研究課題
Gタンパク質シグナルに応答するスイッチングゲノム編集技術として、Cre/loxP組換えシステムを利用することで「遺伝子が抜け落ちて代わりに別の遺伝子が発現する」系を確立した。これにより、Gタンパク質に由来するシグナルを検知して遺伝子発現の「ON→OFF」と「OFF→ON」を同時に引き起こすことが可能となった。具体的には、2種類の遺伝子をプロモーターの下流に並列に配置し、上流側に位置する1つ目の遺伝子の両端にloxP配列を付加することで、Creリコンビナーゼが作用した場合に、1つ目の遺伝子が欠落して代わりに2つ目の遺伝子が発現する酵母を作出した。さらに、人工転写因子の働きによりGタンパク質に由来するシグナルを検知してCre遺伝子を発現するように酵母を改変した。この酵母を用いることで、Gタンパク質共役型受容体（GPCR）が二量体を形成した場合にのみloxP配列の間で組換えが起こり、2種類の遺伝子の発現がそれぞれ「ON→OFF」と「OFF→ON」に切り替わるシステムを確立した。酵母内在性GPCRであるSte2を用いたところ、Ste2がホモ二量体を形成した場合のみシグナルを検出して2種類の遺伝子発現の切替えを引き起こした。また、酵母由来Ste2の代わりにヒト由来GPCRであるセロトニン受容体（HTR1A）を用いた場合でも同様に、HTR1Aのホモ二量体形成に応答して2種類の遺伝子発現を切替えることができた。さらに、ヒト由来アドレナリン受容体（ADRB2）を用いた場合、ADRB2同士のホモ二量体形成のみだけでなく、アンジオテンシン受容体（AGTR1）やソマトスタチン受容体（SSTR2）とのヘテロ二量体形成に応答して2種類の遺伝子発現を切替えることにも成功した。これらのことから、Gタンパク質シグナルに応答して遺伝子発現を切り替えることのできるスイッチングゲノム編集技術の確立に成功した。
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