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Library construction and establishment of high-throughput screening system for the discovery of novel useful proteins

Research Project

Project/Area Number 19K06555
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Yokota Akiko  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (20415764)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野田 尚宏  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ付 (70415727)
Project Period (FY) 2020-02-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords変異ライブラリ / w/oエマルション / 高速スクリーニング / 蛍光検出 / ドロップレット / スクリーニングシステム / タンパク質-核酸相互作用
Outline of Research at the Start

本研究においては、無細胞タンパク合成系などを利用した変異ライブラリと、w/oエマルション等を利用したスクリーニング系とを組み合わせ、目的機能を有する有用タンパク質を、迅速かつ簡便に探索する新しい手法を構築することを目指す。また、その成果として、多種多様な機能や特性を有する、新規もしくは改良型有用タンパク質分子の取得を目指す。さらに、それら取得したタンパク質分子を多角的かつ詳細に解析することで、生体内での作用機序に関する知見の獲得も目指す。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to establish a high-throughput and simple method to search for novel useful proteins. To this end, we have constructed mutant libraries for different types of proteins. We have also established the basis for a high-throughput screening system by encapsulating them in w/o emulsions and evaluating them using a microfluidic device. We also evaluated the performance of the fluorescent probes used in the screening, performed detailed analysis of the acquired proteins, and succeeded in obtaining a lot of useful findings.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で確立した基盤技術は、様々なタンパク質のスクリーニングに適用可能であり、汎用性が高く、社会的意義のある研究成果であると言える。また、本研究においては、配列特異的エンドリボヌクレアーゼを変異ライブラリ作製の対象としたが、当該分子はRNA分析技術での利用や、RNAワクチン等の品質管理への応用が可能であり、医療・産業への貢献が期待される。その他にも、モデル分子として蛍光タンパク質の変異ライブラリの作製と評価を行った。様々な分野で利用されている蛍光タンパク質は、新しい性能を持つ分子の創成が望まれており、その新規蛍光タンパク質の探索・開発において本研究成果が威力を発揮すると考えられる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Arg-73 of the RNA endonuclease MazF in Salmonella enterica subsp. arizonae contributes to guanine and uracil recognition in the cleavage sequence2024

    • Author(s)
      Okabe Takuma、Aoi Rie、Yokota Akiko、Tamiya-Ishitsuka Hiroko、Jiang Yunong、Sasaki Akira、Tsuneda Satoshi、Noda Naohiro
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 300 Issue: 2 Pages: 105636-105636

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2024.105636

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MazEF Homologs in Symbiobacterium thermophilum Exhibit Cross-Neutralization with Non-Cognate MazEFs2024

    • Author(s)
      Jiang Yu-Nong、Tamiya-Ishitsuka Hiroko、Aoi Rie、Okabe Takuma、Yokota Akiko、Noda Naohiro
    • Journal Title

      Toxins

      Volume: 16 Issue: 2 Pages: 81-81

    • DOI

      10.3390/toxins16020081

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Conserved Amino Acid Moieties of Candidatus Desulforudis audaxviator MazF Determine Ribonuclease Activity and Specificity2021

    • Author(s)
      Tamiya-Ishitsuka Hiroko、Tsuruga Masako、Noda Naohiro、Yokota Akiko
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 12

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.748619

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The specific amino acid of the MazF RNA endonuclease in Salmonella enterica is directly responsible for the RNA cleavage sequence2023

    • Author(s)
      岡部 拓真、葵 理恵、横田 亜紀子、石塚 寛子、江 雨濃、佐々木 章、常田 聡、野田 尚宏
    • Organizer
      Microbe & RNA 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Unraveling Stress Response Mechanisms via Salmonella enterica MazF Cleavage Sequences2023

    • Author(s)
      岡部 拓真、葵 理恵、横田 亜紀子、石塚 寛子、江 雨濃、常田 聡、野田 尚宏
    • Organizer
      第36回 日本微生物生態学会 & 第13回ASME
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 配列特異的エンドリボヌクレアーゼMazFのライブラリ構築とその応用可能性2022

    • Author(s)
      横田 亜紀子、宮本 龍樹、大田 悠里、釣賀 雅子、葵 理恵、石塚 寛子、岡部 拓真、江 雨濃、常田 聡、野田 尚宏
    • Organizer
      産総研・産技連LS-BT合同研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Function analysis of type II toxin-antitoxin MazEF in symbiotic thermophile S2022

    • Author(s)
      江 雨 濃、石塚 寛子、葵 理恵、岡部 拓真、横田 亜紀子、野田 尚宏
    • Organizer
      The 14th Japan-China-Korea International Postgraduate Academic Forum
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 極限環境微生物Candidatus Desulforudis audaxviator MazFの高度に保存されたアミノ酸の役割2022

    • Author(s)
      石塚 寛子、釣賀 雅子、野田 尚宏、横田 亜紀子
    • Organizer
      第74回日本生物工学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 極限環境微生物由来トキシンタンパクMazFの高温下における機能および安定性の評価2022

    • Author(s)
      石塚寛子、江 雨濃、岡部 拓真、横田 亜紀子、野田 尚宏
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Clostridium perfringens由来Toxin-AntitoxinシステムMazEFについて:分子認識機構と生理機能の考察2021

    • Author(s)
      横田 亜紀子(登壇者)、宮本 龍樹、大田 悠里、釣賀 雅子、常田 聡、野田 尚宏
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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