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2012 Fiscal Year Research-status Report

完全化学合成による最小ウイルス複製システムの創成

Research Project

Project/Area Number 23651223
Research InstitutionTottori University

Principal Investigator

松浦 和則  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60283389)

Keywords合成ウイルス / DNA / ペプチド / 自己集合 / 複製 / 無細胞発現系 / PCR
Research Abstract

これまで、生体内で自己複製するウイルスを人工合成した例がいくつか知られているが、これらはいずれも、短いDNAを多数繋ぎ合わせて数千塩基長のゲノム核酸とし、それを大腸菌に導入するという煩雑な操作が必要であった。本研究では、完全化学合成による比較的短いDNAとペプチドナノカプセル(合成ウイルスキャプシド)からなる、in vivoで自己複製しうる「最小限の人工ウイルス(minimal artificial virus)」を構築するための方法論を開拓することを目的としている。本年度は、minimal artificial virusを形成することが期待されるトマトブッシ―スタントウイルス由来β-Annulus配列をコードするDNAを設計し、PCRによる増幅およびPURE SYSTEMによる無細胞発現を検討した。T7RNAポリポリメラーゼのプロモーター配列、SD配列、開始コドン、各アミノ酸に対応するコドン、終止コドンおよびPCR用のプライマー配列を含む120baseのDNAを設計・合成した。これをPCR操作後、ゲル電気泳動にて増幅が確認された。これを用いて、PURE SYSTEMによる無細胞発現を数回試みたが、目的ペプチドの発現は確認されなかった。DNA自体の構造形成などが原因として考えられるが、今後の検討が必要である。
また、DNAを表面修飾した合成ウイルスキャプシドの構築も検討した。5'末端アミノ化したdA20とトマトブッシ―スタントウイルス由来β-AnnulusペプチドのCys残基をSulfo-GMBSリンカーを用いて架橋し、HPLCにて精製した。興味深いことに、このdA20-β-Annulusペプチドコンジュゲートは、DNAの静電反発にも関わらず、水中で約70nmの球状構造体を形成することがわかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

β-Annulusペプチドからなるナノカプセル内にM13 phage DNAを内包することには成功している。しかし、β-AnnulusペプチドをコードするDNAからの無細胞発現系によるminimal artificial virus構築には至っていない。一方、DNAを表面修飾した合成ウイルスキャプシドの構築にも成功している。

Strategy for Future Research Activity

今後、自己複製する最小ウイルス構築のために、DNAからウイルス形成ペプチドの合成を行うための無細胞発現法の改良を行う。また、DNA内包した合成ウイルスキャプシドについて、DNA長や形状の違いによる内包挙動について、詳しく検討する。また、DNAを表面修飾した合成ウイルスキャプシドを用いて、自己複製する最小ウイルスの構築についても検討する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

該当なし

  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] ウイルスに学んだペプチド自己組織化材料2013

    • Author(s)
      松浦和則
    • Journal Title

      機能材料

      Volume: 33 Pages: 52-56

  • [Journal Article] Guest-Binding Behavior of Peptide Nanocapsules Self-assembled from Viral Peptide Fragments2013

    • Author(s)
      K. Matsuura, K. Watanabe, Y. Matsushita, N. Kimizuka
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 45 Pages: 529-534

    • DOI

      10.1038/pj.2012.235

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ウイルス構造に学んだペプチドナノ材料の創製2012

    • Author(s)
      松浦和則
    • Journal Title

      化学工業

      Volume: 63 Pages: 409-414

  • [Journal Article] Construction of spherical virus-inspired peptide nanoassemblies2012

    • Author(s)
      Kazunori Matsuura
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 44 Pages: 469-474

    • DOI

      10.1038/pj.2012.16

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ウイルスの自己集合に学んだペプチドナノ材料の構築2013

    • Author(s)
      松浦和則
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀県)
    • Year and Date
      20130322-20130325
    • Invited
  • [Presentation] ウイルス由来ペプチドが形成するナノ空間2013

    • Author(s)
      松浦和則
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀県)
    • Year and Date
      20130322-20130325
  • [Presentation] 合成ウイルスキャプシドの創製とゲスト内包2012

    • Author(s)
      松浦和則
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知県)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] Synthetic Capsids Self-assembled from Viral Peptide Fragments2012

    • Author(s)
      Kazunori Matsuura
    • Organizer
      The Second Asian Chemical Biology Conference
    • Place of Presentation
      Southern Beach Hotel & Resort Okinawa(沖縄県)
    • Year and Date
      20120704-20120706
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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