新規人工RNA結合タンパク質の革新的デザイン法の開発とその有効性の検証

开发新型人工RNA结合蛋白的创新设计方法并验证其有效性

• 批准号: 22H02200
• 负责人: 世良 貴史
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02200/
• 关键词: RNA; タンパク質

生体内では、多種多様な生命現象が、様々な仕組みを駆使して、遺伝情報を正しい場所で、適切な時期に、必要な量巧妙に読み出すことにより精密に制御されている。このことは、この遺伝情報の読み出しを生物とは独立に制御できるようになれば、遺伝子の発現調節や加工などを介して、発生、分化、老化などの生命現象の解明やガン、遺伝病などの疾患の治療法の開発につながり、学術、健康・福祉、経済、社会など幅広い分野での多大な貢献が期待される。そのための一つのアプローチとして、標的の遺伝情報、すなわちゲノムDNAやmRNAの特定の標的配列に結合できる人工タンパク質を創出できれば、この人工タンパク質単独、あるいはこのタンパク質に別の機能ドメインを連結した融合タンパク質を用いて、標的の様々な生命現象を望むように制御することが可能となる。当研究室ではこれまで、セントラルドグマにおける、DNA情報の読み取りを制御すべく、ゲノム上の標的DNA配列に結合する人工DNA結合タンパク質を独自に開発し、これまでガンなどの遺伝子発現やウイルスゲノム切断によるウイルスの不活性化などを実現してきた。そこで、本研究では、セントラルドグマのもう一つの重要なRNA情報の読み取りを制御すべく、新規の人工RNA結合タンパク質の開発を目指している。そのため、本年度では、これまでの知見に基づき、各種タンパク質をデザインした。当該遺伝子を大腸菌発現ベクターにクローニングした後、形質転換した大腸菌で発現量・可溶化条件を検討した。これら条件を最適化し、各目的タンパク質を大量発現させ、溶菌した後、精製し、濃度を測定した。得られたタンパク質の各標的RNA配列への結合力や特異性を検証し、比較・検討した。

在活体中，通过使用各种机制在适当的时间巧妙地阅读正确位置所需的遗传信息的数量，可以精确控制各种各样的生活现象。如果可以独立于生存生物体来控制遗传信息，则通过调节基因表达和加工的调节以及诸如癌症和遗传疾病等疾病的治疗方法的开发，并在范围内的范围和范围内贡献了诸如癌症和遗传学的疾病，从而阐明了生命现象，例如发展，分化和衰老，包括癌症和遗传疾病等疾病的治疗方法。作为一种方法，如果是目标遗传信息，即能够与基因组DNA或mRNA的特定靶标序列结合的人造蛋白，则可以使用这种人造蛋白单独以所需的方式以所需的方式控制各种靶现象，或者单独使用该蛋白与该蛋白与另一个功能结构域链接到它。迄今为止，我们的实验室已经独立开发了人工DNA结合蛋白，该蛋白与基因组上的靶向DNA序列结合，以控制中央教条中DNA信息的读数，并通过裂解病毒基因组实现了基因表达，例如癌症和病毒灭活。因此，这项研究旨在开发新型的人造RNA结合蛋白，以控制中央教条中另一种重要的RNA信息的阅读。因此，今年，我们根据以前的发现设计了各种蛋白质。将基因克隆到大肠杆菌表达载体中后，在转化的大肠杆菌中检查了表达水平和溶解条件。优化了这些条件，并大量表达靶蛋白，裂解，然后纯化，并测量浓度。验证了所获得的蛋白质与每个靶RNA序列的结合强度和特异性，并进行了比较和检查。