１分子解像度でＲＮＡ－タンパク質複合体の細胞内分布を一斉計測する新テクノロジー

• 研究課題/領域番号: 16J06287
• 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: システムゲノム科学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 石黒 宗 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2016-04-22 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円); 2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: RNA editing / In situ RNA imaging / Single-cell analysis / Synthetic biology / In situ RNA sequencing / RNA-タンパク質相互作用 / RNAイメージング / DNAバーコード / 合成生物学 / 細胞動態解析

研究実績の概要

本研究は、In situ RNAシーケンシング法およびRNA結合タンパク質の網羅的な解析により、一細胞レベルでRNA分子、RNA結合タンパク質との相互作用の同時検出技術の開発を目的としている。一細胞レベルでのRNA-タンパク質相互作用の計測は、アデニンの脱アミノ化反応によるA-to-I RNA編集等のRNA修飾、またそれによる細胞内局在の変化を明らかにできる可能性がある。今年度は特にIn situ RNAシーケンシング法の確立に加えて、マイクロRNAにおけるA-to-I RNA編集の超並列シーケンサーを用いた同定、さらにADARタンパク質と相互作用するマイクロRNAの情報学的解析を実施した。これにより、mature miRNA（成熟型）に加えて、pre-miRNA（前駆体）は、ADAR1-p110あるいはADAR2と特異的に結合することが示唆された。このADARアイソフォーム特異的に結合するマイクロRNAを用いたRNA二次構造解析より、マイクロRNAのポジション毎の塩基対合確率の比較を一塩基毎に行った。その結果から、ADARアイソフォーム特異的に結合するマイクロRNA群は異なる二次構造的な特徴を有し、その相互作用パタンによってRNA編集や局在が制御されうる可能性を示唆した。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Fast and global detection of periodic sequence repeats in large genomic resources (2018)
  • 著者名/発表者名: Mori Hideto、Evans-Yamamoto Daniel、Ishiguro Soh、Tomita Masaru、Yachie Nozomu
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 47 号: 2 ページ: e8-e8
  • DOI: 10.1093/nar/gky890
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Engineered CRISPR-Cas9 nuclease with expanded targeting space (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishimasu Hiroshi、Shi Xi、Ishiguro Soh、Gao Linyi、Hirano Seiichi、Okazaki Sae、Noda Taichi、Abudayyeh Omar O.、Gootenberg Jonathan S.、Mori Hideto、Oura Seiya、Holmes Benjamin、Tanaka Mamoru、Seki Motoaki、Hirano Hisato、Aburatani Hiroyuki、Ishitani Ryuichiro、Ikawa Masahito、Yachie Nozomu、Zhang Feng、Nureki Osamu
  • 雑誌名: Science 巻: 361 号: 6408 ページ: 1259-1262
  • DOI: 10.1126/science.aas9129
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Base-pairing probability in the microRNA stem region affects the binding and editing specificity of human A-to-I editing enzymes ADAR1-p110 and ADAR2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro Soh、Galipon Josephine、Ishii Rintaro、Suzuki Yutaka、Kondo Shinji、Okada-Hatakeyama Mariko、Tomita Masaru、Ui-Tei Kumiko
  • 雑誌名: RNA Biology 巻: 15 号: 7 ページ: 976-989
  • DOI: 10.1080/15476286.2018.1486658
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-quality overlapping paired-end reads for the detection of A-to-I editing on small RNA. (2018)
  • 著者名/発表者名: Galipon J, Ishi R, Ishiguro S, Suzuki Y, Kondo S, Okada-Hatakeyama M, Tomita M, Ui-Tei K
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] オミクス科学における実験数の組合わせ爆発に挑むDNAバーコード技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石黒 宗, 増山 七海, 谷内江 望
  • 雑誌名: 生化学 巻: 89 号: 4 ページ: 538-545
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2017.890538
  • NAID: 40021312480
  • ISSN: 0037-1017
  • 年月日: 2017-08-25
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Robotic crowd biology with Maholo LabDroids. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yachie N; Robotic Biology Consortium (inc. Masaki Matsumoto)., Natsume T.
  • 雑誌名: Nature Biotechnology 巻: 35 号: 4 ページ: 310-312
  • DOI: 10.1038/nbt.3758
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] A CRISPR-barcode technology to isolate a target clone from different cell population samples. (2018)
  • 著者名/発表者名: Soh Ishiguro, Kana Ishida, Hideto Mori, Mamoru Takana, Nanami Masuyama, Motoaki Seki, Keiji Nishida, Akihiko Kondo, Satoru Kuhara, Masaru Tomita, Hiroyuki Aburatani, and Nozomu Yachie
  • 学会等名: Keystone Symposia, Genome Engineering: From Mechanisms to Therapies
  • 国際学会
• [学会発表] A CRISPR-barcode technology to isolate a target clone from different cell population samples. (2018)
  • 著者名/発表者名: Soh Ishiguro, Kana Ishida, Hideto Mori, Mamoru Takana, Nanami Masuyama, Motoaki Seki, Keiji Nishida, Akihiko Kondo, Satoru Kuhara, Masaru Tomita, Hiroyuki Aburatani, and Nozomu Yachie
  • 学会等名: Asia Synthetic Biology Association Meeting 2018
  • 国際学会
• [図書] 実験医学 2019年1月号「ウェットなデータストレージメディアとしてのDNA」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森秀人, 石黒宗
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 全ゲノム合成時代における長鎖DNA合成の考え方 (2018)
  • 著者名/発表者名: 谷内江望, 石黒宗
  • 出版者: シーエムシー出版
  • ISBN: 9784781313344
• [図書] 生体の科学「DNAバーコードおよびゲノム編集を用いた細胞系譜の一斉追跡技術」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石黒宗、森秀人、谷内江望
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 生命科学で使えるはじめての数理モデルとシミュレーション「DNAバーコードによる生命科学実験の限界突破」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石黒宗、森秀人、谷内江望
  • 総ページ数: 239
  • 出版者: 羊土社
• [産業財産権] 細胞を単離又は同定する方法及び細胞集団 (2018)
  • 発明者名: 石田花菜, 石黒宗, 谷内江望, 佐藤知香子, 菅原潤一
  • 権利者名: 石田花菜, 石黒宗, 谷内江望, 佐藤知香子, 菅原潤一
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-152403
  • 出願年月日: 2018