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自由自在な遺伝子発現を実現する転写ナノチップの創成

研究課題

研究課題/領域番号 19K22390
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
研究機関東京大学

研究代表者

多田隈 尚史  東京大学, 定量生命科学研究所, 協力研究員 (10339707)

研究分担者 三嶋 雄一郎  京都産業大学, 生命科学部, 准教授 (00557069)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019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1分子計測(SMD) / 核酸 / 蛋白質 / 分子機械 / マイクロ・ナノデバイス / ナノバイオ
研究開始時の研究の概要

遺伝子発現の自由自在な制御は、生物学の挑戦です。本研究は、独自に開発してきた転写ナノチップを発展させ、細胞や個体内の状態にあわせて自律的にRNAを産出するナノデバイス(転写ナノチップ)の構築を目的とします。このナノチップを用いて、従来技術では難しかった事、(例えば、1個1個の細胞毎に、タイミングや量だけでなく、出力するRNAの種類を変える事)、を実現します。そして、このナノチップを用いて、遺伝子発現を自由自在に制御する事で、細胞の遺伝子発現の仕組みを理解します。また、その理解を応用し、細胞の運命制御の基盤技術を確立します。

研究成果の概要

RNAワクチンの大成功は、核酸の体内デリバリーの有用性を改めて示した。しかし、より精緻な制御をするためには、核酸をデリバリーするだけでなく、その場で状況に合わせて、RNAを作成し、細胞の機能を制御する技術の確立が肝要である。本研究は、転写ナノチップ作製を通して、その具現化を目指し、ナノチップが個体内に長時間壊れずに安定に維持される技術を確立した。また、作成・導入されたRNAから、効率的に蛋白質が作成される機構についても明らかにし、今後の基盤を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

RNAワクチンの成功が示すように、核酸を体の中にデリバリーできれば、様々に有用です。しかし、従来は、個々人に合わせて、あるいは、同じ人でも症状にあわせた対処をする事が困難でした。必要な場所と時間に必要な核酸を作成できれば、これらのような事が可能となります。本研究は、その基礎研究として、RNAを個体内で作成する技術、また、作成・導入されたRNAが、細胞の機能にどのように影響を与えるのかを調べ、今後の基盤を得ました。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Viral RNA recognition by LGP2 and MDA5, and activation of signaling through step-by-step conformational changes2020

    • 著者名/発表者名
      Duic Ivana、Tadakuma Hisashi、Harada Yoshie、Yamaue Ryo、Deguchi Katashi、Suzuki Yuki、Yoshimura Shige H、Kato Hiroki、Takeyasu Kunio、Fujita Takashi
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 48 号: 20 ページ: 11664-11674

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa935

    • NAID

      120006936359

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Overview of the “biophysics in nano-space” session at the 57th annual meeting of the2020

    • 著者名/発表者名
      Tadakuma Hisashi and Kitagawa Daiju
    • 雑誌名

      Biophysical Reviews

      巻: 12 号: 2 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1007/s12551-020-00646-z

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HCV IRES captures an actively translating 80S ribosome2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Takeshi、Machida Kodai、Iwasaki Wakana、Shigeta Tomoaki、Nishimoto Madoka、Takahashi Mari、Sakamoto Ayako、Yonemochi Mayumi、Harada Yoshie、Shigematsu Hideki、Shirouzu Mikako、Tadakuma Hisashi、Imataka Hiroaki、Ito Takuhiro
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1205-1214

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2019.04.022

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] DNAオリガミを用いたキネシン-1の空間配置が輸送複合体の協調運動に与える影響の解析2020

    • 著者名/発表者名
      福本 紘大, 宮薗 侑也, 多田隈 尚史, 原田 慶恵
    • 学会等名
      第43回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] キネシン分子の空間配置が輸送複合体の運動に与える影響の評価2020

    • 著者名/発表者名
      福本 紘大, 宮薗 侑也, 多田隈 尚史, 原田 慶恵
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Defining codon-mediated mRNA decay and No-go decay in zebrafish embryos2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Mishima, S. Kimura, S. Iwasaki
    • 学会等名
      EMBL meeting Protein synthesis and Translational Control
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oscillatory movement of a dynein-microtubule complex crosslinked with DNA-origami2019

    • 著者名/発表者名
      Shimaa A. Abdellatef, Hisashi Tadakuma, Yuichi Kondo, Kangmin Yan, Rofia Boudria, Kodai Fukumoto, Takashi Fujiwara, Hideo Higuchi, and Keiko Hirose
    • 学会等名
      64th Annual Meeting of Biophysical Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dicer-2による二本鎖RNAプロセッシングの一分子解析2019

    • 著者名/発表者名
      永沼 政広, 多田隈 尚史, 泊 幸秀
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Reconstitution of kinesin-based transport complex using DNA origami2019

    • 著者名/発表者名
      Kodai Fukumoto, Yuya Miyazono, Hisashi Tadakuma, Yoshie Harada
    • 学会等名
      CBI学会2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] How nano-space affects biological phenomena2019

    • 著者名/発表者名
      多田隈尚史
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ダイニン・微小管・DNA折り紙複合体の振動的運動2019

    • 著者名/発表者名
      Abdellatef Shimaa A., 多田隈 尚史, 近藤 雄一, 厳 康敏, 樋口 秀男, 広瀬 恵子
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAオリガミの分子配置技術を用いたキネシン分子の協調性評価2019

    • 著者名/発表者名
      福本 紘大, 宮薗 侑也, 多田隈 尚史, 原田 慶恵
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 集積型遺伝子チップを用いた、転写の理解と制御2019

    • 著者名/発表者名
      多田隈尚史
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Defining codon-mediated mRNA decay and No-go decay in zebrafish embryos2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Mishima
    • 学会等名
      EMBL Protein Synthesis and Translational Control
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dicer-2による二本鎖RNAプロセッシングの一分子解析2019

    • 著者名/発表者名
      永沼 政広, 多田隈 尚史, 泊 幸秀
    • 学会等名
      第21回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Genome-wide Survey of Queued Ribosomes2019

    • 著者名/発表者名
      Peixun Han, Yuichi Shichino, Mari Mito, Shungo Adachi, Satoshi Hashimoto, Tsuyoshi Udagawa, Kenji Kohno, Yuichiro Mishima, Toshifumi Inada, and Shintaro Iwasaki
    • 学会等名
      第21回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Protein integrated nano-chip for transcription analysis and regulation2019

    • 著者名/発表者名
      多田隈尚史
    • 学会等名
      第19回 日本蛋白質科学会年会 / 第71回 日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2022-01-27  

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