単純化遺伝暗号を併用する細胞の構築

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23650155
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 木賀 大介 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (30376587)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2013-03-31
• Keywords: 合成生物学 / 遺伝暗号 / リボソーム / ｔRNA / 直交性

Research Abstract

本研究の目的は、遺伝暗号に焦点をあてた構成的アプローチによって、「生命を構成するために20種類のアミノ酸全てが必要か」、という疑問を追求するための細胞を構築することにある。生命の最重要な演算である翻訳過程に用いられる遺伝暗号は、基本的に全ての生物に共通している。では、なぜ生命は現在の20種類のアミノ酸セットを採用したのだろうか？単純なかたちから複雑なかたちへと変化する進化の本質を考慮すれば、遺伝暗号の成立時から20というアミノ酸の種類が定まっていたとは考えにくい。この疑問に答えるために、申請者はすでに、19種類以下のアミノ酸のみで成立する「単純化」遺伝暗号表を試験管内に構築している。最終的には19種類のアミノ酸でのみ生育する生物の創生を目指しており、本研究では、トリプトファンを用いない単純化遺伝暗号を細胞内に構築できることを示し、さらなる遺伝暗号の進化の研究の基盤とする。本研究では、本研究では、本来トリプトファンを指定するUGGコドンがアラニンを指定することで19種類のアミノ酸のみが記されている「単純化」遺伝暗号を、細胞内に構築する。そのための第一段階として、ゲノム上のtRNA(Trp)を失い、温度感受性プラスミド上の野生型tRNA(Trp)によって生育する大腸菌を準備している。また、もう1つのプラスミドとして、アンチコドン近傍に置換・挿入・欠失をほどこしたtRNA変異体のライブラリを作製して、この大腸菌に導入している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

tRNAに変異を施した大腸菌の調製が順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

当初計画の大腸菌の選択操作を続ける。大腸菌の遺伝子破壊に予期しない問題が生じたため、選択操作の大規模化が遅れ、この部分を次年度以降に行うために、その研究費も次年度使用することとした。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

大腸菌の選択操作のために消耗品を使用する。また、成果について学会発表を行う旅費を使用する。