蛍光性 DNA アプタマーの細胞内発現: レトロン Eco2 を用いた新手法

核心概念

レトロン Eco2 を利用することで、DNA アプタマーを生細胞内で効果的に発現できることを実証した。

摘要

本研究では、細菌レトロン Eco2 を用いて DNA アプタマーの細胞内発現を実現した。

まず、Eco2 の可変領域 (msd) に蛍光性 DNA アプタマー Lettuce の変異体 4L を挿入した 4つのコンストラクトを作製した。in vitroでの解析から、4LE-v4 が最も良好な DFHBI-1T 結合能を示すことが分かった。

次に、これらのコンストラクトを大腸菌 BL21AI 株に導入し、発現を誘導した。RT-DNA 解析の結果、4LE 変異体の発現量は野生型 Eco2 に比べて30-70%程度に低下していた。

しかし、in vivo 蛍光測定では、4LE-v4 が最も高い蛍光強度を示した。予想外に、4LE-v1、v2、v3 でも有意な蛍光増加が観察された。これは、in vitroと in vivoでの Lettuce アプタマーの折り畳み状態が大きく異なることを示唆している。

本研究の成果は、レトロンシステムが DNA アプタマーの細胞内発現に有効であることを実証したものである。この手法は、様々な DNA アプタマーの細胞内センサーや制御因子としての応用を可能にすると期待される。

統計資料

Eco2 RT-DNA の発現量は野生型に比べ4倍高かった。
4LE 変異体の RT-DNA 発現量は野生型の30-70%であった。
4LE-v4 発現株では、DFHBI-1T 存在下で約2.6倍の蛍光増加が観察された。
4LE-v1、v2、v3 発現株でも1.7-2倍の蛍光増加が見られた。

引述

"レトロンシステムを利用することで、DNA アプタマーの細胞内発現が可能になり、様々な細胞内応用が期待される。"
"in vitroと in vivoでのアプタマーの折り畳み状態の大きな違いが明らかになった。"

從以下內容提煉的關鍵洞見

Intracellular Expression of a Fluorogenic DNA Aptamer Using Retron Eco2

by Vibhute,M. A... 於 www.biorxiv.org 05-23-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.21.595248v2

深入探究

レトロンを用いた DNA アプタマーの発現は、どのような応用分野で活用できるか?

DNAアプタマーのレトロンを用いた発現は、さまざまな応用分野で活用される可能性があります。例えば、医療分野では、DNAアプタマーは特定のタンパク質や細胞、小分子などに特異的に結合するため、治療薬や診断法の開発に活用されます。また、DNAアプタマーは生体内での使用が限定されていたが、レトンシステムを介して細胞内での発現が可能となることで、細胞内環境での新たな応用が期待されます。さらに、DNAアプタマーは生体内での標的物質の検出や細胞内のシグナル伝達の制御など、幅広い分野で活用される可能性があります。

in vitroと in vivoでのアプタマーの折り畳み状態の違いを生み出す要因は何か

in vitroと in vivoでのアプタマーの折り畳み状態の違いを生み出す要因は何か?
in vitroとin vivoでのアプタマーの折り畳み状態の違いは、主に細胞内環境と細胞外環境の違いに起因します。細胞内では、温度、pH、イオン濃度などの条件が細胞外と異なるため、アプタマーの折り畳みや機能に影響を与える可能性があります。また、細胞内にはさまざまなタンパク質や核酸が存在し、これらとの相互作用によってアプタマーの折り畳み状態が変化することも考えられます。さらに、細胞内での翻訳や後翻訳修飾などの生物学的プロセスもアプタマーの折り畳みに影響を与える要因となります。

レトロンシステムを用いて、より大きな単鎖 DNA を細胞内で合成する方法はあるか

レトロンシステムを用いて、より大きな単鎖 DNA を細胞内で合成する方法はあるか?
レトンシステムを用いて、より大きな単鎖DNAを細胞内で合成する方法は可能です。レトンシステムは、細胞内で大量の単鎖DNAを合成する能力を持ち、DNAアプタマーなどの様々なDNA構造を合成するための有力なツールとして活用されています。適切な設計と条件下で、レトンシステムを使用して大きな単鎖DNAを効率的に合成することができます。さらなる研究や最適化により、より複雑なDNA構造や大きなDNA分子の細胞内合成が実現される可能性があります。