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本申請研究においては、生きた細胞内のRNA分子を特異的に標識する機能性分子プローブを開発することで、内在性のRNA動態を一分子レベルで解明することを目的とした。具体的には、単一の遺伝子から選択的スプライシングによって産生される複数種のmRNA（トロポミオシン mRNA）を生きた細胞内において、同時蛍光観察する手法の開発を行うこととした。さらには、染色体末端のテロメア領域から産生される非翻訳性長鎖RNAであるテロメアRNAの動態を解析することを目指した。
基本的なプローブの構造は、RNA結合タンパク質PUM1と蛍光タンパク質の断片を融合したものとした。対象RNAの特異的な配列をPUM1の結合配列とし、変異体PUMを作製した。この変異体PUMに蛍光タンパク質の断片を融合させた。本プローブは、対象のRNAに結合して初めて蛍光を発する。プローブの蛍光を蛍光顕微鏡を用いて検出することで、細胞内のRNA量および分布が明らかとなる。
生きた細胞内のRNAの動態を一分子レベルで解析した結果、トロポミオシンは成長因子存在下では、選択的スプライシングの結果、局在が変化することが明らかとなった。また、テロメアRNAに関しては、一過的にテロメア領域に局在する現象を発見した。本研究課題において開発したRNAイメージング技術は、既存の方法では観察できなかった現象を可視化することに成功した。また、このRNAイメージング技術は多様なRNA種に対して応用可能であり、今後普遍的なRNA解析技術となりうることが期待される。
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