複数時間ウィンドウでの哺乳類脳操作を実現する薬剤誘導性人工遺伝子スイッチ開発

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申請者は哺乳類以外の生物種（細菌、酵母、植物、昆虫、両生類）の遺伝子発現系を基に、複数の薬剤誘導性遺伝子発現スイッチを作製し、哺乳類脳において特定の機能に関連する神経細胞集団を時間軸に沿って遺伝学的に切り分ける技術開発を行っている。平成29年度にはアメリカのマサチューセッツ工科大学Ian Wickersham研究室で、設計した遺伝子スイッチを用いた標識法の検討実験を行った。「複数時間ウィンドウ」の実現には誘導は一過性でありながら、その長期間細胞内に残る標識が必要とされる。申請者はその標識の候補として、近年複数の種類が報告されているセリンインテグラーゼ(Yang, et al, Nat Methods, 2014)という遺伝子組み換え酵素を選択した。Streptomyces scabiei 87.22由来のInt2、Geobacillus sp Y412MC61由来のInt7、Staphylococcus lugdunensis N920143由来のInt12を選抜し哺乳培養細胞で実験を行った。大腸菌における文献の結果と異なりInt2はHEK293細胞において認識配列であるattB2/attP2の組み換えを起こさなかった。一方でInt7は認識配列であるattB7/attP7のみを、Int12はattB12/attP12のみを組み換え蛍光タンパクを発現させた。以上からInt7とInt12のペアは哺乳培養細胞で機能することが証明され、異なるスイッチの下流で発現させる酵素として適当と考えられた。またこれまでにGeobacillus sp Y412MC61由来のInt7、Staphylococcus lugdunensis N920143由来のInt12といったセリンインテグラーゼを哺乳細胞で使用した例は報告されておらず、これが初めての哺乳細胞における成功例であると考えられる。