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

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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。