| 研究課題/領域番号 |
21H02076
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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37030:ケミカルバイオロジー関連
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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 |
藤本 健造 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (90293894)
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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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 光クロスリンク / RNA操作 / RNA編集 / 可逆的DNA光クロスリンク / RNA光クロスリンク / DNA編集 / ゲノム編集 / 超高速RNA光架橋 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、対合塩基認識能を有する新規光応答性人工核酸開発を通して正確なRNA操作を創り出すとともに、アップコンバージョン用ナノ粒子を用いた近赤外光励起によるRNA操作を組み込むことで、最終的に細胞内での時空間制御可能な光化学的RNA編集法の確立を目的とする。
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| 研究成果の概要 |
光化学的な塩基変換による遺伝子治療に向け，生理条件下での光化学的な塩基編集法の開発を行った。まず、リン酸基を修飾した脱アミノ化用プローブが脱アミノ化を大きく加速し，生理条件下２４時間で８０%以上のシトシンをウラシルへ変換できることを見出した。次に試験管内において、種々の光架橋人工核酸を用いてRNA鎖中のシトシンからウラシルへのピンポイント塩基変換をおこない、周辺塩基の水性が高ければ高いほど脱アミノ化反応速度が速いことを明らかにした。次に細胞内RNAの光操作に向け，細胞内mRNAを標的としたアンチセンス効果の検証をおこない、光架橋速度が速ければ速いほど遺伝子抑制効果が高いことを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
CRISPR-Cas9技術に代表される様に、ゲノム操作のための新しい遺伝子工学的手法の開発は，幹細胞工学，遺伝子治療，遺伝子組み換え植物の技術など幅広い用途・分野において新産業を産み出す力に直結している。本研究では、超高速光架橋法を用いた時空間制御可能な核酸類操作法の新規開発に挑戦した。その結果，操作波長の長波長化・高速化により高次構造を持つ核酸に対してもアクセスが可能となることや，照射エネルギー依存的な活性制御可能であることなど予想を超える結果を得た。この超高速光クロスリンクを用いた遺伝子発現の光制御は，核酸編集のみならす核酸医薬品開発においても有用な技術と期待される。
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