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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of the self-replicable cell-free protein synthesis system

Research Project

Project/Area Number 26710014
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

清水 義宏  国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, ユニットリーダー (90401231)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords無細胞タンパク質合成 / リボソーム / tRNA / マイクロ流路
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、これまで生体分子の組み合わせによる生命の再構成を達成するために不可欠の要素である、タンパク質生産手段そのものを自己複製可能な形で再構成することを目指し、タンパク質合成システムを形成する個々の因子から再構成した、再構成型無細胞タンパク質合成システムであるPUREシステムを自己複製可能な反応系へ改良する研究開発を行ってきた。本年度も、前年度までに引き続き、リボソームの再構成・tRNAの再構成・マイクロ流路におけるタンパク質合成の再構成の3点について研究開発を行っている。また、これらの研究開発と並行して、無細胞タンパク質合成システムを自己複製させるために必要なタンパク質合成量向上を検討するための、PUREシステムのシミュレータの構築を行った。リボソームの再構成研究については、前年度に条件検討を行った、リボソームに結合するリボソームタンパク質の量比の測定系を展開することによって、様々な状態におけるリボソームタンパク質の絶対定量を行った。tRNAの再構成研究については、再構成されたtRNAを用いたタンパク質合成における合成産物の非活性、つまり、翻訳の忠実性の向上を目指し、アミノアシルtRNA合成酵素の調製法を工夫するなどによって、誤翻訳を極力少なくさせたPUREシステムを構築し、再構成されたtRNAの利用に親和性の高いPUREシステムを構築した。また、マイクロ流路におけるタンパク質合成の再構成研究については、前年度より行っているガラス基板上でのタンパク質合成量を向上させる条件検討を引き続き行った。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Reaction dynamics analysis of a reconstituted Escherichia coli protein translation system by computational modeling.2017

    • Author(s)
      Matsuura T, Tanimura N, Hosoda K, Yomo T, Shimizu Y
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.

      Volume: 114 Pages: E1336-E1344

    • DOI

      10.1073/pnas.1615351114

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 人工細胞と無細胞タンパク質合成システム.2017

    • Author(s)
      安達仁朗, 清水義宏
    • Journal Title

      人工細胞の創製とその応用 (シーエムシー出版 植田充美 監修)

      Volume: not applicable Pages: 8-14

  • [Journal Article] Mass spectrometry-based absolute quantification reveals rhythmic variation of mouse circadian clock proteins.2016

    • Author(s)
      Narumi R, Shimizu Y, Ukai-Tadenuma M, Ode KL, Kanda GN, Shinohara Y, Sato A, Matsumoto K, Ueda HR
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.

      Volume: 113 Pages: E3461-E3467

    • DOI

      10.1073/pnas.1603799113

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 新規タンパク質定量法「MS-QBiC」による 体内時刻の測定2017

    • Author(s)
      清水義宏
    • Organizer
      メディカルジャパン2017大阪
    • Place of Presentation
      インテックス大阪
    • Year and Date
      2017-02-16 – 2017-02-16
    • Invited
  • [Presentation] 新規タンパク質定量法「MS-QBiC」による 体内時刻の測定2017

    • Author(s)
      清水義宏
    • Organizer
      神戸ポートアイランド創薬フォーラム
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2017-01-18 – 2017-01-18
    • Invited
  • [Presentation] 次世代シーケンサーを用いたmRNA 配列とリボソームの相互作用解析2016

    • Author(s)
      清水義宏
    • Organizer
      「細胞を創る」研究会9.0
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2016-11-21 – 2016-11-22
  • [Presentation] 次世代シーケンサーを用いたmRNA 配列とリボソームの相互作用解析2016

    • Author(s)
      清水義宏
    • Organizer
      第11回無細胞生命科学研究会
    • Place of Presentation
      岩手雫石 ゆこたんの森
    • Year and Date
      2016-10-06 – 2016-10-07
  • [Presentation] 再構成型無細胞タンパク質合成システムを利用した新規タンパク質定量法「MS-QBiC」による体内時刻の測定2016

    • Author(s)
      清水義宏, 鳴海良平, 上田泰己
    • Organizer
      第68回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
    • Year and Date
      2016-09-30 – 2016-09-30
  • [Presentation] Body time detection by a novel protein quantification method using mass spectrometry and cell-free protein synthesis system.2016

    • Author(s)
      Shimizu Y, Narumi R, Ueda HR
    • Organizer
      QBiC Symposium 2016
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター
    • Year and Date
      2016-09-05 – 2016-09-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] タンパク質合成の再構成2016

    • Author(s)
      清水義宏
    • Organizer
      日本進化学会第18回大会ワークショップ
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2016-08-25 – 2016-08-25
    • Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

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