| 研究課題/領域番号 |
25282229
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
増田 真二 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 准教授 (30373369)
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| 研究分担者 |
朝野 維起 首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (40347266)
田中 幹子 東京工業大学, 生命理工学研究科, 准教授 (40376950)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 光受容体 / 遺伝子発現制御 / オプトジェネティクス / 光遺伝学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、青色光受容体PixDとPixDと光依存的に相互作用するタンパク質PixEを利用して、任意の転写因子の機能を光依存的にインターカレートすることにより、真核多細胞生物個体内で任意の遺伝子の発現を時空間制御する方法を構築することを目指している。また、確立した方法を利用して、今まで調べることのできなかった神経発生に関与する転写因子の機能、植物の形態形成に関与する遺伝子、光でのみ解析可能な代謝調節因子に関する研究を遂行することも目指している。
これまでの研究で、PixDは暗所で10量体を形成しており、光照射によりこの10量体は2量体にコンフォメーションを変えることがわかっている。またPixEは10量体のPixDのみに結合し、2量体のPixDには結合しないことがわかっている。したがって、PixDの2量体と10量体の平衡状態は、PixDの光感受性を決定する重要な要因と考えられる。しかしPixDの2量体構造は未知である。
今年度は、PixDの光感受性を変化させる変異体の作出を目指し、PixDのダイマー構造に関する情報を得ることを目指した。具体的には、精製したPixDに対し、クロスリンクを施し、得られた架橋物をマス解析することで分子間架橋位置を決定した。次にドッキングシミュレーションによりPixDのダイマーの構造をいくつか予想し、その中から分子間架橋がかかる可能性が最も高いものを選択Jすることで、PixDの予想構造を得ることができた。
またゼブラフィッシュとショウジョウバエを用いて、昨年度までに確立したPICCORO法の改良を進めた。
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| 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
昨年度までに、PixD-PixEの相互作用を利用して遺伝子の発現制御を光照射で行う方法PICCOROの構築し、実際にゼブラフィッシュ内で転写因子の活性制御に成功した。今年度はこの遺伝子発現制御の光依存性を変化させることを目標に研究を進め、PixDの光感受性を決定する2量体構造の予想構造を得ることに成功した。このことからこれまでの研究は比較的順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
ゼブラフィッシュを材料に構築したPICCORO法の改良を更に進める。またPICCORO法を他の生物種に応用することを行う。具体的には、高等植物のシロイヌナズナとモデル動物であるショウジョウバエを用いて、これらの生物種内で任意の転写因子を光制御できるかを調べる。シロイヌナズナにおいては、花の形成に必要な転写因子に対し、ショウジョウバエにおいては色素の形成を誘導する転写因子に応用する。前者の研究に関しては既に研究を開始しており、PixDを植物用過剰発現プロモータ（35Sプロモータ）に連結したコンストラクトの作成を終了している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ゼブラフィッシュとシロイヌナズナの飼育費用が、他のラボとの共同利用により、予定よりも費用がかからなかったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度よりラボが独立したため、本研究を滞りなく遂行するためには、新規に多くの消耗品を購入する必要がある。その費用にあてる。
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