遺伝子の「末尾」に最適な配列を選ぶ~人工冬眠研究で見つかった、細胞を高精度に操る意外なヒント~

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2026-02-03 理化学研究所

理化学研究所の研究チームは、マウス脳内で特定細胞(視床下部のQ神経)だけを狙って遺伝子を作動させる際、遺伝子末尾に付けるポリA配列の選択が精度を大きく左右することを示した。従来は「強く安定に発現するほど良い」とされ、bGH polyAなど強力な配列が多用されてきたが、Q神経特異的iCre発現ではbGH polyAで標的外の広範な細胞にも発現が広がり、冬眠様状態(QIH)を正確に誘導できなくなった。逆にSV40 polyAは特異性が保たれ、外来polyAを外して内因性末尾配列を使うと誘導は弱まる一方で高い特異性を維持した。発現の「強さ」より「質(特異性)」を重視し、末尾パーツの相性を設計する重要性を示す成果である。

遺伝子の「末尾」に最適な配列を選ぶ~人工冬眠研究で見つかった、細胞を高精度に操る意外なヒント~
ポリA配列(polyA)の違いによるマウスの脳での遺伝子発現特異性の変化

<関連情報>

ポリ(A)配列と遺伝要素がiCre発現とマウスの冬眠様状態の誘導に及ぼす影響 Influence of poly(A) sequences and genetic elements on iCre expression and induction of a hibernation-like state in mice

Hiroaki Ono,Takaya Abe,Kiyomi Ishikawa,Ayaka Wataki,Shoko Fujino,Makiya Matsumoto,Hiroshi Kiyonari & Genshiro A. Sunagawa
Journal of Comparative Physiology B  Published:29 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1007/s00360-025-01648-7

Abstract

Activation of hypothalamic QRFP-producing neurons (Q neurons) induces a hibernation-like state in mice, termed Q neurons–Induced Hypometabolism (QIH). To achieve reliable chemogenetic induction of QIH, precise expression of iCre in Q neurons is essential. Polyadenylation [poly(A)] cassettes, commonly included in knock-in constructs, not only stabilize transcripts but also influence transcription termination and expression specificity. Here we systematically compared three modifications of the Qrfp-iCre allele: (1) replacing the SV40 poly(A) with a bovine growth hormone (bGH) poly(A), (2) introducing bicistronic expression systems (T2A or IRES), and (3) deleting the poly(A) cassette to force reliance on the endogenous Qrfp poly(A) signal. The bGH poly(A) disrupted cell-type specificity and attenuated QIH, bicistronic constructs yielded largely specific but weak expression, and poly(A) deletion partially restored specificity and, in homozygotes, QIH depth, but shortened the duration. These findings demonstrate that poly(A) cassette choice is not a neutral design element but a critical determinant of both molecular and physiological outcomes, providing practical guidance for the design of neuronal knock-in models.

細胞遺伝子工学
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