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人工リボスイッチによる真核細胞内タンパク質発現の精密制御

研究課題

研究課題/領域番号 17K19200
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 生体分子化学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 慎一  京都大学, 化学研究所, 准教授 (70534478)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードリボスイッチ / RNA / 核酸 / タンパク質翻訳制御
研究成果の概要

本研究目的は,動物細胞内のタンパク質翻訳を厳密に制御可能な研究ツールを開発することにあった.本研究では,IRES構造のリボソームの認識に必須な構造を分割し,再構成することで機能する人工リボスイッチの創製を行った.本研究では,タンパク質の発現誘導ができる「ON」スイッチおよびタンパク質発現抑制ができる「OFF」スイッチを設計し,それぞれが有効に機能することが確認できた.また申請時に提案した設計したONスイッチとOFFスイッチを組み合わせることで,タンパク質の発現誘導と抑制を同時に制御できるDualスイッチとして機能させることに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞のタンパク質発現を自在に操ることができる技術は,細胞機能の理解や人為的制御に有効な手段となり得る.近年,様々な人工リボスイッチが開発され,その成果が学術雑誌に報告されているが,その多くは単純な翻訳制御システムを持つ原核細胞のタンパク質発現を制御するものである.従って,研究ツールとしての応用範囲は限定的であった.本研究では,複雑なタンパク質発現システムを持つ真核細胞で機能する高性能リボスイッチの開発に成功した.その学術的意義は高い.また,本研究成果は,RNA構造体を分割する大胆かつ斬新な核酸設計を行っており,今後の核酸設計に新たな指針を与えるなど,基礎研究においても大きなインパクトを生む.

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Multifunctionalization of Cells with a Self-Assembling Molecule to Enhance Cell Engraftment2019

    • 著者名/発表者名
      Takashima Ippei、Kusamori Kosuke、Hakariya Hayase、Takashima Megumi、Vu Thi Hue、Mizukami Yuya、Noda Naotaka、Takayama Yukiya、Katsuda Yousuke、Sato Shin-ichi、Takakura Yoshinobu、Nishikawa Makiya、Uesugi Motonari
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 14 号: 4 ページ: 775-783

    • DOI

      10.1021/acschembio.9b00109

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Live-cell imaging of multiple endogenous mRNAs permits the direct observation of RNA granule dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Yatsuzuka Kenji、Sato Shin-ichi、Pe Kathleen Beverly、Katsuda Yousuke、Takashima Ippei、Watanabe Mizuki、Uesugi Motonari
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 52 ページ: 7151-7154

    • DOI

      10.1039/c8cc03805h

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical decontamination of iPS cell-derived neural cell mixtures2018

    • 著者名/発表者名
      Mao Di、Chung Xie Khim Watson、Andoh-Noda Tomoko、Qin Ying、Sato Shin-ichi、Takemoto Yasushi、Akamatsu Wado、Okano Hideyuki、Uesugi Motonari
    • 雑誌名

      Chem Commun (Camb). 1355

      巻: 54 号: 11 ページ: 1355-1358

    • DOI

      10.1039/c7cc08686e

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Method for Imaging Live-Cell RNA Using an RNA Aptamer and a Fluorescent Probe2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Shin-ichi、Yatsuzuka Kenji、Katsuda Yousuke、Uesugi Motonari
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol.

      巻: 1649 ページ: 305-318

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-7213-5_20

    • ISBN
      9781493972128, 9781493972135
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] RNA高次構造構築による新規遺伝子発現制御法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      勝田 陽介・佐藤 慎一・嘉村 匠人・北村 裕介・萩原 正規・井原 敏博
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] G-quadruplexを利用したRNA fraction検出法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      勝田 陽介, 嘉村匠人, 北村裕介, 萩原正規, 佐藤慎一, 井原 敏博
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] RNA G-quadruplex形成を利用した新規遺伝子発現抑制技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      勝田 陽介, 嘉村匠人, 北村裕介, 萩原正規, 佐藤慎一, 井原 敏博
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] RNA高次構造の形成誘導を利用した 遺伝子機能解析技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      嘉村匠人, 勝田陽介, 北村裕介, 萩原正規, 佐藤慎一, 井原敏博
    • 学会等名
      第36回九州分析化学若手の会夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 小分子を用いたRNA四重鎖構造の網羅的探索2018

    • 著者名/発表者名
      井上 舞美、勝田 陽介、北村 裕介、上杉 志成、 萩原 正規、佐藤 慎一、井原 敏博
    • 学会等名
      第36回九州分析化学若手の会夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 外的因子によるRNA高次構造の形成誘導および遺伝子発現制御2018

    • 著者名/発表者名
      嘉村匠人、勝田陽介、北村裕介、萩原正規、佐藤慎一、井原敏博
    • 学会等名
      第30回生体機能関連化学若手の会サマースクール
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 小分子を用いたタンパク質翻訳反応制御機能を有するRNA高次構造の網羅的探索2018

    • 著者名/発表者名
      井上 舞美、勝田 陽介、北村 裕介、上杉 志成、萩原 正規、佐藤 慎一、井原 敏博
    • 学会等名
      第30回生体機能関連化学若手の会サマースクール
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] RNAを標的とした新規機能解析技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      嘉村匠人、勝田陽介、北村裕介、萩原正規、佐藤慎一、井原敏博
    • 学会等名
      化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 小分子を用いたRNA四重鎖構造の網羅的探索2018

    • 著者名/発表者名
      井上 舞美、勝田 陽介、北村 裕介、上杉 志成、萩原 正規、佐藤 慎一、井原 敏博
    • 学会等名
      化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] がん関連遺伝子を対象とした 細胞内RNA G-quadruplexの網羅的探索2018

    • 著者名/発表者名
      勝田 陽介, 佐藤 慎一, 井上 舞美, 嘉村 匠人, 北村 裕介, 萩原 正規,上杉 志成, 井原 敏博
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第13回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Live-Cell Multi-Color Imaging of Endogenous RNAs with a Small Molecule and a Short RNA2018

    • 著者名/発表者名
      YATSUZUKA, Kenji; SATO, Shin-ichi; PE, Kathleen Beverly; UESUGI, Motonari
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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