2005 Fiscal Year Annual Research Report
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16101007
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
菅 裕明 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00361668)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 裕 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (10361669)
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| Keywords | リボザイム / RNA / RNAワールド / バイオテクノロジー / 試験管内進化 / 翻訳 |
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| Research Abstract |
本研究計画は、試験管内RNA分子進化法を駆使し、RNA生命体に必要なリボザイムを人工創製することで、生命の起源に迫ることを目標に掲げている。具体的な目標の一つに、脂肪酸生合成に必要な4つの酵素機能をもつリボザイム、すなわち(1)チオラーゼリボザイム、(2)3-ケトアシルCoA還元酵素リボザイム、(3)3-ヒドロキシアシルCoAデヒドラターゼリボザイム、(4)エノイルCoA還元酵素リボザイム、を創製することを計画した。平成16年度には、(1)および(2)進化実験に必要な基質にあたる化合物の化学合成とRNAプールへの連結方法およびセレクションの方法論を確立した。同様に、本年度初旬に(3)および(4)についても、方法論の確立に成功した。これらの技術を駆使し、本年度は上記のリボザイムの創製を開始した。先行して開始した(1)および(2)については活性種の濃縮が確認され、現在コントロール実験を含めた活性確認検討を行っている。後発の(3)および(4)については、現在進化実験が進行中である。
また、本研究の長期目標であるRNA生命体の創成とその技術的応用の一環として、上記の新規リボザイムの創製に加え、これまで研究代表者が数年に渡って研究を推進してきたアミノアシル化リボザイム(別名フレキシザイム)の基盤研究が、ひとつの区切りを迎えた。本計画では、フレキシザイムの技術的応用性を高めるために、アミノ酸の側鎖に依存せず、いかなる側鎖をもったアミノ酸にも対応できる新規フレキシザイムの人工進化に成功した。さらに様々な検討の結果、このフレキシザイムはα-アミノ酸のみならずβ-アミノ酸、α-ヒドロキシ酸など様々なカルボン酸を基質にできることが判明した。さらに、フレキシザイムと無細胞翻訳系を組み合わせることで、簡便な非天然型アミノ酸導入技術を開発した。また、フレキシザイムの汎用性を最大限に利用し、遺伝暗号リプログラミングによる非天然型ペプチドの合成にも成功している。これらの成果は、Nature Methods5月号への掲載が決まっている。現在、このリボザイムをさらに進化させ、tRNAと連結させた形で分子内アシル化を起こさせ、続いて天然リボザイムであるRNasePによる切断が起きることで、アミノアシルtRNAが合成される系の開発を試みている。これは、RNA生命体における原始アミノアシル化システムの可能性を探る上で重要な実証実験となるはずである。
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