遺伝暗号表の起源への実験的アプローチ

• 研究課題/領域番号: 19680016
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 木賀 大介 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 准教授 (30376587)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円); 2008年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円); 2007年度: 14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
• キーワード: タンパク質 / 進化 / 合成生物学 / 無細胞翻訳系 / 細胞機能の再構成 / 蛋白質 / 構成的生物学 / タンパク質合成 / 試験管内進化

研究概要

本研究の目的は、遺伝暗号表の起源と進化可能性について、構成的アプローチによる翻訳システムの改変によって20種類よりも少ないアミノ酸のみを含む「単純化遺伝暗号表」を構築し、さらに、タンパク質人工進化の実験によって追求することにある。本研究によって実際に種々の単純化遺伝暗号を構築し、アミノ酸の種類が限定されても、野生型以上の活性をもつ蛍光タンパク質などの変異体が創出できた。

研究成果

• [雑誌論文] RNA oscillator : limit cycle oscillations based on artificial biochemical reactions (2009)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Takinoue, Daisuke Kiga, Koh-ichiroh Shohda, and * Akira Suyama
  • 雑誌名: New Generation Computing 27 ページ: 107-127
  • 査読あり
• [雑誌論文] ゆらぎを用いた人工遺伝子回路の分化の制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 関根亮二,山村雅幸,木賀大介
  • 雑誌名: 知能システムシンポジウム講演論文集 36 ページ: 255-258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Programming Cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Daisuke KIGA, Masayuki YAMAMURA
  • 雑誌名: New Generation Computing 26 ページ: 347-364
  • 査読あり
• [雑誌論文] Programming Cells (2008)
  • 著者名/発表者名: * Daisuke KIGA, * Masayuki YA MAMURA
  • 雑誌名: New Generation Computing 26 ページ: 347-364
• [雑誌論文] Experiments and simulation models of a basic computation element of an autonomous molecular computing system (2008)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Takinoue, Daisuke Kiga, Koh-ichiroh Shohda, * Akira Suyama
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW E 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Realization of DNA Molecular Machine That Walks Autonomously by Using a Restriction Enzym (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Sekiguchi, Ken Komiya, Daisuke Kiga and * Masayuki Yamamura
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 4848 ページ: 54-65
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生物科学への構成的アプローチ-人工遺伝子回路の構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 雑誌名: 生体の科学 59 ページ: 382-383
• [雑誌論文] 細胞ウェアの物質的・生物学的側面 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀 大介
  • 雑誌名: 回路とシステム軽井沢ワークショアプ論文集 4848 ページ: 295-297
  • 査読あり
• [雑誌論文] 構成的生物学で探る『ありえた生命』の可能性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木賀 大介
  • 雑誌名: Bioテクノロジージャーナル 7 ページ: 391-391
• [雑誌論文] ありえた生物から生命を探る合成生物学 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木賀 大介
  • 雑誌名: 日経サイエンス 37 ページ: 56-64
  • NAID: 40015495899
• [学会発表] 細胞内および試験管内の遺伝子発現ネットワークを数理モデルに基づいて構築する (2009)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 理化学研究所第4回「バイオ医工学シンポジウム」(招待講演)
  • 発表場所: 理化学研究所和光本所
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] 遺伝暗号や遺伝子ネットワークにありえたかたち (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 第1回アストロバイオロジーワークショップ
  • 発表場所: 湘南国際村・横須賀市(口頭発表)
  • 年月日: 2008-12-21
• [学会発表] 遺伝暗号や遺伝子ネットワークにありえたかたち (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 自然科学研究機構アストロバイオロジーワークショツプ2008(口頭発表)
  • 発表場所: 湘南国際村
  • 年月日: 2008-12-21
• [学会発表] 理論を欲している実験分野としての合成生物学 : 生命のサブシステムを組み合わせて階層を登る (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 自然科学研究機構「自然科学における階層と全体」平成20年度シンポジウム(招待講演)
  • 発表場所: 静岡県蒲郡市
  • 年月日: 2008-12-16
• [学会発表] "単純化"遺伝暗号表を用いたタンパク質の進化分子工学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林晃大、内山正彦、木賀大介
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学界年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] "単純化"遺伝暗号表を用いたタンパグ質の進化分子工学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林晃大、内山正彦、木賀大介
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学公年会第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際展示場
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] なぜ普遍遺伝暗号表には20種類のアミノ酸か?つくることで考えてみる (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 細胞を創る」研究会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス(口頭発表)
  • 年月日: 2008-10-17
• [学会発表] なぜ普遍遺伝暗号表には20種類のアミノ酸か? つくることで考えてみる (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会(口頭発表)
