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メチル化シトシン(5mC)は転写の調節に重要で、発生や分化、発癌などにも関わっていることが知られている。したがって、エピゲノムを人為的に制御することは、生命現象の理解にとって重要である。近年、ゲノム編集技術の飛躍的発展により、DNA配列特異的な遺伝情報の書き換え、遺伝子発現制御など、ゲノムそのものを標的とした生細胞内での機能制御が可能になった。しかし、現状では、DNAの修飾状態依存的に細胞内で機能を発揮させることはできない。なぜなら、メチル化DNAを選択的に認識できるゲノム編集ツールがないからである。そこで本年度は、5mCを認識できる人工タンパク質の創製に取り組んだ。ゲノム編集ツールの一つとして知られるTALE（Transcription Activator-like Effector)はDNA結合繰返しユニット中の可変アミノ酸により認識塩基が決まる。この性質から、可変アミノ酸を含むループ部分のアミノ酸をランダム化し、5mC選択的新奇ユニットのスクリーニングを行った。大腸菌を用いた２段階のスクリーニングを経て、5mCへ高い選択性で結合するTALEユニットを獲得した。結合親和性や選択性は、精製タンパク質を用いたゲルシフトアッセイや、哺乳細胞内でのレポーターアッセイによって評価した。また、細胞種によってプロモーターのメチル化状態が異なるガン抑制遺伝子を標的とする人工転写因子を作製した結果、標的領域がメチル化されている細胞でのみ転写を活性化することに成功した。このTALEユニットを用いることによって、メチル化状態に応じた機能制御が可能になると期待される。
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