人工dna結合タンパク質を用いたウイルス不活性化技術 ......geminivirus particle...

岡山大学大学院自然科学研究科

（工学系）化学生命工学専攻

生命工学講座

世良貴史せらたかし

人工DNA結合タンパク質を用いた

ウイルス不活性化技術の開発

Okayama Univ. All rights reserved

hiroki_kusuda

タイプライターテキスト

資料　３

+ DNA切断部位②

ウイルス感染

耐性植物

抗ウイルス剤

ゲノム工学

人工制限酵素

ウイルス感染

抗ウイルス剤

講演内容

人工DNA結合タンパク質食糧問題の解決感染症の予防感染症の予防・治療

ゲノム編集新しい生物の創出

人々の生活を豊かにする役に立つバイオテクノロジー

+ DNA切断部位①



ウイルス感染

耐性植物

抗ウイルス剤

ゲノム工学

人工制限酵素

ウイルス感染

抗ウイルス剤

講演内容


ゲノム編集新しい生物の創出（非GMO）人々の生活を豊かにする

役に立つバイオテクノロジー

+ DNA切断部位①①


背景

将来の懸念：人口増加に伴う食糧問題

２０５０年には、世界人口は９０億人を越すと予測

（現在、約６０億人）

開発途上国の所得の向上による食生活の多様化の促進

食料全体の需要の大幅な拡大

地球温暖化、水不足、有限な開墾可能耕地面積など

問題：どうやって、これだけの人々を養えるだけの農作物を確保するか？


工学的なアプローチ

問題：どうやって、これだけの人々を養えるだけの農作物を確保するか？

人工DNA結合タンパク質（AZP）

• 標的DNA配列に特異的に、強く結合するタンパク質を自在にデザイン・作製

植物DNAウイルスへの耐性を農作物に付与


Geminivirus particle

粒子構造直径約20 nmの正二十面体構造が連結した構造。この構造からGeminivirusと呼ばれている。

（ Geminiとは双子）

ゲノム環状一本鎖DNAウィルス全長：2.5~3.0 kbp

植物DNAウイルス

感染農作物

トマト、コショウ、タバコ、カボチャ、マニオック、サツマイモ、ワタ、メロン、ジャガイモ、ダイズ、ワイン、トウモロコシ、コムギ、サトウキビ、マメ、ビート、スイカなど多種多様

Bemisia tabaci

媒体コナジラミ


戦略

複製発病

発病せずウイルス複製

の阻害

人工DNA結合タンパク質

（AZP）

複製起点

ウイルスゲノム

人工DNA結合タンパク質（AZP）によるウイルス複製阻害


ウイルス複製タンパク質（Rep）

ウイルス複製タンパク質（Rep）


野生型

開発植物

WT

Beet severe curly top virus （BSCTV）を感染

接種後２．５週間

J. Virol. 79, 2614−2619 (2005).

ウイルスの検出

EtBr染色

BSCTV-特異的プローブ

野生型

開発植物

ＡＺＰ発現によるウイルス感染耐性の獲得


ウイルスDNA

A B C D

A: 感染させていない健康な野生型

B: 野生型

C: AZP発現形質転換体A

D: AZP発現形質転換体B

BSCTVを感染

Beet severe curly top virus (BSCTV)を感染

（接種後４週間経過）

ＡＺＰ発現によるウイルス感染耐性の獲得

AZP = 人工DNA結合タンパク質

免疫の付与に成功！

J. Virol. 79, 2614−2619 (2005). Okayama Univ. All rights reserved


ウイルス感染

耐性植物

抗ウイルス剤

ゲノム工学

人工制限酵素

ウイルス感染

抗ウイルス剤

講演内容




+ DNA切断部位① ②


新戦略

複製発病

発病せずウイルス複製

の阻害

複製起点


人工制限酵素によるウイルス複製阻害


ウイルス複製タンパク質

ウイルスＤＮＡを切るハサミ＝人工制限酵素


HPV（human papillomavirus）

ヒトに感染するDNAウイルス

子宮頸がんを誘発

(女性のがん死亡率第２位）

ヒト・パピローマ・ウイルスの複製阻害

HPV用の新しい抗ウイルス剤


抗ウイルス剤との性能比較

人工制限酵素タンパク質 Cidofovir

EC50

IC50

( IC50/EC50 )比活性

< 20 pM

>> 1 M

> 5 × 106 15 ~ 42*

1.9 ~ 6.3 M (day 7)*63 ~ 159 M (day 3)*

(*Oncol. Res. 10, 523-531, 1998)

N

N

OCH2PH(OH)2

OH

O

NH2

O

PLOS ONE 8, e56633 (2013). Okayama Univ. All rights reserved


ウイルス感染

耐性植物

抗ウイルス剤

ゲノム工学

人工制限酵素

ウイルス感染

抗ウイルス剤

講演内容




+ DNA切断部位①

③


人工制限酵素の開発

より高い切断活性：サンドウィッチ型scFokIの開発

Biochem. Biophys. Res. Commun. 390, 694−697 (2009).

5 nM ZFN37C; 8, 17 h

サンドイッチ型

従来型




基質

生成物

連絡先


世良貴史

岡山大学大学院自然科学研究科（工学系）

岡山市北区津島中３－１－１

TEL： 086-251-8194

e-mail： [email protected]

人工dna結合タンパク質を用いた ウイルス不活性化技術 ......geminivirus particle...

Documents

人工dna結合タンパク質を用いたウイルス不活性化技術 ......geminivirus particle...