人工遺伝子回路による体節組織形成の再構成と操作

使用人工基因电路重建和操纵体节组织形成

• 批准号: 21H03540
• 负责人: 磯村 彰宏
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03540/
• 关键词: 合成生物学; 人工遺伝子回路; オルガノイド; 分節時計; 光遺伝学

人工遺伝子回路を活用した合成生物学の発展は、広範な細胞機能の再構成や人工操作を可能にしてきた。しかし、哺乳動物細胞における動的かつ精緻な組織構築過程の操作に成功した例はほとんど報告されていない。これは、作製した人工遺伝子回路の動的特性を定量的に計測・評価することが困難で、人工回路の動作検証に有用な組織構築のモデル実験系が存在しなかったためと考えられる。もし、そのような一連の工程を実現する統合的なプラットフォームを整備することができれば、多細胞組織の動的な時空間パターンを制御・再構成するための革新的技術の確立に繋がると期待される。そこで本研究では、細胞自律的または非自律的に働く人工遺伝子回路を構築し、その動的特性を研究代表者が開発した遺伝子発現の光制御・光計測技術によって定量的に測定・評価する。そして、体節組織形成に必要な遺伝子回路を破壊した変異細胞集団の組織構築を、人工遺伝子回路によって回復させることを試みる。本年度は、細胞非自律的に働く人工遺伝子回路の機能性の検証をさらに進める目的で、複数の回路について変異細胞株を準備し、それぞれの機能を比較することを試みた。それぞれの変異株で回復検証実験を行い、生細胞イメージングやマーカー染色像などのデータを取得した。また、細胞自律的な人工遺伝子回路を作成するため、細胞内ダイナミクスの人工操作に有用な要素技術開発を行った。さらに、細胞自律的な回路の機能検証に有用な変異細胞の準備を進めた。

The development of artificial gene circuits in synthetic biology, the reconstruction of cellular functions and the possibility of artificial manipulation Successful operation of delicate tissue construction process in mammalian cells The characteristics of artificial sub-circuits are quantitatively measured and evaluated. The characteristics of artificial sub-circuits are quantitatively measured and evaluated. The characteristics of artificial sub-circuits are quantitatively evaluated. The establishment of innovative technologies for the management and reconstruction of multicellular tissues is expected. In this study, we developed a quantitative measurement and evaluation of cellular self-regulation, non-self-regulation, artificial gene circuit construction, and dynamic characteristics of gene expression by a representative of the research. The genetic sub-circuits necessary for the formation of somatic segments are broken and the tissue structure of heterogeneous cell groups is restored. This year, we will try to compare the functions of artificial gene circuits in preparation for different cell strains. All kinds of plants are recovered, and the cells are recovered. The development of useful element technologies for the creation of artificial genetic subcircuits for cellular self-regulation and for the manual manipulation of intracellular genes In addition, the functional evaluation of cellular self-regulatory circuits is useful for the preparation of different cells.