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新規な触媒能を示すリボザイムの進化工学

研究課題

研究課題/領域番号 21F20810
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

横林 洋平  沖縄科学技術大学院大学, 核酸化学・工学ユニット, 教授 (70769752)

研究分担者 SELLES VIDAL LARA  沖縄科学技術大学院大学, 核酸化学・工学ユニット, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2021-07-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2022年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2021年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードRibozyme / In vitro evolution / Directed evolution / SELEX / 進化工学 / 核酸化学 / RNA / リボザイム
研究開始時の研究の概要

本研究では、大腸菌内で様々な基質を酸化・還元するリボザイムを、人工進化により獲得することを目指す。具体的には、リボザイムによる酸化・還元に伴って生成されるNAD+もしくはNADHに依存する大腸菌株を作成する。活性を有するリボザイムを転写する大腸菌のみが生存できるため、生き残った大腸菌に含まれるリボザイム配列を解析することにより、活性を有するリボザイム配列を同定する。

研究実績の概要

Alternative systems for the selection of ribox/combox variants able to catalyze the reduction of benzyl alcohol have been set up. The first one aims to identify in an initial step variants of the ribozyme able to bind with higher affinity to the target substrate (benzyl alcohol). The system is based on capture-SELEX, and variants identified with the system will be screened for catalytic activity in a second step using a fluorescence-based assay. Additionally, we have also identified alternative substrates likely to have a higher reactivity. These include benzyl alcohol and benzaldehyde derivatives with one or more nitro or carboxyl substituents in the aromatic ring. Iterative rounds of capture-SELEX with the different substrates are currently being performed.

The second strategy is based on the previously mentioned selection system which exploits the requirement of oxidized NAD+ for anaerobic growth (Selles Vidal, Murray and Heap, 2021). The library of combox variants, as well as wild-type combox, have been cloned into the appropriate plasmids for the selection system. Additionally, a classical protein benzyl alcohol dehydrogenase has been also cloned into the same vector. We have demonstrated that cells transformed with the protein benzyl alcohol dehydrogenase can grow anaerobically in medium supplemented with benzyl alcohol, proving that this pair of substrate and enzymatic activity are suitable for the selection system. We are currently applying the system to the RNA-based benzyl alcohol dehydrogenases.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Conditional Transgene Expression Triggered By Specific mRNA Sequence2023

    • 著者名/発表者名
      Selles Vidal, Lara; Suzuki, Mayumi; Yokobayashi, Yohei
    • 学会等名
      2023 Synthetic Biology: Engineering, Evolution & Design (SEED)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2021-07-29   更新日: 2024-03-26  

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