RNA-based Synthetic Life Systems

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RNAを基盤とする生命システムが細胞の機能制御に果たす役割の多くは未知のままである。またRNAやRNA-Protein (RNP)相互作用は、生命の進化の過程で本質的な役割を果たしたと考えられるが、それらがいかに細胞や生命のシステムを形成するに至ったのか、その構築原理の解明には至っていない。本研究では、(1)細胞機能を制御するRNP相互作用ネットワークを包括的に同定するとともに、(2)RNPによる細胞内構造物の作動原理を解明し、細胞内で機能する人工RNPを構築する。また、得られた知見を生かして、(3)哺乳類細胞や個体で作用する人工のRNA・RNPシステムを開発する。同時に、(4)生命システムの創発原理の解明を目指し、人工RNA細胞モデルの創出に挑む。本年度は主に、(3)人工のRNA・RNPシステムの基盤技術の開発に取り組み、マイクロRNA（miRNA）に応答して遺伝子発現を活性化させる合成mRNA（miRNA応答ONスイッチ）を開発することに成功した。このシステムはmiRNAを発現している細胞でだけ遺伝子を発現させることができる。これにより、iPS細胞やiPS細胞から分化した心筋細胞の高効率での純化が可能となった。加えて、光やタンパク質に応答して遺伝子発現を活性化させる仕組みも開発した。今後、これらの様々な翻訳制御システムの実装による、機能性人工細胞の構築に挑戦する。