単純化遺伝暗号を併用する細胞の構築

• 研究課題/領域番号: 23650155
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 木賀 大介 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (30376587)
• 研究協力者: 小林 晃大 東京工業大学, 大学院生 ; 網蔵 和晃 東京工業大学, 大学院生
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 合成生物学 / 遺伝暗号 / リボソーム / ｔRNA / 直交性 / tRNA

研究概要

なぜ生命は現在の20種類のアミノ酸セットを採用したのだろうか？単純なかたちから複雑なかたちへと変化する進化の本質を考慮すれば、遺伝暗号の成立時から20というアミノ酸の種類が定まっていたとは考えにくい。この疑問に答えるために、本研究ではこれまでの研究を拡張し、複数種類のアミノ酸を同時に除去した単純化遺伝暗号を構築した。さらに、細胞内で動作する単純化遺伝暗号の構築を試みた。

研究成果

• [雑誌論文] Multiple Amino Acid-Excluded Genetic Codes for Protein Engineering Using Multiple Sets of tRNA Variants (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Amikura, Yoko Sakai, Shun Asami, and Daisuke Kiga
  • 雑誌名: ACS Synth. Biol. 巻: 3 号: 3 ページ: 140-144
  • DOI: 10.1021/sb400144h
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reassignment of codons from Arg to Ala by multiple tRNAAla variants (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Amikura
  • 雑誌名: Viva Origino 巻: .
  • 査読あり
• [雑誌論文] アミノ酸の種類はなぜ２０種類なのか (2014)
  • 著者名/発表者名: 網蔵和晃
  • 雑誌名: 高分子 巻: .
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reassignment of codons from Arg to Ala by multiple tRNA^<Ala> variants (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Amikura, and Daisuke Kiga
  • 雑誌名: Viva Origino 巻: 41(1-4) ページ: 20-23
  • NAID: 110009817130
  • URL: http://www.origin-life.gr.jp/4103/4103020/4103020.pdf
• [雑誌論文] The number of amino acids in a genetic code (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Amikura, Daisuke Kiga
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 31 号: 31 ページ: 12512-12517
  • DOI: 10.1039/c3ra40609a
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Simplification of the genetic code : restricted diversity of genetically encoded amino acids (2012)
  • 著者名/発表者名: Akio Kawahara-Kobayashi, Akiko Masuda, Yuhei Araiso, Yoko Sakai, Atsushi Kohda, Masahiko Uchiyama, Shun Asami, Takayoshi Matsuda, Ryuichiro Ishitani, Naoshi Dohmae, Shigeyuki Yokoyama, Takanori Kigawa, Osamu Nureki, Daisuke Kiga
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 40(20) ページ: 10576-84
• [雑誌論文] Simplification of the genetic code: restricted diversity of genetically encoded amino acids (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawahara-Kobayashi A, Masuda A, Araiso Y, Sakai Y, Kohda A, Uchiyama M, Asami S, Matsuda T, Ishitani R, Dohmae N, Yokoyama S, Kigawa T, Nureki O, Kiga D
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 40 号: 20 ページ: 10576-10576
  • DOI: 10.1093/nar/gks786
  • 査読あり
• [学会発表] 19 and 21 amino acid genetic codes (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kiga
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: Galveston (TX)
  • 年月日: 2014-01-13
• [学会発表] アミノ酸を19種類未満しかコードしない「単純化遺伝暗号表」の構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] Simplification of genetic codes and its application in protein engineering (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kiga
  • 学会等名: 9th International Symposium on Aminoacyl-tRNA Synthetases
  • 発表場所: 箱根
  • 年月日: 2013-10-08
• [学会発表] Genetic codes with less than 20 amino acids (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kiga
  • 学会等名: The 65th Fujihara Seminar : International Symposium on Synthetic Biology of Unnatural Base Pairs and Amino Acids
  • 発表場所: 苫小牧
  • 年月日: 2013-10-02
• [学会発表] Keynote : Synthetic experiment of life and evolution of genome (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kiga
  • 学会等名: Earth-Life Science Institute 1st International Symposium
  • 発表場所: Tokyo tech
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 原始タンパク質を創造するための単純化遺伝暗号表 (2013)
  • 著者名/発表者名: 網蔵和晃 木賀大介
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第38回学術講演
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2013-03-14
• [学会発表] Simplification of the genetic code (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kiga
  • 学会等名: Synthetic Biology 6.0
  • 発表場所: London
• [学会発表] Simplification of genetic codes and (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kiga
  • 学会等名: 9th International Symposium on Aminoacyl-tRNA Synthetases
  • 発表場所: 箱根
• [学会発表] Simplification of the genetic code : construction of a 19-amino acid genetic code (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kiga
  • 学会等名: COLD SPRING HARBOR ASIA CONFERENCES on Synthetic Biology
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 2012-11-27
• [学会発表] Genetic codes with less than 20 amino acids
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kiga
  • 学会等名: The 65th Fujihara Seminar:International Symposium on Synthetic Biology of Unnatural Base Pairs and Amino Acids
  • 発表場所: 苫小牧
• [学会発表] アミノ酸を１９種類未満しかコードしない「単純化遺伝暗号表」の構築
  • 著者名/発表者名: 木賀大介
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 原始タンパク質を創造するための単純化遺伝暗号表
  • 著者名/発表者名: 網蔵和晃
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第38回学術講演会
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] Earth-Life Science Institute 1st International Symposium
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kiga
  • 学会等名: Keynote:Synthetic experiment of life and evolution of genome
  • 発表場所: Tokyo tech
• [学会発表] Simplification of the genetic code: construction of a 19-amino acid genetic code
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kiga
  • 学会等名: COLD SPRING HARBOR ASIA CONFERENCES on Synthetic Biology
  • 発表場所: Suzhou, China
• [図書] RNA ワールド, 「アストロバイオロジー」内 山岸明彦編 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鮎川翔太郎, 木賀大介
  • 総ページ数: 332
  • 出版者: 化学同人(東京)
• [図書] アミノ酸の種類がなぜ 20 種類なのか?, 高分子
  • 著者名/発表者名: 網蔵和晃, 木賀大介
• [備考] TV Bros 2013年8月3日号 わらしべ MAD Scientist
• [備考] 日経産業新聞 2012年10月12日 進化分子工学の研究進む
• [備考] ニュートン 2012年9月26日発売号 "太古の遺伝暗号表"を実験で再現
• [備考] 読売新聞 2012年9月7日 少ないアミノ酸でタンパク質合成
• [備考] 日経新聞 2012年7月29日 地球外生命はいるか