ヒト細胞における新たな遺伝学を用いたDNAトランスアクションの解析

教員

Research Summary

当研究室は、植物ホルモンオーキシンにより活性化される、植物内のタンパク質分解メカニズムをヒト細胞に移植することで、特定のタンパク質をオーキシン依存的に分解除去するAID技術を開発しました。さらに、CRISPR–Casゲノム編集技術と組み合わせ、ヒトコンディショナル変異細胞を作る方法を確立しました。作成した変異細胞では、半減期30分以下で標的タンパク質を分解除去することができます。AID技術を応用してヒトゲノムDNAがいかに安定維持されているのか、特にDNA複製と他のDNAトランスアクションの関連性を明らかにしようとしています。

オーキシンデグロン（AID）技術
（A）CRISPR-Cas9により標的とする遺伝子を切断し、ドナープラスミドを利用してAIDタグの挿入を行う。発現した融合タンパク質は、オーキシン存在下では植物由来TIR1を含むE3ユビキチンリガーゼにより認識されて分解に導かれる。
（B）コヒーシンを構成するRAD21に改変AID タグと蛍光タンパク質を付加した。この細胞では、オーキシン添加により迅速にRAD21タンパク質が分解される。
（C）RAD21のシグナルを定量化した。

Selected Publications

Natsume, T., Nishimura, K., Minocherhomji, S., Bhowmick, R., Hickson, I. D., and Kanemaki, M. T. (2017). Acute inactivation of the replicative helicase in human cells triggers MCM8-9-dependent DNA synthesis. Genes Dev 31, 816-829.

Natsume, T., and Kanemaki, M. T. (2017). Conditional degrons for controlling protein expression at the protein level. Annu Rev Genet 51, 83-102.

Natsume, T., Kiyomitsu, T., Saga, Y., and Kanemaki, M.T. (2016). Rapid protein depletion in human cells by auxin-inducible degron tagging with short homology donors. Cell Reports 15, 210-218.