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無細胞系ナノ構造化生物機能システムの開発

Publicly Offered Research

Project AreaSynthetic biology for the comprehension of biomolecular networks
Project/Area Number 26119707
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

中野 秀雄  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (00237348)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥13,650,000 (Direct Cost: ¥10,500,000、Indirect Cost: ¥3,150,000)
Fiscal Year 2015: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2014: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Keywords酵素 / 無細胞タンパク質合成系 / エマルジョン / ナノストラクチャー / ハイスループットスクリーニング
Outline of Annual Research Achievements

研究では、転写および酵素反応を定量的に解析、スクリーニングする新規な実験系を確立することを目的とした。それにより従来にない膨大なライプラリーの作製と短時間でのスクリーニングを可能とし、合成生物学 における重要な分子パーツである、酵素やDNA ポリメラーゼープロモーターの新規セットを探索し、有用酵素創出の基盤技術をつくり上げることを目標としている。以下に今年度の成果を列挙する。
1)酵母由来Dアミノ酸オキシダーゼ(DAO) を、活性ある形での無細胞タンパク質合成系を確立し、さらにDNA結合タンパク質との融合タンパク質として合成させ、マイクロビーズ上でのHRPとの連続反応により、酵素活性をハイスループットに測定させる系を構築した。2)結合するDNA配列が異なるscCro変異体を複数作製し、それらの結合DNAに対する親和性を測定した。3)トランスグルタミナーゼをDNA結合タンパク質scCro との融合タンパク質として無細胞タンパク質合成系で発現させ、活性体として発現させることに成功した。4)HRPの無細胞タンパク質合成系により活性体として発現に成功し、それをマイクロビーズ上に提示させ、酵素活性を指標としたセルソーターを用 いたハイスループットスクリーニング方法を確立した。 5)RNAポリメラーゼ-プロモーター配列の無細胞タンパク質合成系を用いたクリーニングシステムの構築した。
以上の研究成果は、合成生物学的アプローチに欠かせない新規タンパク質・転写プロモーターの開発に大きく寄与するものである。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Texas/North Western University(米国)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Immobilization of proteins onto microbeads using a DNA binding tag for enzymatic assays2016

    • Author(s)
      Kojima, T., Mizoguchi, T., Ota, E., Hata, J., Homma, K., Zhu, B., Hitomi, K., and Nakano, H.
    • Journal Title

      J. Biosci. Bioeng.

      Volume: 121 (2) Issue: 2 Pages: 147-153

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2015.06.003

    • NAID

      110010049474

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Handmade microfluidic device for biochemical applications in emulsion.2016

    • Author(s)
      Murzabaev M, Kojima T, Mizoguchi T, Kobayashi I, DeKosky BJ, Georgiou G, Nakano H1
    • Journal Title

      J Biosci Bioeng.

      Volume: 121 Issue: 4 Pages: 471-476

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2015.08.001

    • NAID

      40020813089

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Ultra-High-Throughput Screening of an In Vitro-Synthesized Horseradish Peroxidase Displayed on Microbeads Using Cell Sorter2015

    • Author(s)
      Zhu, B., Mizoguchi, T., Kojima, T., and Nakano, H.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 10 Issue: 5 Pages: e0127479-e0127479

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0127479

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Construction of a DNA library on microbeads using whole genome amplification.2015

    • Author(s)
      Kojima, T., Zhu, B., and Nakano, H.
    • Journal Title

      Methods Mol Biol.

      Volume: 1347 Pages: 87-100

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-2990-0_6

    • ISBN
      9781493929894, 9781493929900
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] DNA結合タンパク質タグを利用した酵素の整列化技術とビーズディスプレイへの応用。2016

    • Author(s)
      林 健太, 太田 英里, 朱 博, 兒島 孝明, 中野 秀雄.
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] In vitro maturation of soluble manganese peroxidase expressed in chaperone over-expressing E. coli.2016

    • Author(s)
      Almasul Alfi, Bo Zhu, Jasmina Damnjanovic, Takaaki Kojima, Yugo Iwasaki, Hideo Nakano.
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Expression of soluble manganese peroxidase in chaperons over-expressing E. coli and in vitro maturation by ATP-dependent chaperons releasing.2015

    • Author(s)
      Alfi Almasul, Bo Zhu, Jasmina Damnjanovic, Takaaki Kojima, Yugo Iwasaki, Hideo Nakano.
    • Organizer
      日本生物工学会2015年度大会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2015-10-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス TG2 の無細胞蛋白質合成系での発現。2015

    • Author(s)
      秦 純平, 溝口 琢朗, 兒島 孝明, 人見 清隆, 中野 秀雄.
    • Organizer
      日本生物工学会2015年度大会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2015-10-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] In vitro transcription/translation in emulsion produced by a simple flow-focusing device,2015

    • Author(s)
      M. Musabaev, I. Kobayashi, T.Kojima, H.Nakano,
    • Organizer
      249th ACSMeeting &Exposition(2015)
    • Place of Presentation
      デンバー(米国)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] In vitro synthesis of horseradish peroxidase with DNA binding tag and its fluorogenic assay for bead display-based ultra-high-throughput screening2014

    • Author(s)
      B. Zhu, .T Mizoguchi, T. Kojima, H. Nakano.
    • Organizer
      Japan-Italy Joint Symposium 2014
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Bead display of heme enzymes for function-based high-throughput screening2014

    • Author(s)
      H. Nakano, E. Ota, B. Zhu, T. Kojima.
    • Organizer
      Japan-Italy Joint Symposium 2014
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] DNA 結合タンパク質を用いたビーズディスプレイ法による糸状菌由来マンガンペルオキシダーゼのハイスループットスクリーニング系の開発.2014

    • Author(s)
      太田 英里, 朱 博, 兒島 孝明, 中野秀雄.
    • Organizer
      日本農芸化学会中部支部 第171回例会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2014-10-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA結合タンパク質を用いたタンパク質の新規ビーズディスプレイ法の構築とトランスグルタミナーゼアッセイへの応用.2014

    • Author(s)
      溝口 琢郎, 兒島 孝明, 人見 清隆, 中野 秀雄.
    • Organizer
      日本農芸化学会中部支部 第171回例会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2014-10-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ビーズディスプレイ法を用いたマンガンペルオキシダーゼのハイスループットスクリーニング方法の開発2014

    • Author(s)
      太田 英里, 朱 博, 二宮 涼子, 兒島 孝明, 中野 秀雄
    • Organizer
      日本生物工学会66回大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A simple flow-focusing device for high-throughput applications in emulsion2014

    • Author(s)
      M. MURZABAEV, T. KOJIMA, I. KOBAYASHI, H. NAKANO:
    • Organizer
      日本生物工学会66回大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Cell-free Synthesis of Horseradish Peroxidase and Single-chain Lambda Cro Repressor Fusion Protein for Bead Display-based High-throughput Screening.2014

    • Author(s)
      B. Zhu, T. Mizoguchi, T. Kojima, Y. Iwasaki and H. Nakano.
    • Organizer
      The 7th International Congress on Biocatalysis 2014.
    • Place of Presentation
      Hamburg, Germany.
    • Year and Date
      2014-08-28 – 2014-09-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Cell-free Synthesis of Horseradish Peroxidase and Single-chain Lambda Cro Repressor Fusion Protein for Bead Display-based High-throughput Screening.2014

    • Author(s)
      B. Zhu, T. Mizoguchi, T.i Kojima, and H. Nakano.
    • Organizer
      71st Semi-annual Meeting of the Japanese Society of Enzyme Engineering,
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-04-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2022-01-28  

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