哺乳類細胞内における短鎖RNA転写の光制御技術開発とその応用

哺乳动物细胞短RNA转录光控技术进展及其应用

• 批准号: 20K15394
• 负责人: 河野 風雲
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15394/
• 关键词: 光遺伝学; タンパク質工学; RNA生物学; 遺伝子発現制御

本研究では、哺乳類細胞内における短鎖RNA転写の光制御技術開発とその応用研究に取り組む。近年、転写された後にタンパク質に翻訳されない非コードRNAの機能が徐々に明らかになり、生命科学においてRNAに関する研究が盛り上がりを見せている。加えて、RNA干渉による遺伝子ノックダウン技術の普及や立体構造をとるRNAのアプタマー創薬としての展開、またCRISPR/Cas9に代表されるゲノム編集関連技術の近年における目覚ましい発展に伴って、生きた哺乳類細胞内で短ヘアピンRNAやアプタマーRNA、ガイドRNAを含める短鎖非コードRNAの転写を、高い時空間精度で正確に制御できる技術に対する需要がますます高まっている。したがって本研究では、RNAポリメラーゼIIIによる短鎖非コードRNAの転写を光で自在に制御可能な光遺伝学技術を開発し、RNA干渉技術やRNAアプタマー技術、ゲノム編集関連技術にて当該技術の概念実証を行うと共に、哺乳類細胞内での短鎖非コードRNA遺伝子研究への応用を目指した。本研究では転写抑制因子は用いず、プロモーター上に光受容体を結合させることによる物理的な阻害によって、RNAポリメラーゼIIIの転写を制御する技術開発を行なった。そのために本研究では、光が照射されていない暗状態ではDNAに強く結合し、光が照射されるとDNA上から完全に分離する光受容体の開発にまず取り組んだ。そして、その光受容体をプロモーター上に結合させるために、RNAポリメラーゼIIIによる転写誘導の機能は維持しつつ、DNA結合配列を組み込んだ改変型のプロモーターの開発にも取り組んだ。

This study is aimed to explore the development of light control technology for short-chain RNA expression in mammalian cells and to select a suitable group for further research. In recent years, the research on RNA in life sciences has been flourishing. CRISPR/Cas9 represents the need to develop a novel approach to RNA synthesis in mammalian cells in recent years. CRISPR/Cas9 represents the need to develop novel RNA synthesis techniques in mammalian cells. High spatial accuracy is required for proper control. This study is aimed at the development of RNA sequencing technology, and the application of RNA sequencing technology in mammalian cells. This research aims to develop a technology that can control the writing of RNA Polarimeter III by using the physical resistance of the writing inhibition factor to bind to the photoreceptor on the monitor. In this study, the development of photoreceptors in the dark state of DNA strongly bound to and completely isolated from DNA by light irradiation was investigated. In addition, in the case of DNA binding, the RNA receptor is selected from the group consisting of DNA binding, RNA binding