2016 Fiscal Year Research-status Report
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16KT0068
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
多田隈 尚史 大阪大学, たんぱく質研究所, 助教 (10339707)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2019-03-31
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| Keywords | 1分子計測(SMD) / 核酸 / 蛋白質 / 分子機械 / 分子モーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝子発現機構の反応場を再構成するために、DNAナノ構造物(DNA origami)上に、転写酵素(T7 RNA polymerase、以下T7 RNAP)と基質遺伝子を集積化した"転写ナノチップ"を核に研究を進めた。本年度は主に、①材料調整、②観察系の構築、③ナノ反応場の更なる理解、に取り組んだ。①においては、T7 RNAPの代わりに、真核のRNA Polymerase II(Pol II)を集積化する実験に向け、真核転写に必要な酵母由来の主要因子の調整に取り組み、共同研究先から入手予定の超分子を除いた、因子の調整が完了した。②においては、ナノチップの転写活性を観察するために、半導体微細加工技術を用いて、微小開口チップの作製を行い、製作条件の最適化を行った。③においては、基質遺伝子部分に論理スイッチを組み込むことで制御が可能となった。ナノ反応場の理解においては、DNAナノ構造に固定した基質遺伝子とRNAP(T7 RNAPやPol II)がどのように振舞うのかを理解することが重要であるが、本年度において、論理スイッチ付の基質遺伝子の振る舞いを計測した事で、よりその理解が深まった。また、高効率な反応を実現できるナノ反応場は、産業応用も期待されるが、論理スイッチを組み込んだことで、センサー(論理スイッチ)とアクチュエーター(RNAP)が1つのチップ上に集積した事となり、1分子のチップで、検出・演算・出力の機能を併せ持つ、自律的ナノデバイス(論理チップ)の構築ができた。論理チップは、従来、多種・多数の生体分子を用いる必要があった論理機能の実現が、1分子のチップで実現できる事を示唆しており、従来作製することが難しかった複雑な遺伝子回路の構築に有用であると期待される。
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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
本年度は、計画した各項目について、進展が見られた。また、論理チップの構築においては、期待以上の進展が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、転写系の実験を進めると共に、翻訳系への展開も進める。
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| Causes of Carryover |
本研究では、ナノ反応場の活性を測定するために、半導体微細加工技術を用いて、微小開口チップの作製を行っている。当該項目において、最適化の進捗の兼ね合いで、支出が予想より少なく、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
微小開口チップ作製を促進するために、研究員の方を雇用した。この人件費、並びに、製作を行っている京都大学、ならびに、大阪大学のナノハブ拠点の使用料に支出予定である。
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