2022 Fiscal Year Annual Research Report
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21F20381
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田端 和仁 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50403001)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
FAN CATHERINE 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 人工細胞 / ゲノム複製 / リポソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、巨大DNA増幅系をリポソームに組み込むことで、人工細胞構築の課題を解決することであった。この14の酵素群からなるゲノムサイズの大型DNA増幅システムは、Replication Cycle ReactionまたはRCRと呼ばれ、我々の共同研究者である末次らによって開発されました。RCRはチューブ内で1MbpまでのDNAを増幅でき、10の10乗倍の複製を行い、低いエラー率（1サイクル当たり10の-8乗の塩基当たりエラーレート）を持っています。RCRはこれまで、チューブやバルクでの実験や、同僚の上野らによる油中水滴での実験に成功してきましたが、より細胞に近い環境での実証はまだ行われていませんでした。本研究プロジェクトでは、細胞膜に似た理想的なコンパートメントであるリポソーム中でDNA増幅を成功させました。リポソームはリン脂質二重膜で、免疫原性が低いため、医療への応用が期待されています。私は、リポソームでのRCR成功率を最適化するために、さまざまな条件を検討しました。例えば、大腸菌の膜を模倣するために、脂質の比率を変更しました。また、α-ヘモリシンと呼ばれるナノ孔で膜を修飾することも試みました。これにより、リポソームの外側からより多くの分子を通過させ、DNAとRCR成分を含む内腔にアクセスすることができるようになります。この戦略により、確かにリポソーム内のDNA収量は向上しました。しかし、DNAの収量は理論上の最大値には達しなかった。これは、dNTPやATPなどの追加リソースを供給することで改善できる可能性がある。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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