2012 Fiscal Year Annual Research Report
有機-無機ハイブリッドベシクルを用いた高効率・完全無細胞膜タンパク発現システム
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24681028
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
安原 主馬 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (90545716)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | バイオリアクター / マイクロ・ナノデバイス / 有機-無機ハイブリッド / 蛋白質 / 遺伝子発現 |
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| Research Abstract |
本研究課題では、有機-無機ハイブリッドベシクルの有する分子ふるい効果を利用することで、高効率に膜タンパク質を無細胞で発現できるシステムを構築することを目的とした。本年度は、具体的に以下の研究を実施し、得られた成果は論文および学会において報告した。
(1)有機-無機ハイブリッドベシクルの作成と特性評価
トリエトキシシリル基を頭部に有する脂質分子を用いて、セラミック様骨格を表面に有する有機-無機ハイブリッドベシクルの作成を行った。得られたベシクルは、ある決まった分子量を境界として、水溶性分子の透過・不透過を示す分子ふるい機能を有していることを確認した。水溶性分子の膜透過挙動は双方向であり、外部から添加した小分子はベシクル内部に取り込まれる事がわかった。また、細胞サイズの有機-無機ハイブリッドベシクルも調製可能であり、通常の小さなベシクル(直径200nm程度)と同様に分子ふるい機能を有することを明らかにした。
(2)酵素反応システムの有機-無機ハイブリッドベシクルへの組み込み
本研究では、複数の酵素の連携によってDNAからタンパク質の発現までを無細胞で行うシステムを最終的にベシクル内部へ構築する。本年度は、基礎的技術としてベシクル内部への酵素封入手法の確立と、ベシクル内部での酵素反応について検討した。その結果、有機-無機ハイブリッドベシクルの分子ふるい機能を反映した低分子量の基質の取り込みおよびそれに伴うベシクル内部での酵素反応が可能であることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的に対して、当初の技術課題であった有機-無機ハイブリッドベシクルの作成およびベシクル内部への酵素反応システムの組み込みについて本年度において解決の目処がおおむね立ったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
大きな研究計画の変更は無いが、遺伝子発現のためにベシクル内部における複数の酵素反応が連携し、高効率に進むよう、システムのチューニングを行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度の研究課程においては、想定よりも少ない有機合成によって当初目的を達成したため、余剰の助成金が生じた。次年度以降においては、本年度と比較してより合成のハイスループット化が求められるため、有機合成に必要な機器・器具類を重点的に整備する。
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