| 研究領域 | 動的・多要素な生体分子ネットワークを理解するための合成生物学の基盤構築 |
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| 研究課題/領域番号 |
24119510
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
小川 敦司 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 准教授 (30442940)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2013年度)
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| 配分額 *注記 |
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2013年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2012年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | リボスイッチ / アプタマー / 合成生物学 / shunting |
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| 研究概要 |
リボスイッチは、分子結合部位（アプタマー）および遺伝子発現制御部位から成っており、前者と対応分子の結合が後者の構造変化を誘起する仕組みで、分子に応答した遺伝子発現制御を実現する。天然リボスイッチのアプタマーは代謝産物に結合するものに限定されるが、任意分子に結合する人工アプタマーは別途獲得できるため、その人工アプタマーを適切に用いれば、任意分子に応答する人工リボスイッチが構築できると考えられる。実際に、これまでに多くの原核系人工リボスイッチ（特に翻訳制御型）が報告されてきた。一方、真核系においては、その翻訳システムの特徴のため、翻訳制御型ONリボスイッチの構築は困難であった。そこで本研究では、特殊な真核系リボソーム進入機構である『shunting』を利用した、真核系人工ONリボスイッチの構築を試みた。
まず初めに、真核系無細胞翻訳システム（コムギ胚芽抽出液）中でshunting機構を詳細に調査し、その情報をもとに、mRNAへの人工アプタマーの挿入位置および方法を決定した。次に、モデルとしてテオフィリンアプタマーを使用し、テオフィリン依存的にshuntingおよび下流遺伝子の発現が促進される「shuntingリボスイッチ」を開発した。このshuntingリボスイッチは、スイッチング時にRNA2本鎖の組換えを伴わず、エネルギーロスが軽減できるため、高い翻訳スイッチング効率を示した。また、2本鎖組換えが必要ないので、設計が簡便であるという利点もある。実際、アプタマーの配列情報だけでshuntingリボスイッチが構築できるように「合理的設計法」も確立した。今後は、合成生物学における種々の応用が期待される。
また、上記研究以外にも、他班の研究者と連携して、原核系人工リボスイッチを活用し、ラン藻の概日リズムを人工的に操作することに成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
理由
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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