2016 Fiscal Year Research-status Report
In vitro再構成されたゲノム自己複製システムのふるまいとその進化
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16KT0076
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
末次 正幸 立教大学, 理学部, 准教授 (00363341)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 啓 立教大学, 理学部, ポストドクトラルフェロー (70747899)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2020-03-31
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| Keywords | ゲノム複製再構成系 / 転写翻訳再構成系 / ミニ染色体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生命がもつ自己複製能の本質は、ゲノムにコードされた遺伝情報に基づいて、自身のコピーを生み出すことにある。セントラルドグマとして知られる遺伝情報の複製・転写・翻訳の一連の反応は、このような自己複製を達成するためのシステムを内包する。鋳型となるDNA分子に自身の複製に必要な複製タンパク質群の情報を遺伝子のかたちでコードしておく。転写翻訳反応によってその情報を引き出せば、産生する複製装置によってDNA分子の新たなコピーが作られる。そのコピーはまた、転写翻訳によって次なる世代の複製装置を生み出すので、情報分子の継続的な自己複製のサイクルが繰り返されることとなる。
複製・転写・翻訳のそれぞれの反応系は、大腸菌をモデルとして古くから研究が進んでいる。そして、各反応ステップにおいて精製タンパク質をもちいた試験管内再構成系が構築されている。染色体複製システムとしては、ミニ染色体と呼ばれる複製起点oriCをもつ環状DNAを鋳型とする再構成系が構築されている。さらに、20種をこえるペプチドを混ぜ合わせることによって、複製開始、終結、分離からなるミニ染色体の「複製サイクル」を何度も繰り返すような系も再構成できている。
本研究では、鋳型となるミニ染色体上に複製サイクル再構成系のタンパク質を遺伝情報の形でコードさせておき、その情報発現によって複製サイクルの進行を導くことができるような系の構築を進めた。遺伝情報発現においては転写翻訳反応再構成系であるPURE systemを利用した。検討の結果、ミニ染色体にコードされた複製開始遺伝子の転写翻訳に依存して、ミニ染色体自身の複製サイクルの開始を誘導できるような再構成系の構築に至った。今後、このシステムを基盤に、ゲノム自己複製系の構築を進めていく予定である。
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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
「複製サイクル再構成系」と「転写翻訳再構成系」を融合し、両者の反応を協調的かつ効率よく進行させる条件を見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
精製タンパク質として加えている「複製サイクル再構成系」のすべての因子を、ミニゲノムにコードされた遺伝子に置き換えていくことで、より自律的なゲノム自己複製系としていく。
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| Causes of Carryover |
消耗品の使用量が予定より少なかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
消耗品の購入に用いる
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Research Products
(5 results)
