リピート配列を持つＤＮＡ結合ドメインのＤＮＡ結合様式解明と人工蛋白質創製への展開

• 研究課題/領域番号: 24510295
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 今西 未来 京都大学, 化学研究所, 助教 (80362391)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: DNA binding protein / Directed evolution / DNA結合タンパク質 / TALE / 転写因子 / DNA結合蛋白質

研究成果の概要

任意のDNA配列に結合できる人工DNA結合蛋白質は、転写制御やゲノム編集ツールとして有用である。TALE蛋白質はDNA１塩基を認識するユニットの繰り返し配列を持ち、様々なDNA配列に結合できる。一方、TALEが結合する配列には、5’末端にTが必須という制限があるが、その認識様式に関しては明らかでなかった。本研究では、TALEのDNA結合特性を明らかにし、5’末端塩基の制限がないTALE骨格の探索を目的とした。repeat-1のヘアピンループ領域をランダム化し分子進化法によるセレクションを行った結果、5’末端塩基の種類に依存せずDNAに結合できるTALE骨格を獲得することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Creating a TALE Protein with Unbiased 5'-T Binding (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, S.; Futaki, S.; Imanishi, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 441 号: 1 ページ: 262-265
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.10.060
  • 査読あり
• [学会発表] Design of Artificial DNA Binding Proteins towards Manipulation of Biological Rhythms (2015)
  • 著者名/発表者名: Imanishi, M.
  • 学会等名: RNA & CLOCK 2015
  • 発表場所: 淡路市
  • 年月日: 2015-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] 分子進化法を用いたTALEタンパク質の機能拡張 (2014)
  • 著者名/発表者名: 辻将吾，今西未来，二木史朗
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会7.0
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2014-11-14
• [学会発表] Creating a TALE Binding non-5’-T Sequence (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, S., Imanishi, M., Futaki, S.
  • 学会等名: FASEB SRC "Genome engineering: Cutting-edge research and application"
  • 発表場所: Nassau (Bahamas)
  • 年月日: 2014-06-25
• [学会発表] 分子進化法を用いた5'末塩基非選択性TALEタンパク質の創製
  • 著者名/発表者名: 辻将吾、今西未来、二木史朗
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本大学（熊本市）
• [学会発表] 分子進化法を用いたTALE蛋白質の標的DNA条件の解除
  • 著者名/発表者名: 今西未来、辻将吾、二木史朗
  • 学会等名: 細胞を創る研究会6.0
  • 発表場所: 鶴岡メタボロームキャンパス（鶴岡市）
• [学会発表] Molecular evolution of a TALE protein to change DNA binding manner
  • 著者名/発表者名: 今西未来、辻将吾、二木史朗
  • 学会等名: CBI学会2013年大会 -生命医薬情報学連合大会-
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis of 5’-thymine recognition by TAL effectors
  • 著者名/発表者名: Tsuji, S.; Imanishi, M.; Futaki, S.
  • 学会等名: 国際ケミカルバイオロジー学会（ICBS）第２回年会（ICBS2013)
  • 発表場所: 京都大学（京都市）
• [学会発表] TAL effectorによる5'末端チミン認識におけるrepeat -1の役割
  • 著者名/発表者名: 辻将吾、今西未来、二木史朗
  • 学会等名: 第７回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学（名古屋市）
• [学会発表] 5'-Tthymine Recognition by TAL Effectors
  • 著者名/発表者名: Tsuji S., Imanishi M., Futaki S.
  • 学会等名: The 39th Inernational Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: 名古屋大学（名古屋市）
• [学会発表] TAL effector による5’-チミン認識機構の解明
  • 著者名/発表者名: 辻 将吾、今西未来、二木史朗
  • 学会等名: 日本薬学会第１３３年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）