細胞質因子検出 RNA 回路による細胞分画法の開発

• 研究課題/領域番号: 25870355
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医化学一般; システムゲノム科学
• 研究機関: 東京大学 (2014-2015); 京都大学 (2013)
• 研究代表者: 遠藤 慧 東京大学, 新領域創成科学研究科, 助教 (40626074)
• 連携研究者: 齊藤 博英 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (20423014)
• 研究協力者: 林 香倫
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 細胞分画法 / mRNA / マイクロRNA / 人口遺伝子回路 / 合成生物学 / 再生医療 / miRNA / 遺伝子スイッチ / 細胞分画 / 遺伝子回路 / 細胞識別 / microRNA

研究成果の概要

細胞療法など生きた細胞の利用のためには、培養した細胞から目的とする特定の細胞のみを分画する必要がある。しかし生細胞を分画する既存の方法は細胞の表面抗原の有無に依存している。本研究課題では、細胞内部のマーカー因子によって発現制御される外来の遺伝子を設計して導入することにより、細胞内部の情報に基づいて生細胞の分画技術の開発に取り組んだ。特に医療分野での応用を目指し、対象細胞のゲノム DNA 損傷を避けるため、mRNA 分子を細胞に直接導入することとした。本課題で開発した手法により、2倍程度の小さなマイクロRNA活性の差に基づいて細胞を分画することに成功した。

研究成果

• [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)
• [雑誌論文] High-resolution identification of cell types by microRNA-responsive mRNAs. (2016)
  • 著者名/発表者名: Endo, K., Hayashi, K., and Saito, H.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 21991-21991
  • DOI: 10.1038/srep21991
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Efficient Detection and Purification of Cell Populations Using Synthetic MicroRNA Switches. (2015)
  • 著者名/発表者名: Miki K, Endo K, Takahashi S, Funakoshi S, Takei I, Katayama S, Toyoda T, Kotaka M, Takaki T, Umeda M, Okubo C, Nishikawa M, Oishi A, Narita M, Miyashita I, Asano K, Hayashi K, Osafune K, Yamanaka S, Saito H, Yoshida Y.
  • 雑誌名: Cell Stem Cell. 巻: 16(6) 号: 6 ページ: 699-711
  • DOI: 10.1016/j.stem.2015.04.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mammalian synthetic circuits with RNA binding proteins for RNA-only delivery. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wroblewska L, Kitada T, Endo K, Siciliano V, Stillo B, Saito H, Weiss R
  • 雑誌名: Nature biotechnology 巻: 33 号: 8 ページ: 839-841
  • DOI: 10.1038/nbt.3301
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Efficient detection and purification of cell populations by synthetic microRNA switches. (2015)
  • 著者名/発表者名: Miki, K.†, Endo, K.†, Takahahshi, S., Funakoshi, S., Takei, I., Katayama, S., Toyoda, T., Kotaka, M., Takaki, T., Umeda, M., Okubo, C., Nishikawa, M, Oishi, A., Narita, M, Miyashita, I., Asano, K., Hayashi, K., Osafune, K., Yamanaka, S., Saito, H., Yoshida, Y.
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mammalian synthetic circuits with RNA binding proteins for RNA-only delivery. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wroblewska, L., Kitada, T.†, Endo, K.†, Siciliano, V., Elizabeth, B., Saito, H. and Weiss, R.
  • 雑誌名: Nature Biotechnology 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [学会発表] 合成 mRNA により miRNA 活性プロファイルに従って生細胞を精密に分画する (2015)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 慧
  • 学会等名: 情報計算化学生物学会 2015年大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2015-10-27
  • 招待講演
• [学会発表] High-resolution identification of cell types by microRNA-responsive mRNAs. (2014)
  • 著者名/発表者名: Endo, K., and Saito, H.
  • 学会等名: The 7th Takeda Science Foundation Symposium on Pharmasciences
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] 細胞内の情報にもとづいて細胞を生きたまま精製したい (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 慧
  • 学会等名: 日本再生医療学会（サテライトミーティング）
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 招待講演
• [学会発表] mRNA のエンジニアリングに基づく動物細胞の遺伝子発現制御系 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 慧、齊藤 博英
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 神奈川県川崎市
  • 招待講演
• [学会発表] mRNA エンジニアリングによる外来遺伝子の発現制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 慧、井上 丹、齊藤 博英
  • 学会等名: 日本 RNA 学会
  • 発表場所: 愛媛県松山市
• [備考] マイクロRNAをつかった細胞の選別方法の開発：高純度な心筋細胞の作製に成功
  • URL: https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/research/finding/150522-085314.html
• [備考] 細胞の機能を精密に制御する人工回路をRNAで構築：ヒトの細胞で成功
  • URL: https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/research/finding/150804-110938.html
• [備考] 合成RNAを利用した生細胞の高精度な同定と分離
  • URL: https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/research/finding/160224-100000.html
• [産業財産権] mRNAの設計方法 (2015)
  • 発明者名: 齊藤 博英、遠藤 慧
  • 権利者名: 齊藤 博英、遠藤 慧
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-10-28
• [産業財産権] RNA-based logic circuits with RNA binding proteins, aptamers and small molecules. (2015)
  • 発明者名: Weiss, R., Endo, K. 他７名
  • 権利者名: Weiss, R., Endo, K. 他７名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-09-08
  • 外国
• [産業財産権] miRNAの発現を指標として所望の細胞種を判別する方法 (2014)
  • 発明者名: 齊藤 博英、遠藤 慧
  • 権利者名: 齊藤 博英、遠藤 慧
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-003726
  • 出願年月日: 2014-01-10
• [産業財産権] 心筋細胞の選別方法 (2014)
  • 発明者名: 齊藤 博英、吉田 善紀、三木 健嗣、遠藤 慧、高橋 誠弥
  • 権利者名: 齊藤 博英、吉田 善紀、三木 健嗣、遠藤 慧、高橋 誠弥
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-058926
  • 出願年月日: 2014-03-20