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ゲノム編集技術を活用した細胞内在性蛋白質の化合物・光操作技術の開発

利用基因组编辑技术开发细胞内在蛋白质的化合物和光操作技术

基本信息

批准号：
21J14780
负责人：
鈴木祥央
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞内の標的蛋白質を特異的にコントロールする技術は、生命現象の操作や作用機序解明を可能にする。これまでに、化合物や光を用いて標的蛋白質を制御するいくつかの手法が開発されてきた。しかし、既存の手法のほとんどは細胞内に人為的に過剰発現させた蛋白質改変体を標的とするものであり、内在性蛋白質を操作してその機能を調べることはできない。そこで本研究では、ゲノム編集技術と、所属研究室が開発した局在性化合物およびそれを用いた蛋白質局在制御技術とを組み合わせることで、ゲノムにコードされた内在性蛋白質を化合物や光で直接制御する汎用的な基盤技術の開発に取り組んだ。2021年度は以下の成果を挙げた。１）所属研究室の独自技術であるSLIPTシステムを発展させ、さまざまなシグナルタンパク質を細胞膜へ素早く特異的に移行させることのできる高汎用的なタンパク質タグ「eDHFR(69K6)」を開発した。２）新規タグタンパク質eDHFR(69K6)を標的遺伝子にノックインする手法を確立し、タグ付けされた標的タンパク質の局在と活性を化合物（局在性リガンド）で制御できることを示した。また、cRafを標的とした場合、内在性cRafの細胞膜移行によってcRaf自身のリン酸化・活性化、さらに下流のERKのリン酸化・活性化を誘導できることを確認した。３）ケージド局在性リガンドを用いることで、内在性cRafの光活性化も可能であることを実証した。以上の成果は、内在性蛋白質の局在を化合物で制御する先駆的な例であり、今後の応用展開が期待される。一連の成果は論文投稿準備中である。

The technology of target proteins in cells makes it possible to understand the mechanism of action of biological phenomena. The method of producing protein with compound and light as target is developed. There is no way to regulate the function of an artificial protein modifier in a cell. In this study, we developed a new technology for the synthesis of intrinsic protein compounds and their direct production by light in our laboratory. The following results were achieved in 2021: 1) The independent technology of the affiliated research laboratory was developed, and the highly versatile technology "eDHFR(69K6)" was developed. 2) The new method for determining the molecular weight of eDHFR(69K6) was established and the new method for determining the molecular weight of eDHFR (69K6) was established. In the case of cRaf target, intrinsic cRaf cell membrane migration, cRaf itself acidification, activation, downstream ERK acidification, activation, induction, etc. were confirmed. 3) The intrinsic cRaf photoactive agent may be used in the production of natural gas. The above results are expected to be used in the preparation of intrinsic protein compounds A series of results are still in the process of preparing for paper submission.