2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19K23763
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
水内 良 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (60845535)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 生命の起源 / 生命の初期進化 / 複雑化 / RNA / 実験進化 / 翻訳システム / 再構成 / 人工細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、原始複製体を模擬した異なる遺伝情報をもつ2種類のRNAがどのような原始環境条件で進化的に融合し、一本の長いゲノム (融合RNA) になるかを検証する。またこれにより、原始地球に生まれた単純な自己複製体の複雑化過程について一つの可能なシナリオを提示する。本年度はまず、前年度に行った長期複製実験を模擬したシミュレーションを改良してより広範囲の条件探索を行い、融合RNAの進化を促進する条件について理解を得た。特に、これまでは原始複製体における問題点と考えられていた複製体の変異体を生み出しやすい性質こそが、融合RNAの進化に重要であることが示唆された。次に、この仮説の実験検証のための準備も進めた。このためには、融合RNAが自身のコードするタンパク質の翻訳を介して複製する必要があるが、昨年度にRNAがコードするタンパク質が無細胞翻訳系へコンタミネーションしているとわかったので、まずこの問題を解決した。具体的には、タンパク質毎の独自精製手法を確立し、大規模に精製を行うことで解決した。一方でこの操作により、新しい無細胞翻訳系では、昨年に構築した融合RNAが十分に複製できないとわかった。そこで新たな人為進化手法を確立し、複製能力が向上した融合RNAを取得した。以上から、少なくとも理論的には有り得た原始複製体の進化シナリオを提唱することができ、またその実験検証に必要な技術基盤も確立することができた。今後、実際にこの仮説が正しいかどうかを実験的に明らかにしていきたい。
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