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核酸プローブを細胞内に導入する手法を確立するため、ヒストン様タンパク質の利用を検討した。前年度に検討したバクテリア由来のヒストン様タンパク質HUでは、輸送できる核酸が二本鎖DNAのみに限定されると考えられるため、今年度はDNAとRNA両方に結合能を有するアーキア由来のヒストン様タンパク質Albaに着目した。システイン残基を核酸結合箇所から遠い位置に導入したAlbaの変異体を調製し、マレイミドを末端に持つ膜透過性ペプチドを反応させることで、膜透過性ペプチドと融合したAlbaを調製した。この膜透過性ペプチド融合Albaと蛍光標識した核酸を混合し、培養細胞に添加した場合、核酸の輸送は観察されなかったが、システインを導入したAlbaと蛍光標識した核酸を混合した場合では、培養細胞に蛍光が観察された。野生型のAlbaでは、この現象が観察されなかったことから、システイン残基を介したヒストン様タンパク質Albaによる核酸の細胞内輸送が示唆された。次に一本鎖および二本鎖のDNAおよびRNAがシステインを導入したAlbaで細胞内に輸送されるかをフローサイトメーターで定量的に評価したところ、いずれの核酸でも同程度の蛍光が観察された。このことは、システインを導入したAlbaはDNAとRNAのいずれも輸送できることを示唆している。しかし、導入した核酸の機能発現が観察できなかった。よって、導入した核酸の細胞内局在を明らかにすることが、今後の課題である。
本研究により、ヒストン様タンパク質を改変することで短い核酸鎖を細胞内に輸送できることが示唆された。特にAlbaを利用した場合では、一本鎖、二本鎖のDNAとRNAが輸送可能であることが示唆されているため、核酸プローブによる生細胞内の遺伝子検出への利用が期待される。
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