Droplet-based microfluidics for directed evolution of higher-order protein assemblies containing noncanonical amino acids

• Project Area: Superior Protein Engineering by Evolution and Design
• Project/Area Number: 21H05119
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology (2023); The University of Tokyo (2021-2022)
• Principal Investigator: 寺坂 尚紘 東京工業大学, 地球生命研究所, 特任准教授 (40830071)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古林 太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特別研究員 (20902620)
• Project Period (FY): 2021-08-23 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥43,680,000 (Direct Cost: ¥33,600,000、Indirect Cost: ¥10,080,000); Fiscal Year 2023: ¥12,220,000 (Direct Cost: ¥9,400,000、Indirect Cost: ¥2,820,000); Fiscal Year 2022: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000); Fiscal Year 2021: ¥23,790,000 (Direct Cost: ¥18,300,000、Indirect Cost: ¥5,490,000)
• Keywords: 分子進化 / マイクロ流体デバイス / 蛋白質工学 / 非天然アミノ酸 / マイクロデバイス / タンパク質工学 / タンパク質

Outline of Research at the Start

本研究ではマイクロデバイスによるハイスループットスクリーニングと非天然アミノ酸含有タンパク質合成をコア技術とし、化学的機能と構造変化が連携した高次機能性タンパク質集合体の高速分子進化システムを構築する。これにより、Rationalデザインされた高次機能性タンパク質集合体を超高機能化する。また分子進化の過程の配列解析から、Rationalデザインでは発見できないタンパク質機能向上に関わる新たな残基（ホットスポット）を見出し、Rationalデザイン指針をさらに洗練する。