2022 年度研究成果報告書

休眠中の動物が少ない酸素消費量でも生きられるのはなぜなのか？

研究課題

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研究課題/領域番号	21K20749
研究種目	研究活動スタート支援
配分区分	基金
審査区分	0802:生体の構造と機能およびその関連分野
研究機関	国立研究開発法人理化学研究所
研究代表者	小野宏晃国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (80908591)
研究期間 (年度)	2021-08-30 – 2023-03-31
キーワード	合成生物学 / 休眠 / CRISPRスクリーニング / ウイルスベクター
研究成果の概要	本研究は肝臓をモデル臓器としたCRISPRゲノムワイドスクリーニングによって、休眠中の低代謝耐性に必須な遺伝子のリストを得ることにある。本研究課題の成果として、以下の4つを達成した。まずは(1)生体内で100%の肝臓細胞に遺伝子を導入するプロトコルの確立と、(2)肝臓細胞を90%以上の生細胞率で分散させるプロトコルを確立した。また、同プロトコルを用いたscRNA-seqによって、(3)低代謝に固有な応答を示す分子マーカーを同定した。さらに同定した分子マーカーを標識するために、(4)生体内でRNAを標的とし、レポーター遺伝子などの任意のタンパク質発現を誘導することができるツールを開発した。
自由記述の分野	冬眠生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	休眠中は正常状態の30％以下のエネルギー使用量（低代謝）になるにも関わらず、細胞障害を呈することはない（低代謝耐性）。本研究は、休眠中の低代謝耐性の分子基盤を明らかにするために、哺乳類の全遺伝子から低代謝耐性に必須な遺伝子群を抽出することが目的である。本研究の成果によって、低代謝状態の細胞を特徴づける分子と、それを標識する技術を開発することができた。この技術を駆使することで、低代謝耐性の分子基盤が明らかとなれば、休眠現象の理解を飛躍的に進めるだけでなく、エネルギーの供給が不足することが問題となる多くの疾患への画期的な治療方法となることが期待される。