伊藤 隆司

ゲノム配列の新解釈による設計自由度と進化可能性の獲得

グラント番号：JPMJCR19S1

研究代表者

伊藤 隆司

主たる共同研究者

大学 保一

（公財）がん研究会 がん研究所　プロジェクトリーダー

研究概要

出芽酵母をモデルに、CRISPR-Casシステムと２ハイブリッド法と塩基修飾酵素を用いて、ゲノム中の標的領域を重複させる技術、標的領域のゲノム配列に選択圧をかける技術、標的領域の全体に亘って突然変異を導入する技術を開発します。これら３つの新技術を活用して、遺伝子重複による適応進化の構成的理解を深めるとともに、進化可能性に富んだゲノムを制約なく設計・合成するための方法論の創出を目指します。

岩崎 渉

DNA配列空間に新規機能を予測する情報技術

グラント番号：JPMJCR19S2

研究代表者

岩崎 渉

研究概要

「創って調べて制御する」ライフサイエンスを実現する上で、DNA配列空間の中に新たな遺伝子機能や生命システム機能を予測していく情報技術が必要とされています。本研究では、DNA配列空間の中に新規機能を持ちうる配列を新規に予測する情報技術を開発します。そして、具体的な機能ターゲットとして、ゲノムの改変や制御に資する新規ツールを開発します。

小林 武彦

遺伝子増幅装置と染色体ベクターの構築

グラント番号：JPMJCR19S3

研究代表者

小林 武彦

主たる共同研究者

石川 聖人	長浜バイオ大学 バイオサイエンス学部　准教授
岩川 弘宙	立教大学 理学部　准教授

研究概要

任意の遺伝子を増幅することができる遺伝子増幅システムを構築します。またその増幅システムを用いて100以上の遺伝子を組み込むことができる「染色体ベクター」を作成します。ここにタンパク質複合体や代謝系に関わる遺伝子を丸ごと組み込み、それらを異種細胞内で再構築し解析する実験系を確立します。将来的には人工細胞の作成の基盤技術になると期待します。

野地 博行

長鎖DNA合成と自律型人工細胞創出のための人工細胞リアクタシステム

グラント番号：JPMJCR19S4

研究代表者

野地 博行

主たる共同研究者

水内 良	早稲田大学 先進理工学部　専任講師
村岡 貴博	東京農工大学 グローバルイノベーション研究院　教授

研究概要

本研究は、新しい人工細胞リアクタ技術を開発します。例えば、生体高分子を積極的に取り込みそして保持する機能や、リアクタ自身が成長・分裂する機能を有した人工細胞リアクタの技術確立を目指します。このような機能をリアクタに付加し、さらに強化するため、新しい合成機能分子技術を確立します。最終的には、無細胞DNA複製・転写・翻訳機能を搭載することで、自律的成長・分裂能力を有する自律型人工細胞を創出します。

宮田 真人

合成細菌JCVI syn3.0B とゲノム操作を用いた細胞進化モデルの構築

グラント番号：JPMJCR19S5

研究代表者

宮田 真人

主たる共同研究者

塩見 大輔	立教大学 理学部　教授
成田 哲博	名古屋大学 大学院理学研究科　准教授
松林 英明	東北大学 学際科学フロンティア研究所　助教
Robinson Robert	岡山大学 異分野基礎科学研究所　客員教授

研究概要

JCVI-syn3.0は，2016年にマイコプラズマを基に作られた合成細菌で，そのゲノムは増殖に必須な遺伝子のみで構成されています．本研究では，様々な遺伝子をこの合成細菌に移植・発現させて，運動，細胞壁形成，DNA分配，膜リモデリング，などの能力の獲得という原始の細胞から真核生物にいたるイベントを実験で再現します．さらに，細胞を自由にデザインすることにより，新たな細胞の構築を行います．

山西 陽子

電界誘起気泡及びＤＮＡナノ粒子結晶による長鎖ＤＮＡの導入・操作技術の研究

グラント番号：JPMJCR19S6

研究代表者

山西 陽子

主たる共同研究者

菅野 茂夫	産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門　主任研究員
田川 美穂	名古屋大学 未来材料・システム研究所　教授
坪内 知美	自然科学研究機構基礎生物学研究所 幹細胞生物学研究室　准教授

研究概要

長鎖DNAを細胞内で利用する際の問題として「長鎖DNAのハンドリングが難しく、導入技術が限られる」ことが挙げられます。排除体積が大きく、物理的に脆弱な長鎖DNAを細胞に適切に導入するために，本研究では、穿孔性の高い物理導入手段「電界誘起気泡」法、DNAナノ粒子結晶技術を分野横断的に組み合わせて、長鎖DNAを導入・操作することを目指します。