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遺伝子発現の光応答性人工トグルスイッチ回路の構築

公募研究

研究領域動的・多要素な生体分子ネットワークを理解するための合成生物学の基盤構築
研究課題/領域番号 26119708
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関京都大学

研究代表者

磯村 彰宏  京都大学, ウイルス研究所, その他 (70512466)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2015年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2014年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード合成生物学 / システム生物学 / 光遺伝学
研究実績の概要

前年度に引き続き、哺乳動物細胞内にトグルスイッチ回路を構築することを試みた。まず、幹細胞を含めた多様な細胞種で動作する転写抑制スイッチを開発した。具体的には、hEF1aプロモーター内にLacオペレータ、Tetオペレータを挿入した新規の転写抑制因子応答型EFプロモーターを作製した。その結果、Lacオペレータ及びTetオペレータを含んだ改変型EFプロモーターについて、それぞれ、転写抑制因子LacI及び転写抑制因子TetRによる応答活性を確認することが出来た。また、転写抑制因子LacI及びTetRと蛍光タンパク質(GFPとRFP)との融合タンパク質を作製し、それらが機能的であることを確認した。そこで、これらの抑制因子と改変型EFプロモーターを使って相互抑制型遺伝子回路を作製し、細胞内に遺伝子導入した。その際、Tol2トランスポゾンを使って染色体ゲノムに組み込むことで安定発現株を樹立し、DoxとIPTGの両方を添加した条件下で培養を行い、GFPとRFPの両方が陽性な細胞群を純化した。その後、DoxとIPTGの両方を除いた条件で培養を継続し、再びFACS解析を行ったところ、GFP+/RFP-細胞集団とGFP-/RFP+細胞集団の両方が現れたことから、トグルスイッチ機能が働いていることが示唆された。今後、このトグルスイッチ回路に光応答機能を付与することによって、本研究が目標とする光応答性トグルスイッチ回路の構築を目指す。

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

    (5件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Oscillatory control of Delta-like1 in cell interactions regulates dynamic gene expression and tissue morphogenesis.2016

    • 著者名/発表者名
      Shimojo H, Isomura A, Ohtsuka T, Kori H, Miyachi H, Kageyama R
    • 雑誌名

      Genes Dev.

      巻: 30 号: 1 ページ: 102-116

    • DOI

      10.1101/gad.270785.115

    • NAID

      120005980896

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultradian oscillations and pulses: coordinating cellular responses and cell fate decisions.2014

    • 著者名/発表者名
      Isomura A, Kageyama R.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 141 号: 19 ページ: 3627-3636

    • DOI

      10.1242/dev.104497

    • NAID

      120005512266

    • 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
  • [学会発表] Interrogating oscillatory gene expression by optogenetics2015

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Isomura
    • 学会等名
      International Symposium on Synthetic Systems Biology Joint 14th Symposium of Biochemical Systems Theory (BST2015)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controlling Natural Genetic Oscillators by Light2015

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Isomura, Fumiko Ogushi, Hiroshi Kori, Ryoichiro Kageyama
    • 学会等名
      The 2015 Winter q-bio meeting
    • 発表場所
      The Westin Maui
    • 年月日
      2015-02-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光遺伝学による短周期遺伝子発現リズムの引き込み同調2014

    • 著者名/発表者名
      磯村 彰宏
    • 学会等名
      第37回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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