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人工細胞モデル構築のための基盤技術としての無細胞タンパク質合成システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20034009
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

清水 義宏  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (90401231)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2009年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2008年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードリボソーム / tRNA / 翻訳 / 無細胞タンパク質合成 / Synthetic biology
研究概要

リボソーム再構成系の高効率化の検討及び、転写調製したtRNAを用いた無細胞タンパク質合成システムの構築の二点を実施した。一点目については、リボソームの試験管内再構成とポリ(U)依存的ポリフェニルアラニン合成を同時に行うシステムを立ち上げ、リボソームの再構成の効率を測定する系を構築した。このシステムにおいてはリボソームの再構成とタンパク質合成を連動させる必要があるため、従来のリボソーム試験管内再構成系と異なり、系内の塩濃度を生体内と同様に低めに保つ必要がある。その結果、リボソームの再構成効率は大きく阻害されたが、この系にYjeQ、Era、RbfA、RimM、RimPなどのリボソーム生合成因子を加えることにより、リボソームの生合成は大きく促進された。これらの結果は、生体内においては、生合成因子がリボソームの生合成に大きく関与しており、効率の高い生体内の反応に近づけるためにはこれらの因子が必須であることを示唆している。二点目については、天工合成したDHFR(ジヒドロ葉酸還元酵素)遺伝子をを鋳型に翻訳を行い、DHFRの酵素活性を測定した結果、転写したtRNAのみで合成したDHFRが天然のtRNAのみで合成したDHFRと同様の比活性を保持することを確認した。これは、未修飾のtRNAのみを用いたシステムによっても遺伝暗号解読は正常に行われることを示すものであり、無細胞蛋白質合成システムの自己複製という本研究め目的にとって重要な知見であると考えられる。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Real-time monitoring of cell-free translation on a quartz-crystal microbalance2009

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 131

      ページ: 9326-9332

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epitope mapping using ribosome display in a reconstituted cell-free protein synthesis system2009

    • 著者名/発表者名
      Eriko Osada
    • 雑誌名

      Journal of Biochemistry 145

      ページ: 693-700

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 70 S ribosomes bind to Shine-Dalgarno sequences without requ ired dissociations2008

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Takahashi
    • 雑誌名

      Chembiochem 9

      ページ: 870-873

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-molecule imaging of full protein synthesis by immobilized ribosomes2008

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Uemura
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research 36

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 無細胞タンパク質合成系における30Sリボソームサブユニットの再構成2009

    • 著者名/発表者名
      田丸大知
    • 学会等名
      細胞を創る研究会2.0
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2009-10-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Reconstitution of tRNA in a cell-free protein synthesis system2008

    • 著者名/発表者名
      清水義宏
    • 学会等名
      第17回理研CDBミーティング
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-10-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Reconstitution of tRNA in a cell-free protein synthesis system2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Shimizu
    • 学会等名
      Synthetic Biology 4.0
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2008-10-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Reconstitution of ribosome2008

    • 著者名/発表者名
      Daichi Tamaru
    • 学会等名
      Synthetic Biology 4.0
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2008-10-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 再構築型無細胞蛋白質合成システムの開発とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      清水義宏
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 無細胞タンパク質合成系におけるtRNAの再構成2008

    • 著者名/発表者名
      清水義宏
    • 学会等名
      第10回RNAミーティング
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-07-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 無細胞タンパク質合成系における30Sリボソームサブユニットの再構成2008

    • 著者名/発表者名
      田丸大知
    • 学会等名
      第10回RNAミーティング
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-07-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] H/D交換と質量分析法による70Sリボソーム蛋白質ダイナミクスのMg^<2+>濃度依存性解析2008

    • 著者名/発表者名
      山本竜也
    • 学会等名
      第10回RNAミーティング
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-07-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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