マラリア原虫をモデル生物とした人工真核細胞の作製

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22527
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 岩永 史朗 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (20314510)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2021-03-31
• キーワード: マラリア原虫 / 人工染色体 / 人工細胞

研究実績の概要

JC Venterらによる人工細菌の作製以後、いわゆる合成生物学が本格化し、人工真核生物の合成が試みられている。しかし、ヒトやマウスの細胞の人工細胞合成は非常に困難であり 、これを打開するためには単純な真核生物で人工細胞を合成し、その成功に学ぶことが必須である。申請者は、マラリア原虫は人工染色体による300kbを超えるDNA移植が可能であること、安定な宿主内環境への適応の結果として僅か27種のステージ特異的転写因子による極めてシンプルな転写制御機構であることに着目し、人工細胞作製に適したモデル生物 であると考えた。本研究は、ネズミマラリア原虫(Plasmodium berghei)を用いて、実際に細胞外で合成したゲノムスケール合成染色体を安定維持する人工マラリア原虫を作製することで、「マラリア原虫が人工細胞合成に適したモデル生物である」ことを実証することを目的とする。本年度はまず、出芽酵母とマラリア原虫の両方で機能するシャトル人工染色体を開発し、これを用いて酵母内で第一番染色体のテロメア末端より50kbpのゲノムを合成した。その結果、目的とする合成ゲノムを作製することができた。更にこれについて次世代シークエンサーを用いて配列解析を行った結果、配列に変異の無いゲノムが合成されていることが確認された。以上の結果より、シャトル染色体を用いることでゲノム合成が可能であることが示され、人工マラリア原虫作製の第一段階は達成したと判断した。

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

目的とするシャトル染色体の開発とゲノムの人工合成に成功した。よって、計画は概ね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

次に合成したゲノムをPlasmodium bergheiに導入し、人工マラリア原虫の作製を試みる。

次年度使用額が生じた理由

３月からのコロナウイルスの影響により研究活動を一部、自粛したため。

研究成果

• [雑誌論文] Entomological Assessment of the Status and Risk of Mosquito-borne Arboviral Transmission in Ghana (2020)
  • 著者名/発表者名: Amoa-Bosompem M., Kobayashi D., Murota K., Faizah A. N., Itokawa K., Fujita R., Osei Joseph Harold N., Agbosu E., Pratt D., Kimura S., Kwofie K. D. , Ohashi M., Bonney Joseph H. K., Dadzie S., Sasaki T. , Ohta N., Isawa H., Sawabe K., Iwanaga S
  • 雑誌名: Viruses 巻: 12 ページ: 147～147
  • DOI: 10.3390/v12020147
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Female‐specific gene regulation in malaria parasites by an AP2‐family transcription factor (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuda Masao、Kaneko Izumi、Iwanaga Shiroh、Murata Yuho、Kato Tomomi
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 巻: 113 ページ: 40～51
  • DOI: 10.1111/mmi.14334
  • 査読あり
• [雑誌論文] CXCR4 regulates Plasmodium development in mouse and human hepatocytes (2019)
  • 著者名/発表者名: Bando Hironori、Pradipta Ariel、Iwanaga Shiroh、Okamoto Toru、Okuzaki Daisuke、Tanaka Shun、Vega-Rodr?guez Joel、Lee Youngae、Ma Ji Su、Sakaguchi Naoya、Soga Akira、Fukumoto Shinya、Sasai Miwa、Matsuura Yoshiharu、Yuda Masao、Jacobs-Lorena Marcelo、Yamamoto Masahiro
  • 雑誌名: Journal of Experimental Medicine 巻: 216 ページ: 1733～1748
  • DOI: 10.1084/jem.20182227
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Antimalarial activity of vitamin D3 (VD3) does not result from VD3-induced antimicrobial agents including nitric oxide or cathelicidin (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Kiichi、Takahashi Kentaro、Ato Manabu、Iwanaga Shiroh、Ohta Nobuo
  • 雑誌名: Experimental Parasitology 巻: 201 ページ: 67～77
  • DOI: 10.1016/j.exppara.2019.03.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] マラリア原虫有性ステージ分化におけるRNA結合型ジンクフィンガータンパク質ファミリーの解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 平山 泰士、新澤 直明、油田 正夫、岩永 史朗
  • 学会等名: 第79回 日本寄生虫学会東日本支部大会
• [学会発表] Female-specific gene regulation in malaria parasite by an AP2-family transcription factor. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shiroh Iwanaga
  • 学会等名: The 18th Awaji International Forum on Infectiopn and Immunity
  • 招待講演