2019 Fiscal Year Annual Research Report
Protein design and engineering toward the creation of external stimuli-responsive bionanomachines
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19H02832
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鈴木 雄太 京都大学, 白眉センター, 特定助教 (00827743)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | タンパク質工学 / タンパク質デザイン / タンパク質結晶 / バイオマテリアル / 自己集合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、必要な時、必要な機能を自発的に発動する「バイオナノロボット」の作製を将来的な目標とし、そのパーツとなる機能性を有したタンパク質集合体「バイオナノマシン」の創成を目的としている。また、バイオナノロボットの構築を目指した際に必要となる新規コネクターの作製（自在に複数のものを接続するためのコネクター）も平行し推進する。別々の機能を有するバイオナノマシンの接続を可能とすることで、さらなる高機能化を目指した研究へと展開する。本研究計画では具体的に、以下の３項目の研究を推進している。
目的①複数の外部刺激に応答する機能性ワイヤーおよび二次元マテリアルの作製：天然由来の機能性タンパク質と集合体形成に必須となる接続タンパク質パーツ各々の遺伝子の作製、タンパク質の大腸菌による発現系の確立を行なった。その後、精製したタンパク質を組み合わせることでの集合体形成条件の初期検討を行なった。
目的②筋肉を模倣したタンパク質集合体形成：まず本研究において集合体形成を可能とする集合体形成パーツ（タンパク質）の作製を行なった後、その集合体形成の初期検討を行なった。NativePage、サイズ排除クロマトグラフィー、電子顕微鏡観察などを用いて解析を行なった結果、集合体形成が示唆される結果を得ることができた。平行し、伸縮性を有する機能性タンパク質を集合体形成パーツへ取り入れた融合タンパク質の設計を行なった後、そのタンパク質の発現系の確立、精製を推進した。
目的③ヘテロ二量体コネクターの作製とその使用（目的①と②の融合）：来年度以降の予定としているため未着手となっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2019年度の初め（本研究開始時）に、研究代表者は新しい研究室（スペース）を獲得したことから、実験設備の移設、研究環境の構築、また新たな研究機器の導入（これまで自身の研究室で本格的に実施していなかった実験系の導入）などに想定以上の時間を要してしまい、実験が実施出来ない期間が生じてしまった。さらに、2019年度末から2020年度（繰越期間）において、新型コロナウイルス感染症による緊急事態宣言などに伴い、実験が通常通り実施できない期間も生じてしまった。この影響により、大阪大学蛋白質研究所客員フェローとして予定していた本研究に必要となる実験（機器の使用）も、往来の自粛により推進することができなかった。これらの理由より、予定よりも研究の進捗が遅れてしまっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度、目的①及び②においては、2019年度に作製したタンパク質パーツを用い、集合体形成の条件検討を本格的に行う。その後、作製された集合体の構造の詳細な解析を行い、外部刺激に応答する構造変化の条件検討、解析へとつなげていく。また、③においてもコネクターとなるタンパク質の構築を推進する。
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Research Products
(5 results)
