| 研究課題/領域番号 |
21H02067
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37020:生物分子化学関連
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| 研究機関 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
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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, 名誉教授 (60207339)
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| 研究分担者 |
竹中 瑞樹 京都大学, 理学研究科, 准教授 (10796163)
青木 吉嗣 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 遺伝子疾患治療研究部, 部長 (80534172)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | RNA編集 / 遺伝コード修復 / デアミナーゼ / ツノゴケ / DYWドメイン / GRPドメイン / DRHドメイン / PPR56 / DYWドメイン相同体 / DYW相同体 / MS2システム / PPRタンパク質 / 脱アミノ化酵素 / アミノ転移酵素 / 疾患治療 / 脱アミノ化 / アミノ基転移 / 人為的RNA編集 / 脱アミン化 / ADAR1 / RNA editing / RNA修復 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、遺伝子の点変異を原因とする疾患に対する治療法として、人為的なRNA editingを利用して、発現している変異RNAの遺伝コードを部位特異的に修復して疾患を治療するという、遺伝コード修復による疾患治療法の確立を目指している。
具体的には、実用化を目指した遺伝子治療法の開発を行うとともに、人為的なU⇒C変換を実現するための人工酵素の創成を行う。
そのため、(a) C⇒U RNA editingを利用した治療法の確立、および(b) U⇒C RNA editingを触媒する人工酵素複合体の創成とそれを利用した遺伝子治療、を目指した研究を実施する。
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| 研究成果の概要 |
人為的RNA編集ツールの改良を行い、guide RNAの最適化やAPOBEC3AやDYWドメインを酵素として用いることでRNA編集効率が50％以上となる様に改善し、さらに疾患例への適用としてT>C変異を原因とするmacularマウスの修復にも成功した。
U⇒C RNA編集が顕著なツノゴケよりDYWドメインに相同性を有するGRPおよびDRHドメインを単離し、それぞれアミノ基供与体依存的なU⇒CおよびG⇒A変換活性を有していることを明らかにした。さらにRNA認識にPPR56を利用することでGRPあるいはDRHを用いたHEK293細胞内でのU⇒CおよびG⇒A RNA変換が可能である事を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた様々な結果によって、RNA内の変異塩基の脱アミノ化あるいはアミノ転移によって遺伝コードを変換するRNA編集を人為的に再現することで、点変異したRNAを標的に、遺伝コードを細胞内で部位特異的に変換・修復による疾患治療が可能であることが示され、編集効率の高い人為的RNA編集ツールの開発で、A⇒I(G)およびC⇒U RNA編集では疾患治療に有効なレベルのツール開発に成功した。さらにツノゴケ由来のGRPあるいはDRHドメインによってHEK293細胞内でのU⇒C及びG⇒A変換にも成功した。GRP及びDRHドメインについては世界初の発見であり、学術的にも高い意義が認められる。
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