研究課題
本研究では、多細胞性シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120が形成する分化細胞の機能をゲノムレベルで改変する技術を開発し、外部から導入した代謝経路や人工的にデザインした遺伝子システムのみが機能する人工細胞分化システムの構築を目指す。本研究においては、mRNA中のACA配列を認識・切断するリボヌクレアーゼであるMazFを分化細胞特異的に発現させることで、分化細胞に元々存在するmRNAを分解し、さらにその細胞内でACA配列を持たない人工合成遺伝子を発現させ、細胞機能を入れ替える。これまでの研究により、分化細胞での遺伝子発現をより厳密かつ自在に操作する技術の開発が不可欠であることが明らかとなってきた。これまでに分化細胞での遺伝子発現制御に関わる転写因子DevHの機能解析を進めるなど、分化細胞特異的に遺伝子発現を制御する技術の開発に成功している。そこで本年度は、分化細胞での遺伝子発現を任意のタイミングでon/offする技術の開発に向け、テオフィリンriboswitch(TRS)による制御系の導入を進めた。TRSをもつ遺伝子では翻訳が阻害されているため遺伝子の発現が起こらないが、テオフィリンの添加により翻訳阻害が解除され発現が誘導される。現在、配列の異なる複数種類のTRSをAnabaenaに導入し、その翻訳阻害効率および解除後の発現量を調べ、本研究に最適なTRSの選定を進めている。また、遺伝子の欠損・導入の効率を向上させるために、CRISPR-Cpf1システムによる遺伝子改変技術の導入も進めている。
2: おおむね順調に進展している
研究を進めていく中で、本研究の推進には遺伝子発現制御技術や遺伝子改変技術のさらなる開発が必要であることが明らかとなり、その技術の開発を進めている。
現在開発を進めている遺伝子発現制御技術や遺伝子改変技術を利用して、細胞機能を自由に改変する技術を開発する。
当初想定していたよりも遺伝子発現制御を厳密に行う必要があり、そのための技術開発が必要となった。その技術を適用して、次年度に本研究の目的を達成するために予算を繰り越した。また、国際学会を含め、参加予定であった学会がオンライン開催となったため、旅費の支出が当初見積もりよりも少なくなった。
すべて 2022 2021
すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)
Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics
巻: 1863 ページ: 148509～148509
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