| 研究課題/領域番号 |
20K14598
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分17050:地球生命科学関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
古川 龍太郎 早稲田大学, 人間科学学術院, 助教 (30845053)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | アミノアシルtRNA合成酵素 / 分子系統解析 / ヒスチジルtRNA合成酵素 / グリシルtRNA合成酵素 / 祖先配列 / 初期進化 / アミノ酸 / 祖先配列復元 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生命誕生初期のアミノアシルtRNA合成酵素(ARS)はどのようなアミノ酸を認識し、tRNAに結合していたのだろうか。この謎を明らかにすることで、生命誕生初期に用いられていたと考えられている少数のアミノ酸種からどのような段階を経て現在のタンパク質を構成する２０種類のアミノ酸に増加したかを理解することができる。
本研究では、複数のARSの複合系統樹を作成することで、ARSの進化過程を推定し、複数の分岐点における祖先ARSのアミノ酸配列を推定する。さらに、現存の生物が持つARSのアミノ酸結合部位のアミノ酸配列を、祖先ARSのアミノ酸配列に置き換え、アミノ酸特異性を解析する。
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| 研究成果の概要 |
生命誕生初期のアミノアシルtRNA合成酵素(ARS)がどのようなアミノ酸を認識し、tRNAに結合していたのか。この謎を明らかにすることで、生命誕生初期に用いられていた少数のアミノ酸種から成るタンパク質合成系がどのような段階を経て現在のタンパク質を構成する２０種類のアミノ酸に増加したかを理解することができると考えた。本研究では、複数のARSの複合系統樹から、ARSの進化過程を推定、複数の分岐点における祖先ARSのアミノ酸配列を推定した。現存の生物が持つARSのアミノ酸結合部位のアミノ酸を、祖先ARSのアミノ酸に置き換えてタンパク質発現を試みたが、解析可能な可溶性タンパク質は得られなかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
全生物共通祖先以前の初期生命の段階では、少数のアミノ酸から徐々に２０種類のアミノ酸を使うようになったと考えられてきたが、それに伴って各々のアミノ酸を認識するアミノアシルtRNA合成酵素(ARS)が進化し、tRNAと共に２０セットへ増加してきた。本研究成果によって、部分的にではあるが、ARSの進化とアミノ酸の増加の順番を直接結びつけて推定することができた。生化学的な検証がさらに必要である。
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