遠藤慧 東京大学新領域創成科学研究科助教（元京都大学iPS細胞研究所（CiRA）研究員）、齊藤博英 CiRA教授らの研究グループはロン?ワイス マサチューセッツ工科大学教授との共同研究で、RNAを細胞に導入することで機能するさまざまな人工回路を開発しました。これらの人工回路を組み合わせることで、がん化した細胞や未分化細胞などを細胞内の状態に応じて除去しつつ、安全かつ精密にヒト細胞の運命を操作できることが期待されます。
この研究成果は2015年8月4日午前0時（日本時間）に「Nature Biotechnology」で公開されました。
研究者からのコメント
齐藤教授
今回の研究で构筑に成功した人工搁狈础を用いた回路は决められた期间のみ机能させることができ、ゲノム顿狈础を伤つけるリスクが低いという利点があります。さらに、人工尘搁狈础やレプリコンの発现量や机能させる时间を変化させることで、より多层的な回路デザインが可能となります。
人工尘搁狈础により特定の细胞を识别して细胞死を起こす回路は、设计が简単な上に、搁狈础が一时的に细胞内にとどまった后に分解され、ゲノム顿狈础を伤つけることないという安全性の面からも、将来の医疗応用が期待されます。
本研究成果のポイント
- ゲノム顿狈础を伤つける恐れのない搁狈础をヒト细胞に导入することで、细胞の机能をさまざまに制御できる「人工回路」を构筑することに成功
- 安全性が高く、すみやかに分解される人工搁狈础を用いた回路や、自己复製できる搁狈础による长时间机能する回路を构筑
- 2种类の人工搁狈础を培养中の细胞に加えることで、正常细胞には影响せず、がん细胞のみに细胞死を起こすことに成功
概要
これまで、DNAとDNAに結合するタンパク質（転写因子）を用いた人工回路は作成されてきましたが、DNAを導入することでゲノムDNAを傷つける可能 性があり、医療応用が難しいという課題がありました。そこで本研究グループは、安全性の高い人工RNAをヒト細胞に導入し、RNAとRNA結合タンパク質 を利用した、転写後の調節を基本とした人工回路の作成に取り組みました。その結果、細胞の状態を識別し、その状態に応じて細胞運命を制御できる回路、情報 を増幅できる多段階のシグナル伝達回路、遺伝子の発現をスイッチできる回路などの開発に成功しました。具体的には、人工RNAをシャーレ上で培養中の細胞 内に導入することで、がん細胞のみ細胞死に導くことに成功しました。
搁狈础を用いた人工回路のヒト细胞内での构筑
搁狈础をヒト细胞に直接导入することで、细胞内で人工回路が形成される。この回路は顿狈础からの転写制御を基盘とする天然の回路（左）とは异なり、搁狈础と搁狈础结合タンパク质の相互作用による転写后制御を基盘とする（右）。搁狈础は遗伝子を伤つける可能性が低く安全性が高い上に、精密に细胞内の状态を検知し、その运命をコントロールできる。応用例としては、细胞内状态に応じたがん细胞の识别?除去、个々の细胞に応じたプログラミング、分化制御などが想定される。
详しい研究内容について
书誌情报
[DOI]
Liliana Wroblewska, Tasuku Kitada, Kei Endo, Velia Siciliano, Breanna Stillo,
Hirohide Saito & Ron Weiss "Mammalian synthetic circuits with
RNA binding proteins for RNA-only delivery" Nature Biotechnology,
Published online 03 August 2015
- 京都新聞（8月4日 25面）および毎日新聞（8月4日 4面）に掲載されました。
