| 研究課題/領域番号 |
20H03238
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43050:ゲノム生物学関連
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| 研究機関 | 立教大学 |
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研究代表者 |
末次 正幸 立教大学, 理学部, 教授 (00363341)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | DNA複製 / ゲノム動態 / 複製サイクル再構成系 / 試験管内再構成 / ボトムアップ合成生物学 / 複製サイクル / 転写翻訳 / 染色体 / 複製 / 転写 / 翻訳 / 大腸菌 / 再構成 / ゲノム / 再構成生物学 / 染色体複製 / 長鎖DNA |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大腸菌染色体複製のサイクルを再構成した複製サイクル再構成系では、ゲノムサイズの環状DNA分子の指数的な増幅が達成される。大腸菌をモデルとした研究では、複製系以外にも転写・翻訳、DNA修復、組換え、複製周期制御など、ゲノムにまつわる多くのシステムが試験管内再構成されている。本研究ではこれらシステムを複製サイクル再構成系に融合し、ゲノム動態の統合的な再現を目指す。システムだけでなくゲノム自体を試験管内に取り出しての再現も進める。試験管内に高度に再現されたゲノム動態に対し、従来細胞を対象に用いられてきたオミックス的解析手法を適用し、新しいアプローチでゲノム機能に迫る。
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| 研究成果の概要 |
我々が独自に開発した大腸菌染色体複製のサイクルを再構成した複製サイクル再構成系（RCR）では、ゲノムサイズの環状DNA分子の指数的な増幅が達成される。大腸菌をモデルとした研究では、複製系以外にも転写・翻訳、DNA修復、組換え、複製周期制御など、ゲノムにまつわる多くのサブシステムが個別に試験管内再構成されている。そこで本研究ではこれらサブシステムを複製サイクル再構成系に融合し、ゲノム動態を統合的に再現する系を構築した。またシステムだけでなくメガサイズスケールのゲノム（染色体）自体を試験管内に取り出してRCRにより増幅する検討も実施し、2-Mbの分断染色体の全長増幅にも至った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
複製サイクル再構成系（RCR）は、セルフリーで環状DNAを増幅する技術として、世界的に注目されており、本技術を基盤とするオリシロジェノミクス社はモデルナ社に買収されたことでも脚光を浴びた。本研究でアップグレードされた複製サイクル再構成系は、DNAを基盤とするバイオ創薬への展開が期待される。また、複製を皮切りに、細胞内のゲノム動態を試験管内で、より近似していく試みは、分子生物学の新しいアプローチとして生命の理解に繋がっていくものである。
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