| 研究課題/領域番号 |
23K23477
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02210 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
今西 未来 京都大学, 化学研究所, 准教授 (80362391)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
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| キーワード | RNA脱メチル化 / N6メチルアデノシン / RNAメチル化修飾酵素 / エピトランスクリプトーム / ゲノム編集 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
mRNAの多くで見られる代表的な修飾塩基であるN6メチルアデノシン（m6A）は、様々な生命現象に関与する。その役割を解明するための戦略として、配列選択的なエピトランスクリプトーム制御が試みられてはいるが、機能解析の実現に向けては、選択性と効率の向上が鍵となる。そこで本研究では、酵素およびRNA結合分子の性質に基づいた分子デザインにより、高効率かつ高選択的なエピトランスクリプトーム制御法の開発を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、CRISPR/dCas13と脱メチル化酵素FTOおよびALKBH5とを融合させたタンパク質を用いたin vitroにおける標的選択的脱メチル化評価系の構築を行った。大腸菌発現系を用いたタンパク質発現精製条件の最適化、ガイドRNAのin vitro合成、およびN6-メチルアデノシンを含む標的RNAの合成、精製法を確立した。また、複合体を必要としないシンプルな配列選択的脱メチル化系として、RNA結合タンパク質PUFと脱メチル化酵素とを融合させたタンパク質をデザインし、大腸菌発現系より精製して、配列選択的な脱メチル化能を解析した。脱メチル化の評価は、N6-メチルアデノシン感受性のエンドリボヌクレアーゼMazFを用いた電気泳動による評価および、SELECT法を用いて行った。PUFタンパク質は、通常８つのリピートから構成されており、対応するRNA８塩基に結合するが、このリピート中に含まれるRNAを認識するアミノ酸にアラニン置換を導入して、７塩基認識型、および6塩基認識型へと改変したPUF改変体を作製した。これらの変異体は8塩基認識型とオーバーラップする塩基配列を認識しつつ、8塩基認識型と比較してRNAへの結合親和性が弱まった一方で、６塩基認識型とFTOとの融合体は、より低濃度で標的とするPUF結合配列の近傍に存在するN6-メチルアデノシンに対して高いRNA脱メチル化活性を示した。より詳細な検討が必要ではあるが、この結果は、RNAへの結合が弱まることで、脱メチル化酵素がRNAから解離しやすくなり、酵素反応のターンオーバーが高まっている可能性を示唆しているといえる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
RNA結合とRNA脱メチル化に関する興味深い関係を見出せたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度に構築した、CRISPR/dCas13システムを利用したin vitroにおける配列選択的脱メチル化評価系を利用して、ガイドの長さ、および、ガイドと 標的の両者の高次構造に着目した解析を行う。また、配列選択性に関しては、 メチル化制御酵素自体のRNA結合性が標的の選択性の低下の一因であることを考慮し、RNAとの相互作用領域に着目した酵素の改変体とRNA結合 分子との組み合わせを種々検討する。
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