部位特異的組換え酵素FLPの動物細胞への応用に向けた改良

部位特異的組換え酵素による目的遺伝子の発現制御は、高い精度の発現OFF状態が可能であり、トランスジェニック動物やiPS細胞でも応用されている。出芽酵母由来の組換え酵素FLPは、Creに比べて、特に37℃では、組換え効率が劣る。しかし我々は、様々な細胞へ高効率に遺伝子導入が可能なアデノウイルスベクターを用いると同時にFLPを強力なプロモーターから発現することで、通常の発現制御系に応用が可能なだけでなく、マウス作出に影響を与えずに100%のES細胞から薬剤耐性遺伝子を除去することも可能であることを見いだした。とはいえ、有用性を高めるには、FLPの改良による組換え効率のさらなる上昇が重要である。そこで、温度安定型FLPとして報告されているFLPeと野生型FLPの組換え効率を詳細に比較検討したところ、実はFLPeも37℃においては酵素の比活性が低下していた。にもかかわらずFLPeの方が野生型FLPよりも見かけの組換え効率が高いのは、タンパクの温度安定性が高いためであることが明らかになった。そこで我々はFLPeのタンパク発現量のさらなる上昇を期待して、FLPeの温度安定性に寄与する4アミノ酸変異に加えて、codon usageを全てヒト型化した温度安定型FLP(hFLPe)遺伝子の全合成を行った。hFLPeは、FLPe遺伝子に比べて、動物細胞で約10倍のタンパク翻訳効率の上昇を認め、transfectionの実験系においてFLPの中で最も高い組換え効率を示した(Kondo et al, JMB, 2009)。以上の結果より、hFLPe遺伝子を用いることにより、特に動物細胞・個体での、FLPの発現制御系の応用範囲の更なる拡充が期待できる。
　本セミナーでは、FLP及びCre発現アデノウイルスを用いた高効率発現制御系について、特にFLPの有効な活用法やhFLPeの有用性などの最近の知見を交えて紹介する。