| 研究課題/領域番号 |
22K14781
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分37010:生体関連化学
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| 研究機関 | 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
小田部 尭広 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 「光スイッチ医療創出」プロジェクト, 研究員(任期有) (90758880)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 光制御技術 / CRISPR-Casシステム / Cas13 / RNA編集 / RNAノックダウン / ノックダウン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ゲノム編集は、二本鎖DNAの切断反応を伴う不可逆な反応であり、編集したDNAの機能を恒久的に変えてしまう。そのため、生体高分子が時空間的に複雑に関与する生命現象を理解し、制御する目的には向かない。一方で、RNAは可逆的であり、タンパク質の設計図としての役割だけでなく、RNA自身が、特定の細胞や組織の中で、時々刻々と発現を変化させていることで、遺伝性疾患の原因や細胞機能といった生命現象に深く関与しているので、RNAの機能を時空間特異的かつ反復的に制御する技術開発が必要である。本研究では、RNA標的型CRISPR-CasシステムであるCas13タンパク質の働きを光で操作する技術の開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
DNA切断反応を伴うゲノム編集は、不可逆な反応であり、編集したDNA機能を恒久的に変えてしまうため生体分子が時空間的に複雑に関与する生命現象を制御する方法には向いていない。
本研究では、時空間制御可能なRNA編集技術として、RNA標的型CRISPR-Casシステムの光制御技術を開発した。Ruminococcus flavefaciens strain XPD3002由来のCas13タンパク質を基に、光操作可能なCas13を開発し、青色光依存的にレポーター遺伝子や内在性遺伝子のRNAノックダウンに成功した。in vivoでの応用も検証し、マウス肝臓でレポーター遺伝子のRNAノックダウンに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
可逆的な分子であるRNAは、時空間的な変化に伴い、細胞や組織中での発現が時々刻々と変化することが、疾患や発生・分化といった生命現象に結びついている。RNA機能を時空間制御する技術が確立されれば、生命現象を解明する手助けになる。既存技術としてRNAノックダウンやエクソンスキップによって発現を制御するRNA干渉がある。しかし、RNA干渉は、時空間的な制御が難しく、抗標的により望まないRNA機能まで阻害する。RNA干渉では困難な時空間精度で可逆的かつ反復的にRNA編集する技術が確立すれば、RNA修飾や書き換え技術と組合せて、生命科学研究だけでなく医療応用やゲノム編集に代わるし技術として期待できる。
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