哺乳動物細胞の形質発現を制御する光スイッチングシステムの開発

开发控制哺乳动物细胞表达的光学开关系统

• 批准号: 15650097
• 负责人: 稲葉 俊哉
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15650097/
• 关键词: 光応答; 生体スイッチ; phytochromeB

光(可視光)によってヒト細胞内で機能する生体スイッチの開発を試みた。人工臓器作成の過程で形態を整える必要が生じた際に、過剰となった細胞にアポトーシスを誘導するため、レーザー光による集積回路(LSI)作成技術の応用が可能ではないかと考えたのが発端である。すなわち哺乳類の細胞に光を当ててシグナルを送り、細胞内反応を惹起するシステムを開発する。光受容体システムとしては植物細胞のPhytochromeB(PhyB)/PIF3システムの応用を考えた。植物細胞ではPhyBは発色団であるphytochromobilin(PCB)と結合し、細胞質内に限局する。赤色光の照射によるPCBの立体構造変化を通じてPhyBは核内に移行し、転写因子PIF3と結合する。このシステムを動物細胞内でも機能させるために、PhyBのPCB結合ドメインと哺乳類細胞で機能する転写因子との融合蛋白質(キメラ)を作成してヒト細胞内に発現させる。また動物細胞ではPCBを合成る酵素を欠くため、PCBを細胞外から取り込ませる。通常の状態では細胞質にあって不活性である転写因子を赤色光照射によって核内に移行させることにより転写のスイッチを入れることが可能となる。本研究では転写因子としてテトラサイクリンによる遺伝子誘導発現系で用いられる転写因子を用い、クラゲの緑色色素蛋白GFPを発現させる系で検証した。PCBはリポフェクチン法で細胞内に導入した。一過性発現および永久発現の系においてキメラ転写因子は細胞質内に分布し、赤色光照射によって核内に移行した。それに伴ってGFPの誘導発現を見たことから、研究の目的は達成された。実用化に向けて発現効率の改善と、現在高価な試薬を用いているPCBの導入法の改善が今後の研究の課題である。

Light (visible light) is used to test the development of intracellular functions. The process of artificial device manufacturing is necessary to produce a variety of products, such as cellular products, optical products, integrated circuit (LSI) manufacturing technology, etc. All mammalian cells are exposed to light, and intracellular reactions are initiated. A Study on the Application of Phytochrome B (PhyB)/PIF3 in Plant Cells Phytoglobulin (PCB) binding in plant cells The three-dimensional structure of PCB irradiated by red light can be changed by PhyB, which can be combined with PIF3. These genes function in animal cells, and PhyB PCB binding proteins function in mammalian cells. Animal cells contain PCBs, enzymes, and extracellular PCBs. The normal state of the cytoplasm is not active, and the red light irradiation is not active. In this study, we demonstrated that the expression of GFP was induced by the use of transcription factors. PCBs are introduced into cells by the PCBs method. The transient and permanent occurrence of these factors is characterized by cytoplasmic distribution and nuclear migration under red light irradiation. The aim of this study was to achieve the goal of GFP induction. The improvement of PCB introduction method is a future research topic.

项目成果

Harada H.: "High incidence of somatic mutations in the AML1/RUNX1 gene in myelodysplastic syndrome and low blast percentage myeloid leukemia with myelodysplasia"Blood. 103. 2316-2324 (2004)

Harada H.：“骨髓增生异常综合征中 AML1/RUNX1 基因的体细胞突变发生率高，以及伴骨髓增生异常的低原始细胞百分比髓系白血病”血液。

Akiyama T.: "Regulation of osteoclast apoptosis by ubiqutination of proapoptotic BH3-only Bcl-2 family member Bim."EMBO J.. in press.

Akiyama T.：“通过促凋亡 BH3-only Bcl-2 家族成员 Bim 泛素化调节破骨细胞凋亡。”EMBO J.. 正在出版。

Matsunaga T.: "Regulation of annexin II by cytokine-initiated signaling pathways and E2A-HLF oncoprotein"Blood. (in press).

Matsunaga T.：“细胞因子引发的信号通路和 E2A-HLF 癌蛋白对膜联蛋白 II 的调节”血液。

Takeshita A.: "Del(6p23) and der(11p15) including NUP98 translocation in a case of secondary myeloproliferative disorder which eventually underwent clonal evolution and transformed to acute myeloid leukemia."Cancer Genet.Cytogenet.. (in press).

Takeshita A.：“Del(6p23) 和 der(11p15)，包括继发性骨髓增殖性疾病病例中的 NUP98 易位，最终经历克隆进化并转化为急性髓系白血病。”Cancer Genet.Cytogenet..（出版中）。