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2015 年度 実績報告書

人為的RNA Editingを利用した遺伝コード修復法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26670167
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

塚原 俊文  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (60207339)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードDeaminase / RNA editing / MS2 / 活性ドメイン / guide RNA / 遺伝子修復
研究実績の概要

本研究では、生体内のRNA editing機構を模倣し、核酸塩基の脱アミノ化酵素ADARファミリーの触媒部位とターゲット部位に相補的なguide RNAを細胞内に発現させ、酵素複合体の形成によって細胞内での人為的かつ部位特異的な塩基の脱アミノ化の実現を目指している。脱アミノ化によって標的塩基をA→IあるいはC→Uとすることができれば、結果として遺伝コードを修復することが可能であり、全く新しい遺伝性疾患の治療法となる。
ADARファミリーにはdeaminase活性を有するADAR1および2が存在する。この内、ADAR2には選択的splicingによりlong isoformとshort isoformが存在し、さらに配列内にAlu配列が挿入されたisoformも存在する。これらisoformの活性ドメインと、これらを細胞内でguide RNAと結合させるためのMS2システムの構築を終え、細胞内でのdeaminase-guide RNA複合体の作成に成功した。レポーター遺伝子としてGFPにNonsense変異を導入して、そのままでは蛍光を発しない変異体を作成し、上記のdaeminase活性ドメイン-MS2ペプチド、MS2-guide RNAの発現プラスミドと共にHEK293細胞に導入した。変異GFP mRNAが細胞内で編集(修復)され、緑色蛍光を発する細胞が蛍光顕微鏡で観察された。RNAの変異修復は、RT-PCR後にRFLPと増幅断片をクローニング後のsequencingによって確認し、UAG→UGGと修復されていることが示された。脱アミノ化による修復効率はADAR1>ADAR2-long (-Alu)>ADAR-long (+Alu)>ADAR2-shortの順であった。
一方、我々はADAR1活性部位cloneを構築中に選択的splicingによると思われる活性部位の周辺配列の一部を欠いたisoformを発見した。このADAR1-shortはguide RNAなしで変異GFP mRNAをRNA editing(修復)し、蛍光を有するGFPタンパク質を発現させることができることから、基質認識部位を欠いた活性部位であると考えられた。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Chemical RNA Editing for Genetic Restoration: The Relationship between the Structure and Deamination Efficiency of Carboxyvinyldeoxyuridine Oligodeoxynucleotides2016

    • 著者名/発表者名
      Vu Thi Luyen, Nguyen Thi Kim Thanh, Md Thoufic Anam Azad, Hitoshi Suzuki, and Toshifumi Tsukahara
    • 雑誌名

      Chemical Biology & Drug Design

      巻: 87 ページ: 583-593

    • DOI

      10.1111/cbdd.12693

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Changing Blue Fluorescent Protein to Green Fluorescent Protein Using Chemical RNA Editing as a Novel Strategy in Genetic Restoration2015

    • 著者名/発表者名
      Luyen T. Vu, Thanh T. K. Nguyen, Shafiul Alam, Takashi Sakamoto, Kenzo Fujimoto, Hitoshi Suzuki and Toshifumi Tsukahara
    • 雑誌名

      Chemical Biology & Drug Design

      巻: 86 ページ: 1242-1252

    • DOI

      10.1111/cbdd.12592

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [産業財産権] 塩基置換手段をスクリーニングする方法2015

    • 発明者名
      塚原俊文、藤本健造
    • 権利者名
      北陸先端科学技術大学院大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2015-85414
    • 出願年月日
      2015-04-17

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公開日: 2017-01-06  

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