困難であった未開拓の研究領域に応用する展開が期待される．
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