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2018 年度 実績報告書

人工環化mRNAを用いた生体内標的細胞特異的な遺伝子発現制御技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16J10865
研究機関京都大学

研究代表者

和田 俊輔  京都大学, iPS細胞研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
キーワード合成生物学 / 臓器特異的遺伝子発現 / mRNA / miRNA switch / miRNA
研究実績の概要

本年度、人工mRNAの化学修飾及び5’非翻訳領域配列について種々の検討を行い、それらの結果をもとにmiR-122の標的配列を1-4つ有するFLuc mRNAを作成した。それぞれのmRNAをInvivofectamine mRNAと複合体を形成させ、ヌードマウスに20 ug/headで投与した。4時間後のイメージングにおいて、コントロールFLuc mRNAでは肝臓での発現が認められたが、miR-122の標的配列を持つFLuc mRNAを投与したマウスの肝臓ではルシフェラーゼ発現量が顕著に低下していた。また、同マウスの脾臓においてルシフェラーゼの活性が認められることからmiR-122応答型mRNAスイッチが肝臓において内在性miR-122に応答し、発現を低減させていることが示された。次にこれらのmRNAを肺へ導入し、その発現をIVISにて評価した。その結果、全てのmRNAで同程度のFLucの活性が肺で確認され、miR-122応答型mRNAスイッチが肝臓の内在性miR-122特異的に応答していることが示された。
次にmiR-122特異的にmRNAの発現がONになる単純回路を構築した。L7Aeが発現しているとKink-turn (Kt)を持つmRNAに結合し、その翻訳を妨げる。一方、miR-122によりL7Ae mRNAが分解されると、Ktを持つFLuc mRNAはL7Aeによる翻訳阻害が低下し、翻訳がONの状態となる。まず、L7Ae mRNAとFLuc mRNAの投与量比を検討した。その結果、L7Ae mRNA量対FLuc mRNA量が1:1のときに脾臓でのFLucの発現を顕著に抑制できた。また、予備検討段階ではあるが、臓器特異的にmRNAの発現をONすることに成功した。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] miRNA-sensitive synthetic mRNA responds to endogenous target miRNA in vitro and in vivo2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Wada, Kaoru R. Komatsu, Yi Kuang and Hirohide Saito
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Optimizing miRNA responsive mRNA switch for in vivo applications2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Wada, and Hirohide Saito
    • 学会等名
      CiRA Retreat 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Base modification-induced change of translational efficiency2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Wada, Yi Kuang, Kaoru R. Komatsu, Callum I. C. Parr and Hirohide Saito
    • 学会等名
      WINTER Q-BIO
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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