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2018 年度 実績報告書

タンパク質工学とゼブラフィッシュ受精卵を利用したアデニン置換技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18J14073
研究機関京都大学

研究代表者

田中 愼吾  京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
キーワードゲノム編集 / Target-AID / ゼブラフィッシュ
研究実績の概要

本年度はDNA上の特定のシチジンを脱アミノ化するゲノム編集手法(Target-AID法)のゼブラフィッシュにおける効果検証を行い、その結果をまとめた論文がScientific Reports誌に掲載された。
加えて、Target-AID法を改変することにより、アデニン置換技術の新規開発を行った。具体的には、DNA上のシチジンを脱アミノ化するシチジンデアミナーゼ(AID)の活性部位を、RNA上のアデノシンを脱アミノ化するアデノシンデアミナーゼ(ADAR)の活性部位と置換した。この人工酵素をコードするmRNAを、標的DNAを規定するguide RNAと共にゼブラフィッシュ受精卵に導入した。導入した受精卵のゲノムDNAに由来するクローンをシーケンス解析した結果、guide RNAが規定する配列上のアデニンがグアニンに置換されたクローンが数%の頻度で確認された。
一方で、DNA上の特定の4塩基のみを置換するというTarget-AIDシステムのDNA編集における特異性を利用し、DNA二本鎖切断を生じずに予測可能な欠失変異を生じさせる新規ゲノム編集手法の開発にも着手した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

数種類の改変型Target-AIDの作製とその効果検証を行った。その結果、低頻度ながらguide RNAが規定する標的配列上のアデニンをグアニンに置換する活性を有した改変型Target-AIDを選抜することに成功した。一方で、当研究を進める中で新たに着想した新規ゲノム編集技術の開発にも着手した。

今後の研究の推進方策

引き続き、上記の新規ゲノム編集技術の改良を行う。アデニン置換技術に関してはハーバード大が類似した技術であるadenosine base editor (ABE)を発表したため、予測可能な欠失変異を導入する新規ゲノム編集技術の開発を主に進める方針である。変異の純度を高めるために、使用する酵素の最適化を行う。その後、複数箇所の同時編集効率やoff-target効果の検証を行う。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] In vivo targeted single-nucleotide editing in zebrafish.2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, S., Yoshioka, S., Nishida, K., Hosokawa, H., Kakizuka, A., and Maegawa, S.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 8 ページ: 11423

    • DOI

      10.1038/s41598-018-29794-9

    • 査読あり / オープンアクセス

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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