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新規有用タンパク質のライブラリ構築と高速スクリーニング系の基盤確立

研究課題

研究課題/領域番号 19K06555
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43030:機能生物化学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

横田 亜紀子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (20415764)

研究分担者 野田 尚宏  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ付 (70415727)
研究期間 (年度) 2020-02-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード変異ライブラリ / w/oエマルション / 高速スクリーニング / 蛍光検出 / ドロップレット / スクリーニングシステム / タンパク質-核酸相互作用
研究開始時の研究の概要

本研究においては、無細胞タンパク合成系などを利用した変異ライブラリと、w/oエマルション等を利用したスクリーニング系とを組み合わせ、目的機能を有する有用タンパク質を、迅速かつ簡便に探索する新しい手法を構築することを目指す。また、その成果として、多種多様な機能や特性を有する、新規もしくは改良型有用タンパク質分子の取得を目指す。さらに、それら取得したタンパク質分子を多角的かつ詳細に解析することで、生体内での作用機序に関する知見の獲得も目指す。

研究成果の概要

本研究の目的は、新規有用タンパク質を、迅速かつ簡便に探索する手法を確立することである。その目的に向けて、各種タンパク質の変異ライブラリを構築した。また、それらをw/oエマルションに内包し、マイクロ流体デバイスを利用して評価することで、高速スクリーニング系の基盤を確立することができた。さらに、スクリーニングで利用する蛍光プローブの性能評価や、取得したタンパク質に関する詳細な解析を実施することで、数々の有用な知見の獲得にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で確立した基盤技術は、様々なタンパク質のスクリーニングに適用可能であり、汎用性が高く、社会的意義のある研究成果であると言える。また、本研究においては、配列特異的エンドリボヌクレアーゼを変異ライブラリ作製の対象としたが、当該分子はRNA分析技術での利用や、RNAワクチン等の品質管理への応用が可能であり、医療・産業への貢献が期待される。その他にも、モデル分子として蛍光タンパク質の変異ライブラリの作製と評価を行った。様々な分野で利用されている蛍光タンパク質は、新しい性能を持つ分子の創成が望まれており、その新規蛍光タンパク質の探索・開発において本研究成果が威力を発揮すると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Arg-73 of the RNA endonuclease MazF in Salmonella enterica subsp. arizonae contributes to guanine and uracil recognition in the cleavage sequence2024

    • 著者名/発表者名
      Okabe Takuma、Aoi Rie、Yokota Akiko、Tamiya-Ishitsuka Hiroko、Jiang Yunong、Sasaki Akira、Tsuneda Satoshi、Noda Naohiro
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 300 号: 2 ページ: 105636-105636

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2024.105636

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MazEF Homologs in Symbiobacterium thermophilum Exhibit Cross-Neutralization with Non-Cognate MazEFs2024

    • 著者名/発表者名
      Jiang Yu-Nong、Tamiya-Ishitsuka Hiroko、Aoi Rie、Okabe Takuma、Yokota Akiko、Noda Naohiro
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 16 号: 2 ページ: 81-81

    • DOI

      10.3390/toxins16020081

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conserved Amino Acid Moieties of Candidatus Desulforudis audaxviator MazF Determine Ribonuclease Activity and Specificity2021

    • 著者名/発表者名
      Tamiya-Ishitsuka Hiroko、Tsuruga Masako、Noda Naohiro、Yokota Akiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 12

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.748619

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The specific amino acid of the MazF RNA endonuclease in Salmonella enterica is directly responsible for the RNA cleavage sequence2023

    • 著者名/発表者名
      岡部 拓真、葵 理恵、横田 亜紀子、石塚 寛子、江 雨濃、佐々木 章、常田 聡、野田 尚宏
    • 学会等名
      Microbe & RNA 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unraveling Stress Response Mechanisms via Salmonella enterica MazF Cleavage Sequences2023

    • 著者名/発表者名
      岡部 拓真、葵 理恵、横田 亜紀子、石塚 寛子、江 雨濃、常田 聡、野田 尚宏
    • 学会等名
      第36回 日本微生物生態学会 & 第13回ASME
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 配列特異的エンドリボヌクレアーゼMazFのライブラリ構築とその応用可能性2022

    • 著者名/発表者名
      横田 亜紀子、宮本 龍樹、大田 悠里、釣賀 雅子、葵 理恵、石塚 寛子、岡部 拓真、江 雨濃、常田 聡、野田 尚宏
    • 学会等名
      産総研・産技連LS-BT合同研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Function analysis of type II toxin-antitoxin MazEF in symbiotic thermophile S2022

    • 著者名/発表者名
      江 雨 濃、石塚 寛子、葵 理恵、岡部 拓真、横田 亜紀子、野田 尚宏
    • 学会等名
      The 14th Japan-China-Korea International Postgraduate Academic Forum
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 極限環境微生物Candidatus Desulforudis audaxviator MazFの高度に保存されたアミノ酸の役割2022

    • 著者名/発表者名
      石塚 寛子、釣賀 雅子、野田 尚宏、横田 亜紀子
    • 学会等名
      第74回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 極限環境微生物由来トキシンタンパクMazFの高温下における機能および安定性の評価2022

    • 著者名/発表者名
      石塚寛子、江 雨濃、岡部 拓真、横田 亜紀子、野田 尚宏
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Clostridium perfringens由来Toxin-AntitoxinシステムMazEFについて:分子認識機構と生理機能の考察2021

    • 著者名/発表者名
      横田 亜紀子(登壇者)、宮本 龍樹、大田 悠里、釣賀 雅子、常田 聡、野田 尚宏
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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