バイオ研究支援機器としての無細胞遺伝子翻訳装置の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555287
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 山根 恒夫 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (70026102)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関口 哲 日本製粉株式会社, 中央研究所, 主任研究員 ; 津久井 貞至 株式会社 トミー精工, 開発本部, 主任研究員 ; 中野 秀雄 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (00237348)
• Keywords: 無細胞蛋白質合成 / 遺伝子の転写 / 遺伝子の翻訳 / バイオリアクター / ATP / DNAの安定化 / 大腸菌S30画分 / 小麦胚芽抽出液

Research Abstract

バイオテクノロジーの基礎的あるいは応用的研究を支援する機器として、効率よく遺伝子を無細胞系で合成する装置の試作を目指して、名古屋大学、(株)トミー精工、日本製粉(株)3者が共同で研究を行い、以下のような成果を得た。
1.名古屋大学:大腸菌抽出液の調製法を検討し、従来法の10倍スケールで高活性な大腸菌S30画分を得る手法を確立した。また大腸菌由来タンパク質合成系の汎用性を高めるため、以下のような検討を行った。
1)分子内にSS結合を有するタンパク質分子である、放射菌由来ホスホリパーゼDおよび一本鎖抗体の発現を試みた。いずれの場合も反応液中の酸化状態を制御することで活性体として得ることができた。
2)ArgおよびIleのマイナーコドンを認識するtRNA分子種を増強した翻訳反応系を構築し、これらを多く含む異種タンパク質の合成量の増大に成功した。
2.(株)トミー精工:バイオリアクターにおける各種中空糸膜のタンパク質吸着性を検討した。また新規にバイオリアクターの攪拌装置を試作し、反応中の攪拌の影響を調べた。
3.日本製粉(株):大腸菌由来の無細胞タンパク質合成系において、鋳型としてPCR産物などの直鎖状DNAを用いた場合に、反応系にタンパク質合成の鋳型とならないDNA断片を加えることにより、目的とするタンパク質の合成量を5-10倍程度増加させることに成功した。

Research Products

• [Publications] Hideo Nakano: "Efficient Coupled Transcription/Translation form PCR Template by a Hollow-Fiber Membrane Bioreactor"Biotechnology and Bioengineering. 64・2. 194-199 (1999)
• [Publications] Junhao Yang: "Modulator-Mediated Synthesis of Active Lipase of Pseudomonas sp.109 by Escherichia coli Cell-Free Coupled Transcription/Translation System"Journal of Bioscience and Bioengineering. 88・6. 605-609 (1999)
• [Publications] Junhao Yang: "In Vitro Analysis of Roles of a Disulfide Bridge and a Calcium Binding Site in Activation of Pseudomonas sp. Strain KWI-56 Lipase"Journal of Bacteriology. 182・2. 295-302 (1999)
• [Publications] Yasuaki Kawarasaki: "A trimmed viral translation enhancing sequence for a rapid in vitro gene expression using wheat-germ extract"Biotechnology Progress. (発売予定).
• [Publications] Yugo Iwasaki: "Importance of disulfide bridge formation of folding phospholipase D from Streptomyces antibioticus"Journal of Bioscience and Bioengineering. (発売予定).