ポイント
- 生物の性質を効率的に改良できるゲノムの再編成誘発技術ＴＡＱｉｎｇシステムを改良し、青色光でゲノム変化を制御できる「ＭａｇＴＡＱｉｎｇ」を開発しました。
- 青色光の下で活性化し、ＤＮＡを切断する制限酵素を世界で初めて開発しました。これを細胞内に導入したのち、細胞に青色光を照射すると、ＤＮＡが切断されるようになり、ゲノムの再編成を誘発することができました。
- 本技術により、細胞に与えるダメージを最小限にしつつ、ゲノム改変のパターンやレベルを自在に制御できるほか、狙った細胞や器官でゲノムの変化を誘発させることが可能になります。
東京大学 大学院総合文化研究科の太田 邦史 教授らの研究グループは、光で制御するトップダウン型ゲノム合成技術の開発に成功しました。
生命の設計図であるゲノムＤＮＡを改変・合成し、医療や環境などの地球的課題を克服する新しい生物機能の開発が世界的に研究されています。このような技術をゲノム合成といいます。その中で、既存のゲノムＤＮＡを再編成して生物機能を改良するリフォーム型の方式をトップダウン型ゲノム合成と呼びます。この方法は古くから交配や突然変異誘発によって人類が用いてきた生物改良法ですが、近年ではゲノムの再編成を誘発する手法が開発されています。
本研究では、東京大学ですでに確立した技術であるＴＡＱｉｎｇシステムを改良し、青色光を照射したときのみゲノム再編成を誘発する改良技術「ＭａｇＴＡＱｉｎｇ」を開発しました。重要な改良点としては、ＤＮＡ切断酵素である制限酵素を最適な部位で分割し、その断片それぞれに青色光下で会合可能なマグネットというタンパク質を連結させ、青色光を照射したときのみ活性化する制限酵素を初めて創り出した点です。この技術を用いることで、「ＭａｇＴＡＱｉｎｇ」を導入した細胞で、青色光を照射した時のみＤＮＡ切断を誘発でき、ゲノム再編成の発生を時間・空間的に精密制御できるようになりました。
本研究成果は、２０２５年４月１１日（日本時間）に「Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ」に掲載されます。
本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業 ＣＲＥＳＴ（課題番号：ＪＰＭＪＣＲ１８Ｓ３）、同 次世代研究者挑戦的研究プログラム ＳＰＲＩＮＧ（課題番号：ＪＰＭＪＳＰ２１０８）、革新的先端研究開発支援事業「感染症治療薬の新モダリティー天然物２．０」（課題番号：ＪＰ２２ｇｍ１６１０００７）、科学研究費補助金（課題番号：２４Ｋ０２０６８ＳＴ）の支援により実施されました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（５４８ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “Light-controlled Spo11-less meiotic DNA breaks by MagTAQing lead to chromosomal aberrations”
- ＤＯＩ：10.1093/nar/gkaf206
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
太田 邦史（オオタ クニヒロ）
東京大学 大学院総合文化研究科 教授
Tel：03-5465-8834
E-mail：kohta2
bio.c.u-tokyo.ac.jp -
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
沖代 美保（オキシロ ミホ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 ライフイノベーショングループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-3512-3524 Fax：03-3222-2064
E-mail：crestjst.go.jp -
＜報道担当＞
東京大学 大学院総合文化研究科 広報室
Tel：03-5454-6306
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