RNAとアミノ酸：生命世界の非対称性の謎の解明

• 研究課題/領域番号: 25291082
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 田村 浩二 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (30271547)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
• キーワード: RNA / アミノ酸 / ホモキラリティー / 起源 / 非対称性 / 生命起源

研究成果の概要

地球上の生命の非対称性（核酸はD型の糖から、タンパク質はL型のアミノ酸から構成されている）の起源に迫るため、RNAとアミノ酸とがはじめて出会うステップであるtRNAのアミノアシル化に注目し、研究を進めた。本研究代表者が発見した「RNAのキラル選択的アミノアシル化」の結晶解析によるメカニズム解明を目指したモデル分子の合成を行った。また、分子動力学を用いた最終産物のエネルギーも計算した。シアヌル酸の存在下で、D型天然ヌクレオチドの塩基のスタッキングに起因すると思われる溶液の粘度の変化を見て取ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] RNA evolution conjectured from tRNA and riboswitches (2015)
  • 著者名/発表者名: Koji Tamura
  • 雑誌名: Hypothesis 巻: 13 号: 1
  • DOI: 10.5779/hypothesis.v13i1.380
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Beyond the frozen accident: Glycine assignment in the genetic code (2015)
  • 著者名/発表者名: Koji Tamura
  • 雑誌名: JOURNAL OF MOLECULAR EVOLUTION 巻: 81 号: 3-4 ページ: 69-71
  • DOI: 10.1007/s00239-015-9694-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Origins and Early Evolution of the tRNA Molecule (2015)
  • 著者名/発表者名: Koji Tamura
  • 雑誌名: Life 巻: 5 号: 4 ページ: 1687-1699
  • DOI: 10.3390/life5041687
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Proline might have been the first amino acid in the primitive genetic code (2014)
  • 著者名/発表者名: 2. Komatsu, R., Sawada, R., Umehara, T. and Tamura, K.
  • 雑誌名: J. Mol. Evol. 巻: 78 号: 6 ページ: 310-312
  • DOI: 10.1007/s00239-014-9629-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of a Functionally Minimized Mutant of the R3C Ligase Ribozyme Offers Insight into the Plausibility of the RNA World Hypothesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurihara, E., Uchida, S., Umehara, T. and Tamura, K.
  • 雑誌名: Biology 巻: 3 号: 3 ページ: 452-465
  • DOI: 10.3390/biology3030452
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Glycols modulate terminator stem stability and ligand-dependency of a glycine riboswitch (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamachi, K., Hayashi, H., Shimamura, M., Yamaji, Y., Kaneko, A., Fujisawa, A., Umehara, T. and Tamura, K
  • 雑誌名: BioSystems 巻: 113 号: 2 ページ: 59-65
  • DOI: 10.1016/j.biosystems.2013.05.004
  • 査読あり
• [学会発表] キラリティーの起源における糖とアミノ酸の相互作用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第41回学術講演会
  • 発表場所: 鳴門教育大学
  • 年月日: 2016-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] 原始tRNAのアミノアシル化と遺伝暗号の起源 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 二酸化炭素存在下におけるアミノ酸の重合 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田丸綾子、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] eIF4Aファミリータンパク質の機能性ドメインの互換性検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 奥村知之、田村浩二、伊藤耕一
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Origins of tRNA and protein biosynthesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Koji Tamura
  • 学会等名: “The International Seminar on the Origin of Life and Chemical Evolution of RNA” in Hiroshima Shudo University
  • 発表場所: 広島修道大学
  • 年月日: 2015-10-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 原始アミノ酸を用いたβシートの形成と遺伝暗号の起源 (2015)
  • 著者名/発表者名: 澤田理沙、小松令奈、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学 総合研究院 アグリ・バイオ工学研究部門 公開シンポジウム「アグリバイオへの理工学的なアプローチを目指して」
  • 発表場所: 東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール
  • 年月日: 2015-07-17
• [学会発表] ヌクレオチドの非酵素的重合に果たす脂質の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松村慎太郎、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第40回学術講演会
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学・葛飾キャンパス
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] R3C ligase ribozymeの最小化と反応機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内田小百合、栗原絵梨、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第40回学術講演会
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学・葛飾キャンパス
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] 原始遺伝暗号形成に関する新たな実験的試み (2015)
  • 著者名/発表者名: 小松令奈、澤田理沙、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第40回学術講演会
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学・葛飾キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] Back to the RNA World (2014)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学 総合研究機構 RNA科学総合研究センター 公開シンポジウム 「RNA科学のこれから ― その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール
  • 年月日: 2014-12-22
  • 招待講演
• [学会発表] eIF4Aファミリータンパク質間の機能性ドメインの探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥村知之、田村浩二、伊藤耕一
  • 学会等名: 東京理科大学 総合研究機構 RNA科学総合研究センター 公開シンポジウム 「RNA科学のこれから ― その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール
  • 年月日: 2014-12-22
• [学会発表] 脂質を用いたヌクレオチドの重合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松村慎太郎、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学 総合研究機構 RNA科学総合研究センター 公開シンポジウム 「RNA科学のこれから ― その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール
  • 年月日: 2014-12-22
• [学会発表] 粘土鉱物アロフェンによるヌクレオチドの重合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫻井陽平、樗木政裕、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学 総合研究機構 RNA科学総合研究センター 公開シンポジウム 「RNA科学のこれから ― その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール
