研究課題
挑戦的研究(萌芽)
本研究では、エピジェネティクス情報を含む長鎖クロマチンを人工細胞膜内に再構成し、それを培養細胞に導入する新規技術を開発する。遺伝子ベクターとミニ染色体を利用する従来技術では、任意のエピジェネティクス情報を持つ長鎖エピゲノムDNAを哺乳細胞に導入できない。そこで、De novoで人工エピゲノム断片を試験管内で再構成し、それを人工細胞膜内に封入して哺乳細胞内に長鎖DNAを送達させる技術を開発する。これにより、細胞を介した調製過程を要する従来法よりも高い拡張性でエピゲノム断片の細胞内送達を目指すとともに、エピゲノム修飾情報とDNA代謝反応量の相関を定量解析する技術基盤の確立を目指す。
本研究では、ヒストンを修飾したヌクレオソームを試験管内で再構成して人工細胞膜を用いたリポソームに封入することによりクロマチンを細胞内に導入するための技術開発と、再構成した試料をDNA仲介反応系で評価することを研究目的とした。その結果、長鎖ヌクレオソームをリポソームに封入するための再構成条件を見いだした。また、ヒストンH2BのN末端テイルをアセチル化すると再構成ヌクレオソームが局所的に不安定化することを明らかにした。さらに、細胞サイズのリポソームに遺伝子転写カセットを封入することでリポソーム内での転写・翻訳反応を再現性よく観察する実験系を確立した。
本研究によって、細胞サイズの人工リポソームにおいて遺伝子の転写反応とタンパク質の翻訳反応を分割してその産物量を継時的に測定する試験管内反応系が確立できた。これにより、従来技術の無細胞転写・翻訳系では解析することが困難だったセントラルドグマの反応素過程ごとの制御分子機構を数学的に記述するための方法論の確立に道筋がついた点に学術的な意義がある。また、長鎖のヌクレオソームを人工膜リポソームに封入する技術が確立できた点も細胞へのエピゲノム断片の導入技術開発に向けて学術的な意義があったと考えられる。
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すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (2件)
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