光による遺伝子発現誘導

以前にこのForumでも取り上げられましたが、私も光で遺伝子発現を誘導できないかと常々考えています。最近では、光によって転写因子のdimerizationを誘導することで、遺伝子発現を誘導するシステムなどが報告されています。しかし論文を読んでみると、充分な遺伝子発現の誘導には持続的な光照射が必要なようで、in vivoで単一細胞レベルの発現誘導を達成するには、このことが障害になるように思います。

ここで紹介する論文は、改変エストロゲン受容体（ERT2）のケージドリガンドを合成し、光照射によってERT2融合タンパク質の核移行を誘導するというものです。ご存知のように、ERT2は人工ステロイドである4-hydroxy tamoxifenと特異的に結合するので、CreリコンビナーゼとERT2の融合タンパク質（CreERT2）は、リガンド依存的に核に移行して機能します。ここで示されているコンセプトは、ケージドリガンドの存在下に任意の細胞へ短時間光照射を行い、floxed STOPの除去による持続的な遺伝子発現を誘導するというものです。この論文ではGFP-nls-ERT2の光による核移行しか見ていませんが、続報（下記のマイナーな雑誌ですが）で実際にin vivoの単一細胞で光照射による遺伝子発現誘導が可能なことを示しています。

神経系ではCre/loxPを利用したBrainbowシステムによって、神経回路を蛍光タンパク質で多重標識し、その結合性を読み解こうという試みがなされています。しかし、細胞タイプ特異的なプロモーターとstochasticなrecombinationの組み合わせだけでは限界があるのも事実です。光照射によるCreの活性化を併用することで、より精細な解析ができるようになるかもしれません。

関連文献：
Sinha et al., (2010) Photoactivation of the CreER T2 recombinase for conditional site-specific recombination with high spatiotemporal resolution. Zebrafish 7, 199-204.