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CRISPR-Casエフェクター複合体の構造機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 16H04759
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関九州大学 (2019-2020)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2016-2018)

研究代表者

沼田 倫征  九州大学, 農学研究院, 准教授 (10401564)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードCRISPR-Cas / crRNA / Casタンパク質 / エフェクター複合体 / 原核生物獲得免疫 / ゲノム / 核酸 / 立体構造解析 / III型CRISPR-Cas / Cmr複合体 / RNA-タンパク質複合体 / 遺伝子サイレンシング / 結晶構造解析 / Csm複合体 / CRISPR-Cas系 / 生体分子 / タンパク質-RNA複合体
研究成果の概要

CRISPR-Cas系は原核生物における獲得免疫系として機能する。本研究では、III-A型エフェクター複合体を構成するCasタンパク質(Csm2とCsm3)の結晶構造を決定した。また、エフェクター複合体のモデル構造を構築して、エフェクター複合体におけるCsm2の機能を明らかにした。さらに、III型エフェクター複合体を構成するcrRNAの3’末端のプロセシングにおいて、Cmr1が重要な役割を果たしている可能性が示唆された。Cmr1による前駆体crRNAの3’末端のプロセシング活性を解明するために、III-B型エフェクター複合体のクライオ電顕による単粒子解析を進めている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CRISPR-Cas系には多様なタンパク質とRNA分子が関与する。現在、ゲノム編集で利用されているのはクラス2のCas9とCas12である。一方、それ以外の因子は現在のところゲノム編集をはじめあまり活用されていない。さらに、機能が分かっていないCRISPR関連タンパク質も多数存在する。したがって、CRISPR-Cas系に関してさらに理解を深めることは、新規なゲノム編集技術の開発や新たな遺伝子発現調節技術の創出などに応用できる可能性を秘めている。本研究は、III型のエフェクター複合体に焦点を当てたものであり、新たな技術に結びつくことが期待できる研究成果である。

報告書

(5件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Crystal Structures of Csm2 and Csm3 in the Type III-A CRISPR-Cas Effector Complex2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshita, D., Sato, M., Inanaga, H. and Numata, T.
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol.

      巻: 431 号: 4 ページ: 748-763

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2019.01.009

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and enzymatic properties of a two-domain family GH19 chitinase from Japanese cedar (Cryptomeria japonica) pollen2018

    • 著者名/発表者名
      Takashima, T., Numata, T., Taira, T., Fukamizo, T. and Ohnuma, T.
    • 雑誌名

      J. Agric. Food Chem.

      巻: 66 号: 22 ページ: 5699-5706

    • DOI

      10.1021/acs.jafc.8b01140

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metabolic and chemical regulation of tRNA modification associated with taurine deficiency and human disease2018

    • 著者名/発表者名
      Asano Kana、Suzuki Takeo、Saito Ayaka、Wei Fan-Yan、Ikeuchi Yoshiho、Numata Tomoyuki、Tanaka Ryou、Yamane Yoshihisa、Yamamoto Takeshi、Goto Takanobu、Kishita Yoshihito、Murayama Kei、Ohtake Akira、Okazaki Yasushi、Tomizawa Kazuhito、Sakaguchi Yuriko、Suzuki Tsutomu
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 46 号: 4 ページ: 1565-1583

    • DOI

      10.1093/nar/gky068

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal structure and thermodynamic dissection of chitin oligosaccharide binding to the LysM module of chitinase-A from Pteris ryukyuensis2017

    • 著者名/発表者名
      Ohnuma, T., Taira, T., Umemoto, N., Kitaoku, Y., Sørlie, M., Numata, T. and Fukamizo, T.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 494 号: 3-4 ページ: 736-741

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.08.143

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chitin oligosaccharide binding to the lysin motif of a novel type of chitinase from the multicellular green alga, Volvox carteri2017

    • 著者名/発表者名
      Kitaoku, Y., Fukamizo, T., Numata, T. and Ohnuma, T.
    • 雑誌名

      Plant Mol. Biol.

      巻: 93 号: 1-2 ページ: 97-108

    • DOI

      10.1007/s11103-016-0549-5

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of chitosan recognition by CBM32 carbohydrate-binding modules from a Paenibacillus sp. IK-5 chitosanase/glucanase2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya, S., Nishimura, S., Kitaoku, Y., Numata, T., Kimoto, H., Kusaoke, H., Ohnuma, T. and Fukamizo, T.
    • 雑誌名

      Biochem J.

      巻: 473 号: 8 ページ: 1085-1095

    • DOI

      10.1042/bcj20160045

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Structure of the CRISPR-Cas RNA Silencing Complex2016

    • 著者名/発表者名
      Numata, T. and Osawa, T.
    • 雑誌名

      Photon Factory Highlights 2015

      巻: - ページ: 42-43

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-27  

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