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RNA干渉（RNA interference、RNAi）の中心タンパクであるArgonaute（Ago）は、鋳型となるガイド鎖RNAを利用して、相補的な配列を持つ標的RNAの分解、それに伴う選択的な翻訳阻害を行うことが可能である。一方で、原核生物のAgoでは通常用いられるRNAではなくDNAをガイド鎖として相補的なDNA鎖を切断可能なことが近年の研究から明らかとなった。
本研究課題では、原核生物の一種である高度好熱菌Thermus thermophiles由来のAgo（TtAgo）のDNA認識能を詳細に解析し、ガイド鎖への化学修飾の導入や人工核酸への置換を行うことで、その認識能・切断活性を向上させ、TtAgoを配列特異的な新規DNA切断ツールとして利用することを目指す。また、最終的にはゲノム切断ツールとして応用し、新たなゲノム編集技術の構築を行いたいと考えている。
具体的な方策としては、鋳型となるガイド鎖中への化学修飾等の導入を行い、TtAgoのDNA認識への影響および、そのDNA切断活性について評価を行った。化学修飾は、シード領域を中心としてガイド鎖の様々な位置へ導入することで、網羅的に検討を進めた。その結果、コントロールである未修飾のDNAと比較して、ガイド鎖中への化学修飾導入位置に応じてTtAgoの切断活性が大きく変化することを見出した。また、異なる種類の化学修飾を導入することで、本知見の一般性について確認を行ったところ、程度の差はあるものの同様の傾向が確認された。一方で骨格を大きく改変した場合では取込が阻害されるような知見も確認され、ガイド鎖の最適化についてはより詳細な検討が必要である。上記の知見は、TtAgoのガイド鎖認識においてだけでなく、配列特異的なDNA切断ツールとしての応用という観点からも非常に重要なものと言える。
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