2011 Fiscal Year Annual Research Report
無細胞タンパク質合成系で動作する人工遺伝子回路の構築
| Project Area | Synthetic biology for the comprehension of biomolecular networks |
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| Project/Area Number |
23119007
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
陶山 明 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (90163063)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
庄田 耕一郎 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教 (00401216)
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| Keywords | 合成生物学 / バイオテクノロジー / 生命情報学 / 遺伝子 / DNAコンピュータ |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、無細胞タンパク質合成系を用いて、多要素からなる複雑な人工遺伝子回路の動作機構の解明と合理的な構築を可能にする手法を開発することである。研究は、多要素からなる複雑な人工遺伝子回路の動作を計測する手法の開発(計測法開発)、細胞モデルであるGUV(Giant Unilaminar Vesicle)内の無細胞タンパク質合成系で人工遺伝子回路を動作させる手法の開発(GUV内反応開発)、核酸分子同士の相互作用を利用して多要素からなる複雑な人工遺伝子回路を合理的に構築する手法の開発(合理的構築法開発)から構成されている。計測法開発については、遺伝子回路で発現された多種類のmRNAの絶対量を、total RNAからcDNAに逆転写することなく、直接同時にzmol(10-21mol)オーダーの感度で迅速に測定できるPhoto-DEAN法を開発した。GUV内反応開発については、回路動作に影響を与える可能性の高い油成分を使用しない新しいGUV調製法を開発し、その中で遺伝子の転写が可能であることを示した。また、GUV内で様々なDNA増幅反応を実現した。合理的構築法開発については、合理的設計を困難にしている転写因子タンパク質を介した相互作用ではなく、合理的設計が容易な転写RNAを介した核酸同士の相互作用に基づいて回路を構築する手法の開発を進めた。基本となる人工遺伝子回路を用いて、任意の2つの遺伝子の転写RNAの有無により、任意の標的遺伝子のタンパク質発現が制御可能であることを無細胞タンパク質合成系で示した。また、転写RNA量に応じてダイナミックに標的遺伝子の発現制御するために必要となる要素反応を開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた研究成果が得られ、それらの一部はすでに学術論文等で発表し、残りについても投稿論文を作成できるところまで研究が進んだ。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に進展しているので、当初計画にしたがって引き続き研究を遂行する。平成24年度からは公募研究の研究者も領域に参加するので、それらの研究者との連携を図り、本計画研究の成果が領域全体の研究の進展につながるようにする。
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Research Products
(12 results)
