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Conservative Site-specific Recombination and Phase Variation02:53

Conservative Site-specific Recombination and Phase Variation

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Because the DNA segments are cut and reorganized in a direction-specific manner, site-specific recombination has emerged as an efficient genetic engineering technique. Flippase and Cyclization recombinases or Flp and Cre, respectively, are two members of the tyrosine recombinase family derived from bacteriophages, that are used to mediate site-specific DNA insertions, deletions, and targeted expression of proteins in mammalian cell lines.
The recognition sites for Cre recombinase called LoxP...
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Riboswitches01:56

Riboswitches

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Riboswitches are non-coding mRNA domains that regulate the transcription and translation of downstream genes without the help of proteins. Riboswitches bind directly to a metabolite and can form unique stem-loop or hairpin structures in response to the amount of the metabolite present. They have two distinct regions – a metabolite-binding aptamer and an expression platform.
The aptamer has high specificity for a particular metabolite which allows riboswitches to specifically regulate...
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Reporter Genes02:11

Reporter Genes

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Reporter genes are a type of protein-coding gene that are often tagged to a gene of interest. Once inside a target cell, reporter genes usually produce visually identifiable characteristics like fluorescence and luminescence when expressed along with the gene of interest. Thus, reporter genes “report” the presence or absence of genes of interest in an organism, determine the gene expression pattern, or track the physical location of a DNA segment or protein in the cell.
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Ribozymes02:47

Ribozymes

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The term ribozyme is used for RNA that can act as an enzyme. Ribozymes are mainly found in selected viruses, bacteria, plant organelles, and lower eukaryotes. Ribozymes were first discovered in 1982 when Tom Cech’s laboratory observed Group I introns acting as enzymes. This was shortly followed by the discovery of another ribozyme, Ribonulcease P, by Sid Altman’s laboratory. Both Cech and Altman received the Nobel Prize in chemistry in 1989 for their work on ribozymes.
Ribozymes can...
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Ribozymes02:47

Ribozymes

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Ribosome Profiling02:24

Ribosome Profiling

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Ribosome profiling or ribo-sequencing is a deep sequencing technique that produces a snapshot of active translation in a cell. It selectively sequences the mRNAs protected by ribosomes to get an insight into a cell’s translation landscape at any given point in time.
Applications of ribosome profiling
Ribosome profiling has many applications, including in vivo monitoring of translation inside a particular organ or tissue type and quantifying new protein synthesis levels.
The technique...
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リボザイムによる組織特異性（RETS）：特殊なプロモーターなしでの精密な遺伝子発現システム

Max M Combest1, Josh Conlin1, Vivia Van De Mark2

  • 1Department of Biology, Colorado State University, Fort Collins, Colorado 80523, United States.

ACS synthetic biology
|December 19, 2025
PubMed
まとめ

リボザイムによる組織特異性（RETS）と呼ばれる新しい方法は、植物における遺伝子発現を精密に制御することを可能にします。この技術は、既知のプロモーターを必要とせずに組織特異的なトランスジーン発現を可能にし、生物学的研究および作物工学を支援します。

キーワード:
発現バイオセンサー植物の発生植物合成生物学リボザイム組織特異的発現

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科学分野:

  • 植物生物学
  • 分子生物学
  • 合成生物学

背景:

  • 植物における精密な組織特異的遺伝子発現の達成は、生物学的研究および工学にとって重要ですが、しばしば隠れたエンハンサーや長いプロトタイピング期間によって妨げられます。
  • 既存のトランスジーン発現制御方法は、プロモーター同定の困難さや、トランスジェニック系統開発に必要な時間のために困難な場合があります。

研究 の 目的:

  • 特徴付けられたプロモーターに依存せずに、植物における予測可能で組織特異的なトランスジーン発現を達成するための新しい戦略、リボザイムによる組織特異性（RETS）を開発すること。
  • RETSの柔軟性、効率性、および様々な植物科学アプリケーションへの適用性を実証すること。

主な方法:

  • 条件付きmRNA再構成のためのスプリット自己スプライシングリボザイム（テトラヒメナ・テルモフィラ由来のグループIイントロン）を利用してRETSを開発しました。
  • 特定の標的内因性mRNAをターゲットにするためにRETSを設計し、条件付きトランスジーン発現を可能にしました。
  • トランスジーン/ターゲットの交換、発現の向上、およびRNA干渉の回避のためにRETS設計を最適化しました。

主要な成果:

  • RETSシステムを用いて、シロイヌナズナにおける組織特異的かつ用量依存的なトランスジーン発現を実証しました。
  • 植物内での遺伝子発現の時空間的パターンの分析のための、遺伝子コード化されたバイオセンサーとしてのRETSの有用性を実証しました。
  • 器官サイズにおける組織特異的な変化の工学におけるRETSを検証し、表現型の精密な改変の可能性を示しました。

結論:

  • RETSは、現在の方法の限界を克服し、ネイティブ遺伝子発現パターンを非破壊的に研究するための画期的なアプローチを提供します。
  • RETSによるトランスジーン発現の時空間的制御は、植物の表現型の精密工学を促進し、構成的発現の欠点なしに作物の強化を可能にします。