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省エネ型真核リボスイッチの合理的構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K05846
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体関連化学
研究機関愛媛大学

研究代表者

小川 敦司  愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 准教授 (30442940)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードリボスイッチ / 発現制御 / 合成生物学 / 翻訳促進 / IRES / CITE
研究成果の概要

真核生物翻訳系で機能する3種の省エネ型リボスイッチ(分子応答性遺伝子発現制御RNA)を合理的に構築した。1つ目は「3'cap非依存翻訳促進配列(3'CITE)媒介翻訳」を正に制御するONリボスイッチ、2つ目は「内部リボソーム進入部位(IRES)媒介翻訳」を負に制御するOFFリボスイッチ、3つ目は「通常の翻訳機構」を負に制御するOFFリボスイッチである。何れのリボスイッチも分子応答制御時に「鎖置換」を必要としないため、エネルギーロスが少なく、高い制御効率を発揮できる。また、リボスイッチの一部(アプタマー)を交換するだけで分子特異性を変更できるため、ユーザー定義の分子に応答させることが可能である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した省エネ型リボスイッチは、分子応答制御時に「鎖置換」を伴わないため、エネルギーロスが少なく、高い制御効率を発揮する。また、分子特異性の変更も容易であることから、任意の分子の濃度に応じて任意のタンパク質の生産量を広範囲にコントロールすることが可能となる。このような人工の分子応答性遺伝子発現制御システムは、合成生物学を含む幅広い学問領域において、基盤技術としての利用が期待される。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Detection of Gold Nanoparticles Aggregation Using Light Scattering for Molecular Sensing2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yano, Masamichi Nisougi, Yuki Yano-Ozawa, Tsuyoshi Ohguni, Atsushi Ogawa, Mizuo Maeda, Tsuyoshi Asahi, Tamotsu Zako
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 35 号: 6 ページ: 685-690

    • DOI

      10.2116/analsci.18P571

    • NAID

      130007661696

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2019-06-10
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vitro selection of a 3′ terminal short protector that stabilizes transcripts to improve the translation efficiency in a wheat germ extract2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ogawa, Akane Kutsuna, Masashi Takamatsu, Tatsuya Okuzono
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 29 号: 16 ページ: 2141-2144

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2019.06.058

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mutation of the start codon to enhance Cripavirus internal ribosome entry site-mediated translation in a wheat germ extract2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ogawa and Masashi Takamatsu
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 29 号: 22 ページ: 126729-126729

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2019.126729

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modification of carbon metabolism in Synechococcus elongatus PCC 7942 by cyanophage-derived sigma factors for bioproduction improvement2019

    • 著者名/発表者名
      Naruhiko Sawa, Tsuneyuki Tatsuke, Atsushi Ogawa, Yasutaka Hirokawa,Takashi Osanai, Taizo Hanai
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 127 号: 2 ページ: 256-264

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.07.019

    • NAID

      40021813937

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Canonical translation-modulating OFF-riboswitches with a single aptamer binding to a small molecule that function in a higher eukaryotic cell-free expression system2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ogawa, Yuta Murashige, Hajime Takahashi
    • 雑誌名

      Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters

      巻: 28 号: 14 ページ: 2353-2357

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2018.06.041

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Artificial OFF-Riboswitches That Downregulate Internal Ribosome Entry without Hybridization Switches in a Eukaryotic Cell-Free Translation System2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ogawa, Hiroki Masuoka, Tsubasa Ota
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: 6 号: 9 ページ: 1656-1662

    • DOI

      10.1021/acssynbio.7b00124

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligand-responsive upregulation of 3' CITE-mediated translation in a wheat germ cell-free expression system2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ogawa, Yuta Murashige, Junichiro Tabuchi, Taiki Omatsu
    • 雑誌名

      Molecular BioSystems

      巻: 13 号: 2 ページ: 314-319

    • DOI

      10.1039/c6mb00748a

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Gene expression in a super-giant liposome encapsulating a wheat germ extract2019

    • 著者名/発表者名
      Hajime Takahashi, Atsushi Ogawa
    • 学会等名
      Protein Island Matsuyama International Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノDNA応答性真核系人工リボスイッチの構築2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 優, 小川 敦司
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会12.0
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リボスイッチ媒介化学コミュニケーション型の真核系超巨大人工細胞2019

