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プロモーター域に配置したイントロンによる翻訳レベルのタンパク質発現増強機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K08198
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 応用分子細胞生物学
研究機関山口大学

研究代表者

星田 尚司  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00314823)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードイントロン / IME / スプライシング / Saccharomyces cerevisiae / ルシフェラーゼ / 最適化コドン / 酵母最適化コドン / タンパク質生産 / 発現増強 / プロモーター領域 / 酵母 / 応用微生物
研究成果の概要

イントロンによる遺伝子発現増強メカニズムを明らかにするために酵母Saccharomyces cerevisiaeとコドンが異なる2つのルシフェラーゼ遺伝子を用いて解析を行った。
発現増強をするためのイントロン配列には,スプライシングに必須の配列を有している必要があるものの,スプライシング自体はできなくても発現増強できることを明らかにした。発現増強を受ける遺伝子は,そのコーディング配列中の特定領域の配列に依存して発現が抑制されており,イントロンを与えることで増強を受けることがわかった。イントロンによる発現増強に必要な遺伝子,および,イントロンを持たない場合の発現抑制に関わる遺伝子を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,発現増強にとって必ずしもスプライシングが必要ないことを明らかにした。また,発現増強機能の解明には関わる遺伝子を同定しそれら遺伝子の機能を明らかにすることが必要であり,本研究で発現増強および基本的な発現抑制に関与する遺伝を同定したことで,IMEのメカニズムの一端が明らかになり,さらなる解明を進めることが可能になった。
現在,人工設計した合成遺伝子を用いた物質生産細胞の構築が盛んになってきている。遺伝子設計において,設計遺伝子が発現することは必須である。本研究で明らかにした発現抑制配列は,その完全な理解には至っていないものの,今後の遺伝子設計にとっての重要な知見である。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Saccharomyces cerevisiaeにおけるイントロンによるタンパク質発現増強に関与する遺伝子のゲノムワイドスクリーニング2020

    • 著者名/発表者名
      菊田 浩希,星田 尚司,赤田 倫治
    • 学会等名
      2020年度日本農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イントロンによる発現増強を受けるルシフェラーゼコーディング領域内配列の解析2019

    • 著者名/発表者名
      菊田 浩希, 星田尚司, 赤田 倫治
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会(2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Screening for the genes affecting intron-mediated enhancement using a Saccharomyces cerevisiae knockout strain collection2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kikuta, Hisashi Hoshida, Rinji Akada
    • 学会等名
      The 16th Young Scientist Seminar Establishment of international networking for tropical bioresources and their utilization
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mutational analysis of 5’-UTR intron revealed that splicing is not necessary for intron-mediated expression enhancement in Saccharomyces cerevisiae.2018

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Hoshida, Satoshi Goto, Masaki Kondo, Rinji Akada
    • 学会等名
      Yeast Genetics Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酵母Saccharomyces cerevisiaeにおいてタンパク質発現を増強させるイントロン配列の解析2018

    • 著者名/発表者名
      後藤聡志,近藤真樹,星田尚司,赤田倫治
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会,3A08a02,3月17日,名古屋市
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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