新規光誘導型デグロンを用いた生命機能操作技術の創出
【研究キーワード】
ショウジョウバエ / オプトジェネティクス / ライブイメージング / 転写 / ゲノム編集 / プロテインノックダウン / ゲノム構造 / ショウジョウバエ初期胚 / 転写制御 / デグロン
【研究成果の概要】
本研究では光依存的かつ発生段階特異的に標的タンパク質の機能を阻害する新規実験系の開発に取り組んだ。その結果、CRY2のオリゴマー化を介した異常凝集の誘導が、Bicoidなどの特定の転写因子の機能阻害に有効であることが明らかとなった。一方で、iLID-SspBシステムを介したタンパク質分解や、LINX/LEXYなどの光依存的な核外排出による機能阻害は、標的因子の特性に応じた最適化が必要であることが明らかとなった。本研究を通じて確立されたゲノム編集技術を応用することで、転写制御における高次ゲノム構造の機能解明や、転写バースト制御メカニズムの解明について大きな進展が見られた。
【研究の社会的意義】
本研究では、近年精力的に開発されている光操作技術の実用性をショウジョウバエ個体レベルで多角的に検証した。その結果、培養細胞レベルでの解析で広く用いられてきた手法を個体レベルで応用するためには、標的タンパク質の特性に応じた最適化が必要であることが強く示唆された。本研究によって明らかとされた、転写制御における高次ゲノム構造の機能については、近年のHi-C解析などに明とされてきたTAD構造の生物学的意義を理解する上で重要な知見となる。また転写バーストを介した遺伝子発現の時空間的なパターン形成メカニズムの理解は、個体発生におけるゲノム機能を理解する上で重要な成果である。
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2022-03-31
【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)