細胞と同等の成分を持つ人工細胞の高機能化による生命構成の必要条件解明

• 研究課題/領域番号: 26650044
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (20580989)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 合成生物学 / 人工細胞 / 膜タンパク質 / ゲノム / 無細胞転写翻訳 / 細胞再構成 / 細胞内環境 / リポソーム / 大腸菌 / 再構成

研究成果の概要

本研究では人工細胞を生細胞に近づけその性質を解析することで、生命を構成するために必要な条件を明らかにするための基盤を構築することを目的とした。この試みを通し、細胞分裂面を決定するタンパク質局在波の人工細胞内における起動条件を見出した。また、生細胞と同様に多種多様の膜タンパク質を保持した人工細胞の構築を目的とした新規人工細胞融合法の開発と、ゲノムDNAを無細胞系によって機能的に転写翻訳する系の確立、ゲノムを転写する人工細胞の構築を行った。本研究で開発された手法や得られた知見は、生細胞のように振る舞う人工細胞を創成するための重要な基盤となることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Biochemical preparation of cell extract for cell-free protein synthesis without physical disruption (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Fujiwara, N. Doi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 11 号: 4 ページ: e0154614-e0154614
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0154614
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reconstitution of intracellular environments <i>in vitro</i> and in artificial cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Kei Fujiwara, Miho Yanagisawa and Shin-ichiro M. Nomura
  • 雑誌名: BIOPHYSICS 巻: 10 号: 0 ページ: 43-48
  • DOI: 10.2142/biophysics.10.43
  • NAID: 130004678426
  • ISSN: 1349-2942
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ゲノムDＮＡを鋳型にした無細胞タンパク質合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤村経人、土居信英、藤原慶
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] 大腸菌の内膜タンパク質群を保持する人工細胞の創成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上口裕介、土居信英、藤原慶
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会9.0
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都，新宿区）
  • 年月日: 2016-11-21
• [学会発表] ゲノムＤＮＡを転写翻訳する人工細胞創成への挑戦 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤村経人、出山達貴、土居信英、藤原慶
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会9.0
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都，新宿区）
  • 年月日: 2016-11-21
• [学会発表] Reconstitution of Min System in Artificial Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: 光山隼史、土居信英、藤原慶
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, USA
  • 年月日: 2015-12-18
  • 国際学会
• [学会発表] 進化システム工学に向けた耐熱性 DNA ポリメラーゼの改変 (2015)
  • 著者名/発表者名: 植木明日香、藤原慶、土居信英
  • 学会等名: 細胞を創る研究会8.0
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府、吹田市)
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] 生細胞の模倣から細胞再構成に迫る (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原慶
  • 学会等名: 細胞を創る研究会8.0
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府、吹田市)
  • 年月日: 2015-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] Creating Life-mimicking Artificial Cells toward re-building living cells (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原慶
  • 学会等名: 第53回生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学(石川県、金沢市)
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 細胞内振動を示すタンパク質の液滴内挙動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 光山隼史、土居信英、藤原慶
  • 学会等名: 第8回関東ソフトマター研究会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2015-08-08
• [学会発表] 物質の混合による細胞まるごと 再構成研究の現状 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原慶
  • 学会等名: 第12回21世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: 琵琶湖グランドホテル(滋賀県、大津市)
  • 年月日: 2015-06-05
• [学会発表] 人工細胞内におけるMinシステムの再構成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 光山 隼史，土居 信英，藤原 慶
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会7.0
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂(東京都文京区)
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] 粘弾性流体を内包したリポソームの膜変形 (2014)
  • 著者名/発表者名: 栁澤 実穂, 藤原 慶
  • 学会等名: 生物物理学会 第52回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] Bad properties of molecular crowding for the beginning of life: A deduction from an in vitro reconstitution of physiological molecular crowding (2014)
  • 著者名/発表者名: K Fujiwara, M Yanagisawa, SM Nomura.
  • 学会等名: Open Question of Origin of Life
  • 発表場所: 国際口頭研究所 (京都府木津川市)
  • 年月日: 2014-07-12
• [学会発表] 大腸菌と同等の成分を内包する人工細胞の構築と解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原 慶
  • 学会等名: 第11回 21世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: ホテル大観(岩手県盛岡市)
  • 年月日: 2014-06-06
• [備考]
  • URL: http://k-ris.keio.ac.jp/Profiles/235/0023448/profile.html
• [備考]
  • URL: http://user.keio.ac.jp/~kfujiwara/research.html