| 研究課題/領域番号 |
21K19397
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分50:腫瘍学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
小野寺 康仁 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (90435561)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 酵素活性制御 / タンパク質導入 / 細胞外小胞 / エクソソーム / ウイルス / タンパク質スプライシング / タンパク質トランススプライシング / ウイルス様粒子 / 薬剤耐性遺伝子 / タンパク質間スプライシング / 遺伝子治療 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞内酵素の活性を完全に制御することは、遺伝子を用いた治療などにおいて非常に重要な課題である。強力な酵素による一過的な機能発現が求められるが、既存の方法では活性を極限まで抑えることはできても「ゼロ」にはできない。酵素が強力であるほど活性の漏出は大きくなり、治療効率低下や副作用に繋がってしまう。本研究では「タンパク質の再結合」と「細胞外部からの導入」とを組み合わせて、酵素活性のON/OFFを完全に制御するための新たな方法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
本研究の遂行を通じて、酵素活性の完全なON/OFF制御を可能とする技術のプラットフォームを構築することができた。具体的には、任意のタンパク質をエクソソームや細胞外小胞へ導入し、目的細胞に高効率で導入するための技術の基盤と、細胞外から導入されたタンパク質断片を細胞質に発現させた対応するタンパク質断片と再会合させ、活性を持つ全長タンパク質を形成するための技術の基盤を確立することができた。これらの技術は、細胞生物学研究に広く適用することが可能である。例えば、遺伝子の導入や改変を行った細胞の選択や、細胞外小胞やウイルスの動態の解析、臨床における毒性タンパク質の活性制御等に応用することができる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在広く用いられているタンパク質の活性制御法は、二種類に大別できる。一つは発現レベルでの制御であり、ドキシサイクリン等の薬剤で制御可能なプロモーターを用いてmRNA発現を制御する方法や、オーキシンデグロン法のようにタンパク質分解を制御する方法が挙げられる。もう一つは、タンパク質活性を抑制するドメインを用いる方法であり、ERT2の付加などが挙げられる。いずれも完全な「ゼロ活性」は達成できず、強力な活性を持つタンパク質の制御には問題が生じる。本研究の方法では、活性を全く持たない「タンパク質断片」をベースとして、それを完全長にするための断片を外部から導入することで、活性の完全制御を達成した。
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