| Project/Area Number |
14J07312
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Bio-related chemistry
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
石沢 尭大 東京大学, 総合文化, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 生体機能関連化学 / 合成生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は「neo-genetic codeを利用した再構成無細胞翻訳系の構築」と「TRAP displayを利用した多剤耐性菌がもつ抗生物質分解酵素の阻害ペプチドの創製」である。Neo-genetic code（NGC）は、universal genetic code（UGC）におけるコドンとアミノ酸の対応関係が新しくなった遺伝暗号である。このNGCに従う蛋白質の遺伝子は、通常の翻訳系（UGC翻訳系）では発現しない。そのため、NGCに基づいて記述された多剤耐性菌の抗生物質分解酵素の遺伝子が他の生物に伝播しても、多剤耐性能は伝播しない。故に、通常の規模の研究室でも多剤耐性菌の抗生物質分解酵素を安全かつ簡単に入手することができる。このようにNGC翻訳系で発現した多剤耐性菌の抗生物質分解酵素と、標的蛋白質結合ペプチド創製法であるTRAP display（Ishizawa JACS 2013）を用いて抗生物質分解酵素の阻害ペプチドの創製を目指す。
まず、NGC翻訳系における翻訳が可能なことを、[14C]-Asp存在下のNGC翻訳系でペプチドの鋳型DNAを翻訳した。その結果、[14C]-Asp ラベルされたペプチドが確認され、NGC翻訳系でペプチドが発現することがわかった。
次に、発現したペプチドの質量を分析することで、NGCに従う翻訳反応がNGC翻訳系で行われていることを確かめるために、上述の鋳型DNAをNGC翻訳系で翻訳し、発現したペプチドの質量を測定した。その結果、正しい質量のペプチドが検出され、NGCに従う翻訳反応が行われていることがわかった。
さらに、コドンを読む正確性を測るために、測定するコドンに対応するアミノ酸を加えずに同様のペプチド発現実験を行った。結果、NGC翻訳系においてコドンを読む正確性は、UGC翻訳系のそれに匹敵することもわかった。
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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
Neo-genetic codeを利用した再構成無細胞翻訳系の構築は、構成因子をさらに細分化する必要がある。例えば、加えた構成因子のうち、一つでも機能が失われると全く系が働かなくなる。私は、様々な種類のペプチドをNeo-genetic codeを利用した再構成無細胞翻訳系を用いて合成し、これら構成因子の活性を一つ一つ検証して研究を積み上げた。さらに、これら構成因子が他の構成因子と協調して正確に働いていることを、構成因子の一部を除くことで検証し、正確性が担保されることを証明した。また、研究途中で系の複雑さから再現性が問題になった際も、その原因を突き止めた。これらのことから、研究はおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Neo-genetic code翻訳系においてペプチドが発現可能だということがわかったので、今後は、neo-genetic code翻訳系において蛋白質も発現可能だということを実証する。現在は、モデル蛋白質として、ストレプトアビジンを利用し、その発現効率ならびに翻訳の正確性を測定している。さらに、また別の新しいコドンとアミノ酸の対応関係の構築を行うことにより、neo-genetic code翻訳系の適応可能性を検証する。その後、抗生物質分解酵素やその阻害剤の創製を目指す。
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