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス
  • 年月日: 2008-10-17
• [学会発表] 「合成生物学 : 『ありえた生命』のかたちを考察する」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 学振151委員会ナノバイオフユージョン分科会(招待講演)
  • 発表場所: 早稲田大学大久保キャンパス
  • 年月日: 2008-07-25
• [学会発表] 「「生物」はどこまでの可能性を持つか : 生体高分子を人工的に組み合わせることによる考察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 極限環境微生物学会第9回シンポジウム(招待講演)
  • 発表場所: 東京大学農学部
  • 年月日: 2008-07-11
• [学会発表] 種類以下のアミノ酸のみを含む改変遺伝暗号表を使用したタンパク質の人工進化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 内山正彦, 小林晃大, 木賀大介
  • 学会等名: 第8回日本タンパク質科学会年会
  • 発表場所: タワーホール船堀・東京都
  • 年月日: 2008-06-11
• [学会発表] 19種類以下のアミノ酸のみを含む改変遺伝暗号表を使用したタンパク質の人工進化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 内山正彦、小林晃大、木賀大介
  • 学会等名: 第8回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 東京都江東区
  • 年月日: 2008-06-11
• [学会発表] 細胞ウェアの物質的・生物学的側面 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 第21回回路とシステム軽井沢ワークショップ
  • 発表場所: 軽井沢プリンスホテル(口頭発表)
  • 年月日: 2008-04-21
• [学会発表] (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 第35回知能システム科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス(口頭発表)
  • 年月日: 2008-03-18
• [学会発表] 「ありえた生命」から生命を知る合成生物学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林晃大内山正彦浅見俊木賀大介
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第33回学術講演会
  • 発表場所: 東京薬科大学(口頭発表)
  • 年月日: 2008-03-18
• [学会発表] 「ありえた生命」から生命を知る合成生物学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 第35回知能システム科学シンポジウム(招待講演)
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2008-03-18
• [学会発表] 「これまでの進化史にありえた遺伝暗号表」を試験管内に再現する (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林晃大, 内山正彦, 浅見俊, 木賀大介
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第33回学術講演会
  • 発表場所: 東京薬科大学
  • 年月日: 2008-03-18
• [学会発表] 分子コンピュータと分子通信:生体分子を用いての構成的アプローチ (2007)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45回年会(口頭発表)
  • 発表場所: パシフイコ横浜
  • 年月日: 2007-12-21
• [学会発表] ワークショップ遺伝暗号表の起源を知るために-翻訳系における合成生物学 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林晃大, 内山正彦, 浅見俊, 木賀大介
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(口頭発表)
  • 年月日: 2007-12-12
• [学会発表] 「これまでの進化史にありえた遺伝暗号表」を試験管内に再現する (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林晃大, 内山正彦, 浅見俊, 木賀大介
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会ワークショップ (口頭発表)
  • 発表場所: パシフイコ横浜
  • 年月日: 2007-12-12
• [図書] 生物科学への構成的アプローチ―人工遺伝子回路の構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
• [図書] 「生物」はどこまでの可能性を持つか:生体高分子を人工的に組み合わせることによる考察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
• [図書] 合成生物学とバイオナノプロセス (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
• [図書] バイオナノプロセス (2008)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 総ページ数: 358
  • 出版者: シーェムシー出版
• [図書] Bioテクノロジージャーナル(構成的生物学で探る『ありえた生命』の可能性) (2007)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 総ページ数: 391
• [図書] “ありえた生物"から生命を探る 合成生物学 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 出版者: 日経サイエンス
• [備考] サイエンスカフェ「句会;科学を旅して、俳句をつくろう」ゲストスピーカー
• [産業財産権] 単量体型ストレプトアビジン変異体及びその製造法 (2008)
  • 発明者名: 木賀大介内山正彦
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 出願年月日: 2008-09-08
• [産業財産権] process for Producing functional non-naurally occurring proteins, and method for site -specific modification and immobilization of proteins (2008)
  • 発明者名: Daisuke KIGA, Masahiko Uchiyama
  • 権利者名: Tokyo Institute of Technology, Celagix Res Ltd.
  • 出願年月日: 2008-02-29
  • 外国
• [産業財産権] TYEOSYL-tRNA SYNT HETASE VARTANTS (2008)
  • 発明者名: Daisuke Kiga, Kensaku Sakamoto, Ichiro HIrao, Shigeyuki Yokoyama
  • 権利者名: Japan Scienee and Schnology Agency
  • 取得年月日: 2008-03-25
  • 外国
• [産業財産権] 機能性非天然型タンパク質の製造法、及び当該タンパク質の部位特異的修飾・固定化法 (2007)
  • 発明者名: 木賀大介内山正彦
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 出願年月日: 2007-03-06
• [産業財産権] Process for Producing functional non-naturally occurring proteins, and method for site-specific modification and immobilization of the proteins (2007)
  • 発明者名: Daisuke KIGA, Masahiko
  • 権利者名: Tokyo Institute of Technology, Celagix Res Ltd.
  • 出願年月日: 2007-03-03
• [産業財産権] チロシルtRNA合成酵素変異体
  • 発明者名: 木賀大介、坂本健作、平尾一郎、横山茂之
  • 権利者名: 独立行政法人科学技術振興機構