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人為的核酸修飾を介したナンセンス変異のリードスルー化による疾患治療法

研究課題

研究課題/領域番号 18K19288
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

塚原 俊文  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60207339)

研究分担者 盛 真友  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 研究員 (90466772)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード修飾塩基 / リードスルー / 遺伝コード修復 / 終止コドン / 無細胞翻訳系 / 合成RNA / IRES / ナンセンス変異 / 修飾酵素 / guide-RNA
研究成果の概要

ナンセンス変異を原因とする疾患治療法として翻訳リードスルー法が研究されているが、従来の方法では本来の終止コドンまでリードスルーしてタンパク質に余分なC末端を付加する結果となっていた。本研究では変異によって生じた未成熟終止コドンの塩基を化学修飾してリードスルーを誘発させることが可能かを検証し、またリードスルー効率の高い修飾塩基を検索した。修飾塩基を含んだmRNAを高効率で翻訳するため、合成RNAの上流にSD配列あるいはIRESを付加することで、修飾塩基による翻訳リードスルーの検証系を確立した。また新たに5-methyl Uや5-fluoro Uによってもリードスルーが発生することも発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって修飾塩基を含んだ完全合成RNAから無細胞翻訳系で高効率にタンパク質を合成するシステムが構築され、翻訳リードスルーを誘発する修飾塩基の検索が容易となった。また、新たに5-methyl Uや5-fluoro Uによっても翻訳リードスルー誘発が可能であることが示された。この結果は他の修飾塩基によっても翻訳リードスルーが可能であることを示唆する。既に様々な核酸塩基修飾法が知られていることから、高い翻訳リードスルー効率の修飾塩基が検索出来れば、細胞内の変異したRNAを修飾することによる翻訳リードスルーの誘発が可能となり、多くのナンセンス変異を原因とする遺伝性疾患の治療が可能となる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] The m6A Methyltransferase METTL3 Contributes to Transforming Growth Factor-beta-induced Epithelial-Mesenchymal Transition of Lung Cancer Cells Through the Regulation of JUNB2020

    • 著者名/発表者名
      Wanna-udom Sasithorn、Terashima Minoru、Hanbing Lyu、Ishimura Akihiko、Takahisa Takino、Matomo Sakari、Toshifumi Tsukahara、Suzuki Takeshi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 524 号: 1 ページ: 150-155

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.01.042

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of tissue-specific RNA editing events of genes involved in RNA editing in Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Umme Qulsum, Md. Thoufic Anam Azad, Toshifumi Tsukahara
    • 雑誌名

      Jornal of Plant Biology

      巻: 62 号: 5 ページ: 351-358

    • DOI

      10.1007/s12374-018-0452-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparative Activity of Adenosine Deaminase Acting on RNA (ADARs) Isoforms for Correction of Genetic Code in Gene Therapy,2019

    • 著者名/発表者名
      Md. Thoufic Anam Azad, Umme Qulsum, Toshifumi Tsukahara
    • 雑誌名

      Current Gene Therapy

      巻: 19 号: 1 ページ: 31-39

    • DOI

      10.2174/1566523218666181114122116

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genetic code restoration by artificial RNA editing of Ochre stop codon with ADAR1 deaminase2019

    • 著者名/発表者名
      Sonali Bhakta, Md Thoufic Anam Azad, Toshifumi Tsukahara
    • 雑誌名

      Protein Engneering , Design and Selection

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tissue-specific alternative splicing of pentatricopeptide repeat (PPR) family genes in <i>Arabidopsis thaliana </i>2018

    • 著者名/発表者名
      Umme Qulsum and Toshifumi Tsukahara,
    • 雑誌名

      BioScience Trends

      巻: 12 号: 6 ページ: 569-579

    • DOI

      10.5582/bst.2018.01178

    • NAID

      130007575204

    • ISSN
      1881-7815, 1881-7823
    • 年月日
      2018-12-31
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genotyping of single nucleotide polymorphisms using the SNP-RFLP method2018

    • 著者名/発表者名
      Saifullah and Toshifumi Tsukahara
    • 雑誌名

      BioScience Trends

      巻: 12 号: 3 ページ: 240-246

    • DOI

      10.5582/bst.2018.01102

    • NAID

      130007405694

    • ISSN
      1881-7815, 1881-7823
    • 年月日
      2018-06-30
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single nucleotide recognition using a probes-on-carrier DNA chip.2018

    • 著者名/発表者名
      Saifullah, Satoshi Fuke, Hiroshi Nagasawa and Toshifumi Tsukahara
    • 雑誌名

      BioTechniques

      巻: 66 号: 2 ページ: 73-78

    • DOI

      10.2144/btn-2018-0088

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Genetic Code Rest oration by Using Artificial RNA Editing for G to A mutated mRNAs2019

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Tsukahara, Sonali Bhakta, Md. Thoufic Anam Azad
    • 学会等名
      World Congress of Molecular & Cell Biology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial RNA Editing in (BFP) Blue Fluorescence Protein (Derivative of GFP) by Using APOBEC1 Deaminase for Restoration of Genetic Code2019

    • 著者名/発表者名
      Sonali Bhakta, Md. Thoufic Anam Azad, Toshifumi Tsukahara,
    • 学会等名
      World Congress of Molecular & Cell Biology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of CRISPR-Cas13 machinery to disease treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Saifullah, Matomo Sakari, Toshifumi Tsukahara
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Genetic code restoration by using APOBEC1 artificial cytidine deaminase2019

    • 著者名/発表者名
      Sonali Bhakta and Toshifumi Tsukahara
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of tissue-specific alternative splicing of Organelle RNA Recognition Motif(ORRM) family genes in Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      John MW Munene and Toshifumi Tsukahara
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] RNAメチル基転移酵素METTL3の転写共役機構2019

    • 著者名/発表者名
      盛 真友、塚原 俊文
    • 学会等名
      Hokuriku RNA Club 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Artificial RNA editing enzymes for RNA restoration in vivo2018

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Tsukahara, Md Thoufic Anam Azad, Sonalo Bhakta, Matomo Sakari
    • 学会等名
      Malaysia-Japan Joint International Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Site-Directed RNA Editing of Mutated RNAs by Artificial Enzymes2018

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Tsukahara, Md Thoufic Anam Azad, Sonalo Bhakta, Matomo Sakari
    • 学会等名
      BIT's 9th World Gene Convention-2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] タンパク質を生合成させる方法および未成熟終止コドンの修飾方法2019

    • 発明者名
      塚原 俊文、盛 真友、田中 龍太
    • 権利者名
      北陸先端科学技術大学院大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-018379
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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