2022 Fiscal Year Annual Research Report
Revalidation of the origin of DNA molecules by constructing Escherichia coli deficient in the core enzyme of RNA origin theory
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20K21274
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小川 順 京都大学, 農学研究科, 教授 (70281102)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹内 道樹 京都大学, 農学研究科, 特定助教 (40766193)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | デオキシリボヌクレオシド / リボヌクレオチド還元酵素 / DNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNA分子の起源をRNAとするRNA起源説には、いくつかの問題点が存在するものの、他に有力な仮説がないことから、広く受け入れられている。本研究では、RNA起源説に一石を投ずるべく、すべての生物に共通でRNAからのDNA合成の鍵酵素である「リボヌクレオチド還元酵素(RNR)」を欠損する大腸菌を構築する。さらに、「新規デオキシリボヌクレオシド合成経路の探索・機能検証」の成果を互いにフィードバックさせることで、生命分子起源における新たな仮説の提案を試みる。加えて、見いだされる新規デオキシリボヌクレオシド生合成経路を、デオキシリボヌクレオシドの新規製法デザインに展開する。
昨年度は、dNS添加条件にすることで、大腸菌が有するすべてのRNR遺伝子（nrdAB, nrdEF, nrdDG）の破壊に成功した。本年度は、構築に成功したRNR遺伝子破壊大腸菌を用いて、生育条件の検討を行った。本菌株はデオキシシチジン要求性を示し、細長い形状になることを明らかにした。さらに、アミノ酸類やビタミン類の添加により、生育が改善することを見いだした。RNR遺伝子破壊大腸菌の生育評価については、A. Poole教授（オークランド大学、ニュージーランド）との国際共著の論文を報告している。
新規デオキシリボヌクレオシド合成経路の探索においては、デオキシリボヌクレオシド要求性株を用いたバイオアッセイにより評価し、探索しているが、現在のところ、新規経路を有する菌株は見出せていない。
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[Journal Article] Characterisation of an Escherichia coli line that completely lacks ribonucleotide reduction yields insights into the evolution of obligate intracellularity.2023
Author(s)
Arras, S. D. M., N. Sibaeva, R. J. Catchpole, N. Horinouchi, D. Si, A. M. Rickerby, K. Deguchi, M. Hibi, K. Tanaka, M. Takeuchi, J. Ogawa, A. M. Poole.
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Journal Title
eLife
Volume: 12
Pages: e83845
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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