Development of protein production system by using translation system from mesophilic methanogen

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05692
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37010:Bio-related chemistry
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: Yokogawa Takashi 岐阜大学, 工学部, 教授 (90242304)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 無細胞タンパク質合成系 / 遺伝子工学 / メタン生成アーキア / 翻訳 / tRNA

Outline of Final Research Achievements

Microgram-scale chloramphenicol acetyltransferase synthesis was successfully achieved by using cell-free translation system with the cell extract anaerobically prepared from 1.5 liters culture of mesophilic methanogen, Methanosarcina acetivorans. However, the extract was unstable. The reasons of its instability appeared to be inactivation of tRNAs and oxidative disulfide bond formations of translation factors. The author also successfully introduced a vector DNA into M. acetivorans cells and confirmed the expression of
puromycin N-acetyltransferase gene in the cells.

Free Research Field

遺伝子工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒトには多くの機能未知タンパク質が存在する。機能未知タンパク質の機能を調べることが現代の課題だが、そのためには天然の状態に近いタンパク質が必要となる。ヒトの全塩基配列がわかっているので、大腸菌に遺伝子を導入してタンパク質を生産させることが多いが、大腸菌細胞内で沈殿してしまうことも多い。アーキアは見た目が大腸菌に似ていても細胞の成分は真核生物に近いと考えられるので、天然に近い状態のタンパク質が得られる可能性がある。この技術は、タンパク質を生産するための選択肢の一つとなりうる。