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研究概要
この研究室では、RNA工学的手法を駆使して、RNA医薬の開発、微生物を用いたRNA医薬の製造方法の開発、RNAワールド仮説の実験的検証を行っています。
テーマ1：RNA医薬品のデザイン
機能性RNAを用いて遺伝子発現の抑制など行わせることを利用したRNA医薬品の開発が注目されていますが、、RNAはRNA分解酵素によって分解されやすい欠点をもつため、生体内でのRNAの安定化技術が求められています。当研究室では、この問題を解決する新たなRNA安定化技術として、RNA環状化技術、RNA凝集技術を開発しています。これらの方法は、従来のように人工核酸を用いる必要がないため、副作用の懸念がないことや、製造コストの削減が期待されます。このRNA安定化技術をRNA医薬のデザイン方法として応用し、新たなRNA薬剤（医薬品、農薬）の創出を目指します。
テーマ2：微生物を利用したRNA医薬生産方法の開発
RNA医薬は、次世代型医薬と期待されていますが、有機合成によって製造されるため、製造コストが高額であるという問題を抱えているます。このため、RNA医薬の普及には、製造コストの大幅な削減が求められています。この問題を解決するため、有機合成に代わる新たなRNA医薬製造方法として、RNA医薬生産に特化した微生物を遺伝子工学的に開発し、RNA医薬を安価にかつ大量に製造する手法の開発を行います。
テーマ3 ：実験検証型宇宙生物学（RNAワールドの試験管内再現）
生命誕生以前の原始地球上では、先ず、RNAから構成されるRNAワールドが形成されたと考えられています。しかし、これを実験的に支持するデータは、ほとんど得られていないのが現状です。そこで、RNAワールドを実験的に検証するために、原始地球の環境を試験管内に再現し、この環境下でRNAのダーウィン進化を試み、RNAワールドの試験関内再現を目指します。また、この進化系を脂質膜内に取りこむことで、RNA型の原始細胞モデルが誕生するかを検証し、RNAワールドから原始生命に至るプロセスを実験的に再現することを目指します。
テーマ4：記憶形成に関与する環状RNAの同定
近年、新しいノンコーディングRNAとして環状RNAが発見されています。環状RNAは、特に脳や脊髄で多く発現し、脳の発生や分化、記憶形成への関連が指摘されていますが、環状RNAの役割については殆どしられていません。我々は、特に神経新生に着目し、神経新生および記憶形成に関与する環状RNAの同定を行うことを目指しています。
Research summary
In this laboratory, the development of RNA pharmaceuticals by RNA engineering, the development of a production method of RNA pharmaceuticals using microorganisms and the experimental verification of RNA world hypothesis are performed.
Theme 1: Design of RNA pharmaceuticals
RNA pharmaceuticals as a new class of drug for gene therapy has attracted considerable attention. However, general RNAs have the disadvantage that they are easily degraded by RNA degradation enzymes; therefore, the development of the technique for stabilization of RNA is required. Our research group has succeeded in the development of the stabilization techniques by circularization and aggregation. In this theme, new creation of RNA pharmaceuticals is attempted using these RNA stabilization techniques.
Theme 2: Development of RNA pharmaceuticals production using engineered bacteria
Since RNA pharmaceuticals are produced by the organic synthesis, there is a problem that their production costs are high. In order to solve this problem, the genetically engineered bacteria specialized for the economical production of RNA pharmaceuticals are developed.
Theme 3: Experimental Astrobiology (Reproduction of RNA world in a test tube)
It is considered and widely accepted that on the prebiotic early earth, the RNA world consisting of self-replicating RNA was structured. However, there are almost no data supporting this idea. In this theme, in order to verify the RNA world experimentally, the environment of primitive earth is reproduced in test tubes, and whether the Darwinian evolution of RNA is possible in this environment is verified. Furthermore, it is attempted to structure a primitive cell model that encapsulates the RNA world in lipid membrane vesicles.
Theme 4: Identification of circular RNA involved in memory formation
Recently, a circular RNA as new non-coding RNA was discovered. Circular RNA often expresses in brain and spinal cord, and its involvement in the generation and differentiation of brain and the memory formation is pointed out. In this theme, the circular RNA involved in memory formation is identified among the circular RNA generated during neurogenesis.
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キーワード
RNA工学、RNA医薬、生命の起源、構成的生物学
2013/4/1
研究室がスタートしました。