教授 遊佐 宏介
生命現象には様々な遺伝子が関わっているが、生物学の命題はこれら遺伝子の分子機能を明らかにすることであり、新たな知見の獲得を通して医療を始め様々な分野への応用が可能となる。
当研究室では網羅的遺伝子探索法としてゲノム編集技術を応用したCRISPRスクリーニング法を開発し、発表した。現在、このスクリーニング法を用いて、特に２つの研究領域（がんと多能性幹細胞）に焦点を当て、細胞増殖や細胞分化に関わる分子機構の解明、さらに創薬への応用に取り組んでいる
研究・教育について
遺伝学では、表現型と遺伝型の因果関係構築を通して遺伝子の機能を理解する。一般には着目遺伝子の変異体の表現型を解析する逆遺伝学がよく用いられる。が、着目した表現型に関わる遺伝子を網羅的に同定する順遺伝学的手法は非常に強力な研究手法であり、分子遺伝学の黎明期には酵母やハエ、線虫等で多用され、重要な生命システムが解き明かされてきた。我々はCRISPR-Cas9システムを応用して網羅的遺伝子探索法 – CRISPRスクリーニング– を開発し（業績5）、ほ乳類培養細胞における遺伝学的解析に革新をもたらした。 我々がその応用に着目しているのが、がんと多能性幹細胞であり、増殖や分化に関わる遺伝子のCRSIPRスクリーニングを用いた網羅的同定、さらに詳細な分子機構の解析を進めている。特にがん細胞の増殖に関しては、324細胞株の増殖必須遺伝子プロファイルを明らかとした（業績3）。近年は、特に血液腫瘍に着目し、創薬に結びつく有用な遺伝子を同定、解析を進めている（業績1, 4）。また、多能性幹細胞についてはヒトES/iPS細胞の分化効率の理解、分化制御ネットワークの解明（業績2）と操作を目指し研究を進めている。
図1. CRISPRスクリーニングの応用法
まず、レンチウイルスを用いてgRNAライブラリーをCas9発現細胞に導入し、変異細胞ライブラリーを作製する。続いて、着目した表現型に応じてスクリーニングを行い、次世代シーケンサーによる集団中のgRNA頻度の定量、そして統計解析を経て、ヒット遺伝子を同定する。表現型によって最も適切なスクリーニング方法を選ぶ。
図２. 様々な大腸ガン細胞株
それぞれの細胞株は異なる形態、性質を示す。CRISPRスクリーニングによって明らかとなった増殖必須遺伝子より、マイクロサテライト不安定性を示す細胞株の増殖にWRN遺伝子が必要であることが明らかとなった（業績３）。
研究業績
- Aoki K, Hyuga M, Tarumoto Y, Nishibuchi G, Ueda A, Ochi Y, Sugino S, Mikami T, Kobushi H, Kato I, Akahane K, Inukai T, Takaori-Kondo A, Takita J, Ogawa S and Yusa K. Canonical BAF complex regulates the oncogenic program in human T-cell acute lymphoblastic leukemia. Blood 143:604-618 (2024)
- Ishikawa M, Sugino S, Masuda Y, Tarumoto Y, Seto Y, Taniyama N, Wagai F, Yamauchi Y, Kojima Y, Kiryu H, Yusa K, Eiraku M and Mochizuki A. RENGE infers gene regulatory networks using time-series single-cell RNA-seq data with CRISPR perturbations. Commun Biol. 6:1290 (2023)
- Behan FM, Iorio F, Picco G, Goncalves E, Beaver CM, Migliardi G, Santos R, Rao Y, Sassi F, Pinnelli M, Ansari R, Harper S, Jackson DA, McRae R, Pooley R, Wilkinson P, Meer D, Dow D, Buser-Doepner C, Bertotti A, Trusolino L, Stronach EA, Saez-Rodriguez J, Yusa K and Garnett MJ. Prioritisation of oncology therapeutic targets using CRISPR-Cas9 screening. Nature 568:511-516 (2019)
- Au YZ, Gu M, De Braekeleer E, Gozdecka M, Aspris D, Tarumoto Y, Cooper J, Yu J, Ong SH, Chen X, Tzelepis K, Huntly BJP, Vassiliou G and Yusa K. KAT7 is a genetic vulnerability of acute myeloid leukemias driven by MLL rearrangements. Leukemia 35:1012-1022 (2021)
- Koike-Yusa H, Li Y, Tan EP, Velasco-Herrera MD and Yusa K. Genome-wide recessive genetic screening in mammalian cells with a lentiviral CRISPR-guide RNA library. Nature Biotechnol. 32:267-273 (2014)
研究室
教授 遊佐 宏介
助教 樽本 雄介
助教 西淵 剛平
助教 青木 一成
TEL 075-751-4100
Email: k.yusa@infront.kyoto-u.ac.jp