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アメーバロボット内部に構成部品の非対称分布を作り出す手法の確立

Publicly Offered Research

Project AreaDevelopment of Molecular Robots equipped with sensors and intelligence
Project/Area Number 25104526
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

小笠原 慎治  北海道大学, 創成研究機構, 特任助教 (50462669)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
KeywordsmRNA / タンパク質 / 翻訳 / 光遺伝学 / 非対称性 / アメーバロボット / タンパク質局在
Outline of Annual Research Achievements

タンパク質発現の可逆的光制御法を使いアメーバ型ロボットの内部に光でタンパク質の非対称分布を生じさせ、機能に方向性をもたせる方法の開発が目的であった。タンパク質発現の可逆的光制御法とはmRNAの5'末端に光応答性capを付加し、mRNAからタンパク質への翻訳を光で可逆的に制御する技術である。アメーバ型ロボットの内部にタンパク質の非対称分布を作り出すには2種類の光応答性capが必要になるため、従来の光応答性capと吸収波長域がオーバーラップしない新しい光応答性capをデザインする必要があった。前年度は可視光領域の光を吸収する光応答性capの合成に成功した。しかし、そのcis型は室温であってもミリ秒オーダーでtrans型に熱的異性化してしまうため、cis型を維持するには光を照射し続けなくてはならなかった。可視光といえども長時間の照射は生体分子にダメージを与えてしまうため、cis型が安定して存在するよう改変する必要が残った。本年度は前年度合成した光応答性capの骨格を変更し、37℃においてcis型からtrans型への熱的異性化の半減期が2時間と飛躍的に向上した新規光応答性capの開発に成功した。異性化はtrans型からcis型へは370 m、cis型からtrans型へは430 nmの光で起こり、この波長域の短時間照射であれば生体分子へのダメージは抑えられる。またtrans型とcis型でのタンパク質発現量にはおよそ2倍の差があり、非対称分布を作るには十分である。この光応答性capと従来の光応答性capを併用するばアメーバ型ロボットの内部に光でタンパク質の非対称分布を生み出せると考えている。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2015

All Presentation (1 results)

  • [Presentation] 光化学的手法によるタンパク質発現制御2015

    • Author(s)
      小笠原慎治
    • Organizer
      2014年度生物物理北海道支部例会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2015-03-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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