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人工塩基対による遺伝情報の拡張技術の細胞システムへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 26248043
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体関連化学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

平尾 一郎  国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, チームリーダー (50173216)

研究期間 (年度) 2014-06-27 – 2016-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2015年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2015年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2014年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワード人工塩基対 / 遺伝情報拡張技術 / 合成生物学 / ゼノバイオロジー
研究実績の概要

申請者らは、遺伝情報を拡張した次世代遺伝子操作技術の創出を目指して、複製で機能する第三の塩基対(人工塩基対)を独自に作り出し、これを組み込んだDNAを遺伝子にもつ生物システムの構築を進めている。近年、合成生物学分野の研究が増えてきているが、申請者らは、さらにその先の新たな研究分野(Xenobiology、ゼノバイオロジー)を立ち上げるために、新たな基盤となる基礎研究を積み上げることにより、生物への応用研究に発展させている。そして、昨年度来は、申請者らが作り出した人工塩基対(Ds-Px)の性能を詳細に調べる実験を中心に研究を進めた。その結果、複製においてDs-Px塩基対が天然型塩基対と同レベルの選択性で第三の塩基対として機能することと、この塩基対を用いたDNAの蛍光標識法など、今後の細胞への応用に向けてのDs-Px塩基対の有用性を示すことができた(論文投稿中)。さらに細胞内に人工塩基を導入し、細胞内で機能性核酸を機能させるための核酸断片の安定化法なども開発でき(Scientific Reportsに論文受理)、本課題の主目的である新たな構成成分を含む遺伝子を持つ新生物の創製とその応用技術の開発に現在研究を進めている。
このような新分野を切り開くためには人材の育成も重要な課題であるが、国内での人材育成が非常に難しく、その間に、シンガポールのInstitute of Bioengineering and Nanotechnology(IBN)から新研究チーム設立を依頼された。難しい判断ではあったが、国際的に本研究を進めるためには、IBN研究所に申請者らの研究室を移すことが、最も良いと考えた。その結果、残念ながら、科研費での本課題は今年の10月末をもって終了するに至った。本オファーのように、本課題を通して、申請者らの研究が国際的に認められつつあることも、今年度の研究成果の1つであると考えている。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 8件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Site-specific labeling of RNA by combining genetic alphabet expansion transcription and copper-free click chemistry.2015

    • 著者名/発表者名
      T. Someya, A. Ando, M. Kimoto, I. Hirao
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 43 ページ: 6665-6676

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Architecture of high-affinity unnatural-base DNA aptamers toward pharmaceutical applications.2015

    • 著者名/発表者名
      K. Matsunaga, M. Kimoto, C. Hanson, M. Sanford, H.A. Young, I. Hirao
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] DNA aptamer generation by genetic alphabet expansion SELEX (EXSELEX) using an unnatural base pair system2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kimoto, K. Matsunaga, I. Hirao
    • 雑誌名

      Methods Mol. Biol.

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] DNAの文字を増やす合成生物学―Xenobiologyに向けて2015

    • 著者名/発表者名
      平尾一郎、木本路子
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 87 ページ: 101-111

    • NAID

      40020383673

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 遺伝情報の拡張とその応用技術2014

    • 著者名/発表者名
      平尾一郎・木本路子・松永賢一郎
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 6月号 ページ: 394-395

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Creation of high affinity DNA aptamers using a genetic alphabet expansion toward diagnostic and therapeutic applications2015

    • 著者名/発表者名
      I. Hirao
    • 学会等名
      Pachifichem 2015
    • 発表場所
      USA, Hawaii
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genetic alphabet expansion by an unnatural base pair system toward diagnostic and therapeutic applications using xeno-nucleic acids2015

    • 著者名/発表者名
      I. Hirao
    • 学会等名
      IHES Conference
    • 発表場所
      France, Bures-sur-Yvette
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Creation of unnatural bases pairs and their application to DNA aptamers2015

    • 著者名/発表者名
      I. Hirao
    • 学会等名
      RIKEN Symposium
    • 発表場所
      神戸、理研
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Genetic alphabet expansion by unnatural base pair systems and its diagnostic and therapeutic applications2015

    • 著者名/発表者名
      I. Hirao
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会(BMB2015)
    • 発表場所
      神戸、ポートアイランド
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Unnatural-Base DNA Aptamers Targeting VEGF165 toward Diagnostics and Therapeutics2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kimoto, I. Hirao
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会(BMB2015)
    • 発表場所
      神戸、ポートアイランド
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Unnatural-Base DNA Aptamers Targeting VEGF165 toward Diagnostics and Therapeutics2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kimoto, K. Matsunaga, M. Nakamura, I. Hirao
    • 学会等名
      ISNAC2015 第42回国際核酸化学シンポジウム
    • 発表場所
      姫路、イーグレひめじ
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 人工塩基対技術による高機能核酸医薬品の創出2015

    • 著者名/発表者名
      I. Hirao
    • 学会等名
      千里ライフサイエンス新適塾
    • 発表場所
      大阪、千里ライフサイエンスセンタービル
    • 年月日
      2015-07-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] インターフェロンγに特異的に結合する人工塩基DNAアプタマー技術2015

    • 著者名/発表者名
      I. Hirao
    • 学会等名
      第80回日本インターフェロン•サイトカイン学会
    • 発表場所
      東京、東工大大岡山キャンパス
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High Affinity DNA Aptamers by a genetic alphabet expansion as an antibody drug candidate2015

    • 著者名/発表者名
      I. Hirao
    • 学会等名
      VIB Conference
    • 発表場所
      Belgium, Gent
    • 年月日
      2015-06-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Creation of a Genetic Alphabet Expansion System Using Unnatural Base Pairs and its Applications Toward Diagnostics and Therapeutics2015

    • 著者名/発表者名
      I. Hirao
    • 学会等名
      Institute of Bioengineering and Nanotechnology Seminar
    • 発表場所
      Singapore, Biopolis
    • 年月日
      2015-05-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation of high affinity DNA aptamers using a genetic alphabet expansion toward diagnostic and therapeutic applications2015

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hirao
    • 学会等名
      66th Indian Pharmaceutical Congress
    • 発表場所
      Hyderabad, India
    • 年月日
      2015-01-23 – 2015-01-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Site-specific enzymatic incorporation of extra components into functional DNA and RNA molecules by genetic alphabet expansion2014

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hirao
    • 学会等名
      Fluorescent Biomolecules and their Building Blocks - Design and Applications
    • 発表場所
      CA, USA
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] New approach for nucleic acid diagnostics and therapeutics2014

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hirao
    • 学会等名
      Nucleic Acid Workshop
    • 発表場所
      Colorado, USA
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Synthetic Biology (Synthetic Genetic Polymers Functioning to Store and Propagate Information by Genetic alphabet expansion.)2015

    • 著者名/発表者名
      I. Hirao (ed. Robert A. Meyers)
    • 総ページ数
      742
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] The Chemical Biology of Nucleic Acids (Creation of Unnatural Base Pair Systems Toward New DNA/RNA Biotechnologies.)2014

    • 著者名/発表者名
      I. Hirao and M. Kimoto (eds V.A. Erdmann, W.T. Markiewicz, J. Barciszewski)
    • 総ページ数
      599
    • 出版者
      Splinger
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 理研CLST 平尾一郎研究室

    • URL

      http://protein.gsc.riken.jp/hirao/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-11-20   更新日: 2017-01-06  

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