yrammuS 要概duction of histone modifications is expected to lead to the elucidation of the causes of diseases and their treat-ment. This study aims to develop chemical catalysts for the treatment of epigenetics-related diseases. The specific goal is to develop a chemical catalyst that works in living cells and to construct a system capable of artificial H2BK120 acylation and subsequent inhibition of H2BK120 ubiquitination.本研究は，生細胞内の標的遺伝子発現を経時的に可視化追跡する1細胞解像度遺伝子発現長時間追跡法の開発を目標としている．その基盤技術として，生物発光を用いた生細胞内在性RNAの標識および顕微鏡による可視化技術，および長時間安定に生物発光を観察する技術の開発を行った．RNA可視化技術として，我々が独自に開発した内在性RNA標識法「mPUMテクノロジー」を利用し，分割ルシフェラーゼ再構成法と組み合わせることで，生細胞内の内在性RNAの局在と動態を可視化追跡することを実現した．後者の長時間安定な生物発光観察技術として，培地中で不安定なルシフェラーゼの発光基質フリマジンに保護基としてアダマンタンを修飾することで，24時間を超えて一定輝度で生物発光を示す発光基質を開発した．これら2つの技術開発は，近い将来の生細胞内遺伝子発現可視化技術の創出並びに汎用化を実現する重要な足掛かりになると期待できる．This study aims to develop a method to monitor gene expression in living cells in single-cell resolution over time. As essential technologies to establish the method, we developed a technique for labeling and micro-scopic visualization of endogenous RNA in living cells using bioluminescence and a technique for long-term, stable observation of bioluminescence. Combined with the luciferase reconstitution method, we developed a technique to visualize and monitor the localization and dynamics of endogenous RNA in living cells. As the long-time stable bioluminescence observation technique, we developed a luminescent substrate furimazine conjugated with adamantane as a protecting group. Using the new substrate, bioluminescence at a constant brightness over 24 hours was monitored from living cells under microscope observation. These two techno-logical developments in this study are expected to be fundamental technologies for establishing and general-izing gene expression visualization technology in living cells in the near future.薬剤耐性プラスミドは，既存の抗生物質を無力化する「動く遺伝因子」として知られる．本研究では，実環境由来の微生物を一細胞レベルで解析する手法を組み合わせて，従来不明のままであった，耐性遺伝子を運ぶプラスミドの実体とその伝播経路の解明を目的とした．その結果，薬剤耐性遺伝子を伝播する新たなプラスミド群を見出した．また，既存のプラスミド群とともに，プラスミドが，どのような微生物に伝播するのか，その「行き先」を決めることに成功した．さらに，実環境中の未培養・難培養性の微生物を含む，各プラスミドの「持ち主」を決める手法を確立した．また，本研究で得られた知見とともに，網羅的なプラスミドデータベースの再整備を実施した．吉村 英哲49Hideaki YOSHIMURA新谷 政己50Masaki SHINTANI多細胞サンプル内における遺伝子発現1細胞長時間定量追跡法の開発（2019採択）Development of a single-cell long-term gene expression tracking technology based on bioluminescence imaging(Project 2019)実環境中で薬剤耐性遺伝子の伝播を引き起こすプラスミドの実体の解明（2019採択）Identification of plasmids spreading antibiotic resistance genes in natural environments(Project 2019)49Rep. Grant. Res., Asahi Glass Foundation (2023)
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