【研究分野】ゲノム生物学

【研究領域課題番号】15H04319 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CRISPR / dCas9 / base-pairing / thermodynamics / melting temperature / バイオテクノロジー / 遺伝子 / 核酸 / ゲノム / RNA

【研究成果の概要】

本研究は、CRISPR法の改良による次世代型ヒト遺伝子機能解明のための基盤技術の開発を目的とした研究である。CRISPRシステムとは、原核生物の免疫防御システムを利用した新しいゲノム編集法であり、あらゆる生物種に応用可能な画期的技術として注目されている。CRISPR法では、標的部位を塩基配列で識別するガイドRNAがCas9たんぱく質と複合体を形成し、ガイドRNAが対合したゲノム領域をCas9が切断する。そのため、本研究ではゲノム切断活性を伴わないdCas9を用い、実験的手法とバイオインフォマティックスを用いた手法を組み合わせることで、ゲノム編集効率が高く実用的な手法を確立することに成功した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】15H04642 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

RNA / 感染 / 自然免疫 / RNA分解 / サルモネラ / ノンコーディングRNA / 自然免疫応答 / 核内RNA分解 / 遺伝子

【研究成果の概要】

細胞内寄生細菌のサルモネラに感染した宿主ヒト細胞では、核内RNA分解経路が抑制され、その結果、普段は不安定な核内長鎖ノンコーディングRNAが安定化されて発現増加することを本研究の遂行で申請者は発見した。サルモネラ感染で発現増加する核内長鎖ノンコーディングRNAは、インターフェロン遺伝子などの免疫関連遺伝子の発現制御分子として働くことも示した。さらに、核内RNA分解経路が抑制されるメカニズムとして、核内RNA分解経路の就寝分子であるMTR4がタンパク質分解されることを発見した。これらの結果から、核内RNA分解経路は自然免疫応答を制御する上で重要な機構を形成していることが世界で初めて判明した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)

【研究分野】生体関連化学

【研究領域課題番号】20550148 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

DNA / GFP / PCR / キャピラリー電気泳動 / タンパク質 / プロテオミクス / 翻訳 / 遺伝情報発見 / 蛍光蛋白質 / プライマー / 分子システム / 増幅反応 / 論理ゲート / 論理判断 / RNA / アミノ酸 / 蛋白質 / 転写 / 遺伝子 / 遺伝子工学 / マイクロ流体チップ / 蛍光イメージング / キャピラリ-電気泳動

【研究成果の概要】

酵素的なDNA 増幅反応と,増幅されたDNAをオンチップ電気泳動で分離する手段を組み合わせることにより,遺伝情報の発現に必要な配列をコードしたDNAの組換え,組み替えられた目的DNAの選別,DNAからmRNAへの転写,mRNAからタンパク質への翻訳,翻訳されたタンパク質の検出までの一連の流れを,細胞の助けを借りることなく達成する手法を開発した.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】土木環境システム

【研究領域課題番号】18206056 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

水の安全 / 病原微生物 / ウイルス / 遺伝子 / 指標微生物 / 紫外線 / 銀 / 消毒 / 上水道 / ミクロキスティン / レジオネラ / 大腸菌 / PCR / 安全性 / 光回復 / RNA

【研究成果の概要】

総合的な病原微生物対策のために必要ではあるが未解決の課題群に取り組み、以下の成果を上げた。
紫外線照射により不活化した大腸菌の海水中での挙動を解明するため、NaCl 溶液、MgCl2溶液、CaCl2 溶液中における光回復の程度を調べた。その結果、全ての溶液中で、高い塩濃度では光回復が抑制された。光回復抑制の機構は、細胞膜内外における陽イオンの電位差が浸透圧を生み出し、光回復酵素の生成が阻害されたからだと考えられる。
紫外線消毒の効率を上げるための試みとして、銀の併用によるウイルスの不活化効果の測定を行った。銀イオン0.05ppm 存在下における低圧紫外線による不活化では、大腸菌およびファージQβは銀存在下で不活化速度が大きくなり紫外線と銀の相乗効果が見られるが、ポリオウイルスおよびマウスノロウイルスに対しては銀の影響は見られなかった。
湖沼等において発生する藍藻類の異常増殖を抑制する新たな手法としての中圧及び低圧の紫外線照射処理において、藍藻類が生産する毒素ミクロキスティンの放出に関する研究を行った。その結果、紫外線照射によって藻類が破壊される影響よりも藻類が減少する影響が卓越し、水中のミクロキスティン濃度の上昇が抑制されることを見出した。
水道の給配水管路等において形成される生物膜などで増殖するレジオネラ属菌およびシュードモナス属菌に対して、銀を用いた消毒を試みた。その結果、菌体あたりに吸着する銀の量をパラメータとすることで消毒効果を定式化することが可能であることを見出した。
ウイルス粒子の選択的な濃縮を行う手法としてMgを用いる方法が適していることが分かった。また、ノロウイルスの塩素消毒耐性は他の腸管系ウイルスと同等以下であり、十分な塩素消毒が施された配水システムにおいてはノロウイルスが感染力を保ったまま末端給水栓まで到達する可能性は低いことが示唆された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】49,790千円 (直接経費: 38,300千円、間接経費: 11,490千円)