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シンセティックバイオロジーにおける生命デザインのための最適コドン解析

Research Project

Project/Area Number 11J09332
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Bioinformatics/Life informatics
Research InstitutionKeio University
Research Fellow 玉木 聡志  慶應義塾大学, 政策・メディア研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords遺伝暗号表 / 翻訳スピード / tRNA / 原核生物 / codon co-occurrence / tRNA pairing index / バイオインフォマティクス / 合成生物学 / コドン / 翻訳効率 / プロテオーム / 微生物 / リボソーム
Research Abstract

酵母を代表とした真確生物において、一度コーディング領域上にアミノ酸が出現した際、次に出現する同種のアミノ酸は先のアミノ酸の同義コドンによってコードされやすい傾向が知られている。この傾向はcodon co-occurrenceと呼ばれ、この傾向が強い遺伝子ほど、翻訳のスピードが早いことが明らかとなっている。この事実は翻訳のプロセスにおいてtRNAがリサイクルされている可能性を強く示唆している現象となっている。しかしながら、未だこの現象をバクテリアにおいて網羅的に確認した研究は報告されていない。
今年度は情報学的な手法を用い、UniProtKB Complete Proteome Sets及びtRNADB-CEの2つのデータベース双方に登録されているバクテリア696種を対象とし、網羅的なcodon co-occurrenceの傾向解析を行った。結果、ほぼ全ての種(645/696)のバクテリアにおいてcodon co-occurrenceを観察することに成功した。バクテリアにおいてこの傾向は報告のないことであり、原核生物におけるコドン選択・進化について新たな知見を得ることに成功した。また本結果は、バクテリアの翻訳プロセスにおいてもtRNAのリサイクルが行われている可能性を示している。
今後、今回の結果を拡張し、codon co-occurrenceが顕著に観測できる生物種及び遺伝子群に注目し、遺伝子の翻訳スピードに関する数理モデルを構築することによって、合成生物学における遺伝子発現調節に貢献できると考える。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report

Research Products

(4 results)

All 2013 2012 2011

All Presentation

  • [Presentation] Prediction of phosphorylated residues based on machine learning technique and large scale phosphoproteomics experiment.2013

    • Author(s)
      Satoshi Tamaki
    • Organizer
      HUPO 12th Annual World Congress
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2013-09-13
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Positioning of synonymous codon and gene translation efficiency among bacteria2012

    • Author(s)
      玉木 聡志
    • Organizer
      20th Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology
    • Place of Presentation
      Long Beach California U.S.A
    • Year and Date
      2012-07-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] バクテリアにおける同期コドンのポジショニング解析2011

    • Author(s)
      玉木聡志
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      横浜、日本
    • Year and Date
      2011-12-13
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Relationships Between Positioning of Synonymous Codon and Gene Translation Efficiency in Bacteria2011

    • Author(s)
      Satoshi Tamaki
    • Organizer
      Ninth Rocky Mountain Bioinformatics Conference
    • Place of Presentation
      アスペン、アメリカ
    • Year and Date
      2011-12-10
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-12-11   Modified: 2016-04-21  

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