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2017 年度 実績報告書

細胞内RNA-Proteinナノ構造体の設計法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K13314
研究機関京都大学

研究代表者

藤田 祥彦  京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (60589266)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードRNA / synthetic biology / nanotechnology
研究実績の概要

本研究では、外部から導入したRNAと細胞内に存在するRNAやタンパク質を用い、細胞内でRNA-proteinナノ構造を形成させることで、細胞機能の制御を行うことを目的とした。特に、細胞内ナノ構造を利用した細胞特異的な細胞死を人工的に引き起こすことで、コンセプトの実証を行うことを目指した。この目的のために、RNAナノ構造の材料として、K-turnと呼ばれるRNA構造とK-turnに特異的に結合することが知られているL7Aeタンパク質を選択した。K-turnとL7Aeの結晶構造を組み合わせ、RNA-タンパク質複合体をデザインし、複合体が予想通りの構造を取ることをAFMで確認した。また、アポトーシス遺伝子であるCaspase8の多量体形成ドメインとL7Aeを入れ替えた融合タンパク質を発現させた細胞に、人工的にデザインしたK-turnをもつRNAを細胞内へ導入することで、細胞内でナノ構造体を構築し、ナノ構造上でCaspase8を多量体化さアポトーシスを誘導することに成功した。
また、細胞内分子の別のターゲットとしてmiRNAについても検討を行い、新たにmiRNAの活性に応じて翻訳が増大するmRNAスイッチの構築に成功した。蛍光タンパク質をコードしたmRNAスイッチを用いることで、HeLa細胞、293FT細胞、iPS細胞の識別に成功した。さらに、HeLa細胞と293FT細胞をモデルとして、細胞内miRNAを指標としてセルソーターを用いない細胞分離法を確立した。このmRNAスイッチはがん細胞除去や移植用の特定の細胞の取得において、ゲノムへのDNAの挿入のリスクのない安全な手法になると考えられる。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Competition between translation initiation factor eIF5 and its mimic protein 5MP determines non-AUG initiation rate genome-wide2017

    • 著者名/発表者名
      Tang Leiming、Morris Jacob、Wan Ji、Moore Chelsea、Fujita Yoshihiko、Gillaspie Sarah、Aube Eric、Nanda Jagpreet、Marques Maud、Jangal Maika、Anderson Abbey、Cox Christian、Hiraishi Hiroyuki、Dong Leiming、Saito Hirohide、Singh Chingakham Ranjit、Witcher Michael、Topisirovic Ivan、Qian Shu-Bing、Asano Katsura
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 ページ: 11941~11953

    • DOI

      10.1093/nar/gkx808

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein-driven RNA nanostructured devices that function in vitro and control mammalian cell fate2017

    • 著者名/発表者名
      Shibata Tomonori、Fujita Yoshihiko、Ohno Hirohisa、Suzuki Yuki、Hayashi Karin、Komatsu Kaoru R.、Kawasaki Shunsuke、Hidaka Kumi、Yonehara Shin、Sugiyama Hiroshi、Endo Masayuki、Saito Hirohide
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 ページ: ---

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00459-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cell-type-specific genome editing with a microRNA-responsive CRISPR?Cas9 switch2017

    • 著者名/発表者名
      Hirosawa Moe、Fujita Yoshihiko、Parr Callum?J.?C.、Hayashi Karin、Kashida Shunnichi、Hotta Akitsu、Woltjen Knut、Saito Hirohide
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 ページ: e118~e118

    • DOI

      10.1093/nar/gkx309

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthetic mRNA devices that detect endogenous proteins and distinguish mammalian cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Shunsuke、Fujita Yoshihiko、Nagaike Takashi、Tomita Kozo、Saito Hirohide
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 ページ: e117~e117

    • DOI

      10.1093/nar/gkx298

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Safe and versatile miRNA-responsive ON switch2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Fujita, Karin Hayashi, Hirohide Saito
    • 学会等名
      THE 43rd NAITO CONFERENCE ON Noncoding RNA : Biology, Chemistry, & Diseases
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of Simple miRNA responsive ON switch2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Fujita, Hirohide Saito
    • 学会等名
      第19回日本RNA学会年会
  • [学会発表] RNA合成生物学からの再生医療へのアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      藤田 祥彦
    • 学会等名
      学長裁量経費プロジェクト 「理工医薬RNAアライアンス」主催 富山RNAワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] RNA/RNPによる医療応用へ向けたDNAフリーな遺伝子回路2017

    • 著者名/発表者名
      藤田 祥彦
    • 学会等名
      ConBio2017
  • [学会発表] miRNA-responsive ON switch using non-canonical mRNA structure2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Fujita, Karin Hayashi, Hirohide Saito
    • 学会等名
      ISBC2017
    • 国際学会
  • [産業財産権] 巨核球細胞群における細胞の不均質性を識別する方法2017

    • 発明者名
      江藤浩之/齊藤博英/橋本一哉/藤田祥 彦/他3名
    • 権利者名
      江藤浩之/齊藤博英/橋本一哉/藤田祥 彦/他3名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2017/033518
    • 外国
  • [産業財産権] miRNA 応答性マーカー遺伝子を有する mRNA ライブラリ作製法2017

    • 発明者名
      齊藤 博英/藤田 祥彦
    • 権利者名
      齊藤 博英/藤田 祥彦
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願 2017-209406

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公開日: 2018-12-17  

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