Development of a novel light-triggered genome editing system for the treatment of retroviral infections

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本研究では、独自に設計した光架橋性核酸医薬（Light-Scissors）を用い、ゲノム二重鎖DNAの配列特異的な切断（DSB）を誘導する手法を開発し、この新しい光ゲノム編集技術をレトロウイルス遺伝子の不活性化法へと展開する。今年度は主に下記3項目について検討を行った。1.　Light-Scissorsの分子構造の最適化（山吉）：ウリジンの5位にプロパルギルリンカーを介してソラレンを導入した新規ヌクレオシドを合成し、これを含むLight-Scissorsの光架橋特性を評価したところ、標的遺伝子に対し効率よく架橋することが見出された。また一方で、あらゆる人工核酸の5'末端にソラレンを導入することが可能な、ソラレン誘導体活性化エステルの開発にも成功し、研究成果が学術雑誌（ChemMedChem）に受理された。同誌のCover Feature に選出され、特別号ChemBioTalentsの掲載も決定した。2.　Light-Scissors のゲノム編集効率の評価（モデル細胞系）（駒野、山吉）：Light-Scissors を用いたゲノム編集効率を評価する実験系として、宿主細胞からのプロウィルスゲノムの除去効率を迅速に評価できるアッセイ系を構築した。ゲノム編集が起こり遺伝子配列が改変されると、ルシフェラーゼの発光がホタル由来→オワンクラゲ由来の発光へと変化する系の構築に成功し、正常に動作することを確認した。3. in vivo展開を可能とする光照射装置の開発（徳田、山吉）：Light-Scissorsと標的遺伝子との架橋反応はUV光照射時にしか起こらないため、継続的に光照射を行う必要がある。そこでLED形状のUV光照射装置を開発し、体内に埋入してin vivo光照射を試みた。臓器を傷つけることを防ぐため、LEDの周囲を樹脂でコートした楕円形デバイスを開発し、動作確認にも成功した。