The creation of artificial protein assemblies with programmed function derived from natural proteins
| Project/Area Number |
19K22253
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鈴木 雄太 京都大学, 白眉センター, 特定助教 (00827743)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | タンパク質デザイン / 超分子集合体 / タンパク質工学 / 機能性バイオマテリアル / タンパク質再構成 |
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| Outline of Research at the Start |
化学者が「デザイナー」となって思いのままに、タンパク質の機能や構造をデザインしコントロールすることが可能となれば、「必要な時、必要な機能を自発的に発動するバイオナノロボット」が、医薬・バイオテクノロジー分野で活躍する時代もそう遠くないのかもしれない。本研究は、その足がかりとなる研究として「シンプルなデザインによる人工タンパク質集合体」に「天然タンパク質の潜在能力」を与えることで、機能性バイオマテリアルの作製を可能とする「タンパク質デザイン工学」を推進し、将来作製を目指す「バイオナノロボット」の実現に向けた挑戦的研究を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、タンパク質の機能や構造を人工的にデザインしコントロールすることで、ライフサイエンス・バイオテクノロジー分野において活躍する「必要なとき、必要な機能を自発的に発動することができるバイオナノロボット」の創成を最終的な目標としている。その足がかりとなる本萌芽研究では、「シンプルなデザインによる人工タンパク質集合体」へ「天然タンパク質由来の機能性」を取り入れることで、人工的に機能制御可能とする「機能性を有したタンパク質集合体（機能性バイオマテリアル）」の創成を目指している。本年度はまず、初年度にて作製した基盤となるタンパク質での一次元集合体の解析を電子顕微鏡および原子感力顕微鏡により観察を行なった。その結果、想定していた集合体の形成とは至っていないことが明らかとなった。そのため、基盤となるタンパク質の改変となるデザインを取り入れ、それらの遺伝子の構築、大腸菌による発現系の構築を行なった。得られたタンパク質の精製を行なった後、それらを用いたタンパク質集合体の形成確認を、Native Gel、サイズ排除クロマトグラフィーおよび上記同様の機器を使用して検討を行なった。その結果、新たなデザインにおいては想定している集合体の形成を示唆する実験結果を得ることができた。このデザインの更なる改良と平行し、機能性を有したタンパク質の構築も新たなデザインをベースとして行なっており、作製したのち、集合体形成に取り入れることで目標としている「機能性を有したタンパク質集合体」の構築、そしてその構造変化の詳細な解析へとつなげていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度はじめより、新型コロナウイルス感染症による緊急事態宣言などに伴い、実験が通常通り実施できない期間が生じてしまった。さらに、この影響により、共通利用機器の使用も停止してしまっていた期間があったことから、研究を想定していた環境下で推進することが困難となってしまった。これらの理由より、予定よりも研究の進捗が遅れてしまっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、昨年度に作製した集合体形成を基盤とし、更なる改良および機能を有するパーツを取り入れることで、本研究の目標である「機能性を有したタンパク質集合体」の構築を行い、人工制御可能な機能である構造変化の解析を行う。また、作製している一次元集合体をベースとし、さらなる高次元・高機能化を目指し研究を推進する。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
