人工細胞を用いた反応場サイズと内部反応の関係性の解明

• 研究課題/領域番号: 23700361
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松浦 友亮 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50362653)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 無細胞翻訳系 / 人工細胞 / エマルション / ガラクトシダーゼ / グルクロニダーゼ / 蛍光検出 / 速度論 / PURE system / 細胞サイズ / 区画化 / 細胞内反応 / 微小反応場

研究概要

細胞のサイズは内部の反応にどのような影響を与えているのだろうか?本研究では、既知分子のみを用いて、大きさの異なる微小反応場にタンパク質合成反応を内包した、「人工細胞」を再構成した。次に、これを用いて内部のタンパク質合成反応に反応場サイズが与える影響を調べた。その結果、反応場が小さいほど早く進行する反応の存在を見出し、そのメカニズムを明らかにした。反応場が小さいことが有利に働く一例を実験的に示すことに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Cell-free protein synthesis from a single copy of DNA in a glass microchamber. (2012)
  • 著者名/発表者名: Okano T, Matsuura T, Kazuta Y, Suzuki H, Yomo T.
  • 雑誌名: Lab Chip 巻: 12(15) ページ: 2704-2711
• [雑誌論文] Effects of compartment size on the kinetics of intracompartmental multimeric protein synthesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuura T, Hosoda K, Kazuta Y, Ichihashi N, Suzuki H, Yomo T.
  • 雑誌名: ACS Synth Biol 巻: 1(9) ページ: 431-437
• [雑誌論文] Effects of compartment size on the kinetics of intracompartmental multimeric orotein synthesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuura, T., Hosoda, K., Kazuta, Y., Ichihashi, N., Suzuki, H., Yomo, T
  • 雑誌名: ACS Synthetic Biology 巻: 1 号: 9 ページ: 431-437
  • DOI: 10.1021/sb300041z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell-free protein synthesis from a single copy of DNA in a glass microchamber (2012)
  • 著者名/発表者名: Taiji Okano , Tomoaki Matsuura , Yasuaki Kazuta , Hiroaki Suzuki and Tetsuya Yomo
  • 雑誌名: Lab Chip 巻: 印刷中 号: 15 ページ: 2704-2711
  • DOI: 10.1039/c2lc40098g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coupling of the fusion and budding of giant phospholipid vesicles containing macromolecules (2012)
  • 著者名/発表者名: Terasawa, H. Nishimura, K. Suzuki, H. Matsuura, T. Yomo, T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 109(16) 号: 16 ページ: 5942-7
  • DOI: 10.1073/pnas.1120327109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of Gene Screening System Using Giant Unilamellar Liposomes and Fluorescence Activated Cell Sorter (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nishikawa、T. Sunami, T. Matsuura, N. Ichihashi, T. Yomo
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 84 号: 11 ページ: 5017-5024
  • DOI: 10.1021/ac300678w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic analysis of beta-galactosidase and beta-glucuronidase tetramerization coupled with protein translation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuura T, Hosoda K, Ichihashi N, Kazuta Y, Yomo T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286(25) ページ: 22028-22034
• [雑誌論文] Kinetic analysis of beta-galactosidase and beta-glucuronidase tetramerization coupled with protein translation (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuura, T. Hosoda, K. Ichihashi, N. Kazuta, Y. Yomo, T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286(25) 号: 25 ページ: 22028-34
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.240168
  • 査読あり
• [学会発表] 細胞サイズの微小反応場における無細胞蛋白質合成技術の確立 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松浦友亮
  • 学会等名: 第7回「バイオものづくり」シンポジウム
  • 発表場所: 理化学研究所(和光)
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] 膜蛋白質を対象としたin vitro進化分子工学的手法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松浦友亮
  • 学会等名: 第６回 バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 細胞サイズの微小反応場における無細胞蛋白質合成技術の確立 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松浦友亮
  • 学会等名: 第7回理研「バイオものづくり」シンポジウム(招待講演)
  • 発表場所: 理化学研究所
• [学会発表] Analysis of the properties of biochemical reactions in a cell-size compartment (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Matsuura
  • 学会等名: International Symposium on Synthesizing life and biological systems(招待講演)
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスビル
• [産業財産権] インビトロ膜タンパク質進化分子工学的手法 (2012)
  • 発明者名: 四方哲也、松浦 友亮、曽我遥、渡 邉肇、藤井聡志
  • 権利者名: 四方哲也、松浦 友亮、曽我遥、渡 邉肇、藤井聡志
  • 産業財産権番号: 2012-145795
  • 出願年月日: 2012-06-25
• [産業財産権] インビトロ膜タンパク質進化分子工学的手法 (2012)
  • 発明者名: 四方哲也、松浦友亮、曽我遥、渡邉肇、藤井聡志
  • 権利者名: 四方哲也、松浦友亮、曽我遥、渡邉肇、藤井聡志
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-145795
  • 出願年月日: 2012-06-25