    • 著者名/発表者名
      髙橋 萌, 小川 敦司
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会12.0
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] EVALUATION OF THEOPHYLLINE-DEPENDENT SYNTHETIC RIBOSWITCHES FOR STRICT CONTROL OF PLASTID GENE EXPRESSION2018

    • 著者名/発表者名
      Rika Yamane, Atsushi Ogawa, Yuzuru Tozawa, Takashi Shiina, Yoichi Nakahira
    • 学会等名
      INTERNATIONAL PLANT MOLECULAR BIOLOGY 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vitro selection of a 3’ protector that stabilizes mRNA to increase the translation efficiency in a wheat germ cell-free expression system2018

    • 著者名/発表者名
      Akane Kutsuna, Tatsuya Okuzono, Masashi Takamatsu, Atsushi Ogawa
    • 学会等名
      Protein Island Matsuyama International Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Artificial OFF-riboswitches that downregulate internal ribosome entry without hybridization switches in a wheat germ extract2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Masuoka, Tsubasa Ota, Atsushi Ogawa
    • 学会等名
      Protein Island Matsuyama International Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コムギ無細胞系におけるmRNA安定化および翻訳効率上昇を指向した3’末端保護配列のin vitro selection2018

    • 著者名/発表者名
      忽那 茜、奥園 達也、高松 将史、小川 敦司
    • 学会等名
      第13回無細胞生命科学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 省エネ型・IRES基盤真核系人工OFFリボスイッチの開発2018

    • 著者名/発表者名
      升岡 宏紀、太田 翼、髙橋 萌、小川 敦司
    • 学会等名
      第13回無細胞生命科学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 鎖置換反応を必要としないIRES基盤真核系人工OFFリボスイッチの開発2018

    • 著者名/発表者名
      升岡 宏紀、太田 翼、髙橋 萌、小川 敦司
    • 学会等名
      2018年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 小麦無細胞系におけるRNA3’末端保護配列のin vitro selection2018

    • 著者名/発表者名
      忽那 茜、奥園 達也、高松 将史、小川 敦司
    • 学会等名
      2018年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工リボスイッチを基盤とした葉緑体遺伝子発現誘導系の改良2018

    • 著者名/発表者名
      山根 里佳、小川 敦司、戸澤 譲、椎名 隆、中平 洋一
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a strictly controlled inducible gene expression system for plastids by using synthetic riboswitches2018

    • 著者名/発表者名
      Rika Yamane, Atsushi Ogawa, Yuzuru Tozawa, Takashi Shiina, Yoichi Nakahira
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (Chloroplast Biotechnology 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rational design of artificial riboswitches that function in a eukaryotic expression system2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ogawa
    • 学会等名
      Protein Island Matsuyama International Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ligand-responsive upregulation of 3' CITE-mediated translation in wheat germ extract2017

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murashige, Junichiro Tabuchi, Taiki Omatsu, Atsushi Ogawa
    • 学会等名
      Protein Island Matsuyama International Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工リボスイッチを活用した葉緑体遺伝子発現誘導系の評価2017

    • 著者名/発表者名
      山根 里佳、小川 敦司、戸澤 譲、椎名 隆、中平 洋一
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工リボスイッチを活用した葉緑体遺伝子発現制御系の評価2017

    • 著者名/発表者名
      山根 里佳、小川 敦司、戸澤 譲、椎名 隆、中平 洋一
    • 学会等名
      第35回日本植物細胞分子生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 鎖置換を利用しない真核系人工ONリボスイッチの合理設計2016

    • 著者名/発表者名
      村重 裕太、田渕 潤一郎、大松 大希、小川 敦司
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会9.0
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Facile design of artificial riboswitches that ligand-dose dependently upregulate translation without hybridization switches in a wheat germ extract2016

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murashige, Junichiro Tabuchi, Taiki Omatsu, Atsushi Ogawa
    • 学会等名
      Protein Island Matsuyama International Symposium 2016,
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県・松山市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 省エネ型真核リボスイッチの設計2016

    • 著者名/発表者名
      小川 敦司
    • 学会等名
      新世代の生物有機化学研究会2016
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県・松山市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Applied RNA Bioscience2018

    • 著者名/発表者名
      Seiji Masuda, Shingo Izawa, Atsushi Ogawa他
    • 総ページ数
      286
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811083716
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 愛媛大学 小川研究室

    • URL

      http://www.pros.ehime-u.ac.jp/ogawa/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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