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メチル化DNA選択的結合TALEタンパク質の創製とエピジェネティクス研究への展開

研究課題

研究課題/領域番号 15J09770
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物分子化学
研究機関京都大学

研究代表者

辻 将吾  京都大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードエピジェネティクス / メチル化シトシン / TALE / DNAメチル化 / 分子進化 / タンパク質工学
研究実績の概要

今年度は、昨年度得られた知見を元により5mC選択性の高い変異体TALEユニットを獲得するべく、4つのアミノ酸ランダム化部位のうちC末端側2つのアミノ酸をアラニンに固定したライブラリーを作製しスクリーニングを行った。その結果、複数の候補変異体が得られた。それらの塩基選択性をルシフェラーゼアッセイにより個別に評価したところ、5mC選択性が高いユニットが多く含まれていた。その中でも最も活性が高かったユニットを最終的な人工ユニットとして採用した。この人工ユニットを用いたTALEの結合活性を精製タンパク質を用いたゲルシフトアッセイによって評価した。その結果、人工ユニットを含むTALEは、C配列に比べて、5mC配列に対して2倍程度高い結合親和性を示すことがわかった。創製した人工ユニットが内在ゲノムDNAのメチル化を識別できるかを検討するため、人工ユニットを用いて細胞内ゲノムの5mC部位を標的としたTALEを作製した。このTALEに転写活性化ドメインを融合することで人工転写因子を作製し、標的内在遺伝子のメチル化状態依存的な活性化を試みた。その結果、TALE標的部位が非メチル化状態の細胞群に比べて、メチル化状態である細胞群において有意に転写を活性化したことから、人工ユニットが細胞内ゲノムを標的とした場合にも機能することがわかった。今後、人工ユニットを用いたTALEの5mC機能解析への応用が期待される。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Sequence-Specific Recognition of Methylated DNA by an Engineered Transcription Activator-Like Effector Protein2016

    • 著者名/発表者名
      Shogo Tsuji, Shiroh Futaki and Miki Imanishi
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 52 号: 99 ページ: 14238-14241

    • DOI

      10.1039/c6cc06824c

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 新規メチル化シトシン検出法を志向したTALEタンパク質の機能改変2017

    • 著者名/発表者名
      辻将吾、二木史朗、今西未来
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Direct recognition of 5mC by engineered TALE protein2016

    • 著者名/発表者名
      Shogo Tsuji , Shiroh Futaki and Miki Imanishi.
    • 学会等名
      Biological Methylation: Fundamental Mechanisms in Health and disease
    • 発表場所
      ポルトガル
    • 年月日
      2016-06-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メチル化シトシン認識 TALE タンパク質の創製2016

    • 著者名/発表者名
      辻将吾、二木史朗、今西未来
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第11会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-06-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] メチル化シトシン選択的結合TALEの創製2016

    • 著者名/発表者名
      辻将吾、二木史朗、今西未来
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] TALEタンパク質を利用した細胞内メチル化シトシン認識ツールの創製2015

    • 著者名/発表者名
      辻将吾、二木史朗、今西未来
    • 学会等名
      第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Creating a TALE protein with unbiased 5’-T binding ability2015

    • 著者名/発表者名
      Shogo Tsuji, Shiroh Futaki, Miki Imanishi
    • 学会等名
      Joint Symposium 2015 of Seuol Univ., Kyoto Univ., and Osaka Univ.
    • 発表場所
      ソウル(韓国)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分子進化法を用いたメチル化シトシン選択的結合TALEの創製2015

    • 著者名/発表者名
      辻将吾、今西未来、二木史朗
    • 学会等名
      細胞を創る研究会8.0
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] TALEタンパク質の分子進化2015

    • 著者名/発表者名
      辻将吾、今西未来、二木史朗
    • 学会等名
      第62回日本生化学会近畿支部例会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-05-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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