  • 年月日: 2014-12-22
• [学会発表] ナノ古細菌グリシルtRNA合成酵素の原始型に迫る (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤沢有磨、土岐梨彩子、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学 総合研究機構 RNA科学総合研究センター 公開シンポジウム 「RNA科学のこれから ― その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール
  • 年月日: 2014-12-22
• [学会発表] R3C ligase ribozymeの最小化と反応機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内田小百合、栗原絵梨、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学 総合研究機構 RNA科学総合研究センター 公開シンポジウム 「RNA科学のこれから ― その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール
  • 年月日: 2014-12-22
• [学会発表] 原始アミノ酸を用いたβシートの形成と原始遺伝暗号 (2014)
  • 著者名/発表者名: 澤田理沙、小松令奈、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学 総合研究機構 RNA科学総合研究センター 公開シンポジウム 「RNA科学のこれから ― その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール
  • 年月日: 2014-12-22
• [学会発表] tRNA結合タンパク質 (Trbp) に結合するRNAアプタマー取得の試み (2014)
  • 著者名/発表者名: 大森千里、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学 総合研究機構 RNA科学総合研究センター 公開シンポジウム 「RNA科学のこれから ― その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール
  • 年月日: 2014-12-22
• [学会発表] グアニン四重鎖を足場としたアミノアシルtRNAによるペプチド結合生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 富岡慎忠、寺田依世、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学 総合研究機構 RNA科学総合研究センター 公開シンポジウム 「RNA科学のこれから ― その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール
  • 年月日: 2014-12-22
• [学会発表] キャピラリー電気泳動を用いたRNA•アミノ酸重合の分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長坂 倫、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学 総合研究機構 RNA科学総合研究センター 公開シンポジウム 「RNA科学のこれから ― その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京都葛飾区・東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール
  • 年月日: 2014-12-22
• [学会発表] 脂質を用いたヌクレオチドの非酵素的重合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松村慎太郎、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] アロフェンを用いたヌクレオチドの重合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫻井陽平、樗木政裕、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] Nanoarchaeum equitans由来グリシルtRNA合成酵素の原始型の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤沢有磨、土岐梨彩子、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] R3C ligase ribozymeの反応機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内田小百合、楳原琢哉、田村浩二、栗原絵梨
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] 原始アミノ酸を用いたβシートの形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 澤田理沙、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] tRNA結合タンパク質 (Trbp) に結合するRNAアプタマーの取得 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大森千里、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] グアニン四重鎖を足場としたアミノアシルミニヘリックスによるペプチド結合生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 富岡慎忠、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] キャピラリー電気泳動を用いた核酸・アミノ酸重合の分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長坂 倫、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] RNAワールドから翻訳系の誕生 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 日本進化学会第16回大阪大会
  • 発表場所: 大阪府高槻市・高槻現代劇場
  • 年月日: 2014-08-23
• [学会発表] Evolutionary process of tRNA and riboswitches (2014)
  • 著者名/発表者名: Kokoro Hamachi, Takuya Umehara, Koji Tamura
  • 学会等名: Origins2014
  • 発表場所: 奈良県奈良市・Nara Prefecture New Public Hall
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-11
• [学会発表] tRNAとリボスイッチから見たRNAの進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜地 心、楳原琢哉、 田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第39回学術講演会
  • 発表場所: 広島修道大学
• [学会発表] 新規アミノアシル化法を用いたin vitro 非天然タンパク質創製法の最適化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 那須元太郎、楳原琢哉、田村浩二、上田 淳
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] 原始環境下におけるリボソームモデルの探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川端 舞、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] R3C ligase ribozymeの反応機構と最小活性単位の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 栗原絵梨、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Nanoarchaeum equitans 由来MetRSのtRNA結合機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子明弘、山本太郎、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Nanoarchaeum equitans由来フェレドキシンの構造と進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野呂雄樹、篠塚晃一郎、岩崎俊雄、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Domain structures and evolution of tRNA, aminoacyl tRNA synthetases, and riboswitches (2013)
  • 著者名/発表者名: Kokoro Hamachi, Takuya Umehara, and Koji Tamura
  • 学会等名: AARS2013 2013 9th International Symposium on Aminoacyl-tRNA Synthetases
  • 発表場所: The Prince Hakone
• [学会発表] グリシン非依存的グリシンリボスイッチから見たリボスイッチの進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 心、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] 奇跡の年1953年と生命の起源研究の未来 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化＆アストロバイオロジー夏の学校2013
  • 発表場所: テレコムセンタービル
• [学会発表] Mg-ATP錯体の透過赤外光スペクトル測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雅之、宇部卓司、田村浩二、青木 伸、春本高志、石黒 孝
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] ナノ古細菌チロシルtRNA合成酵素によるtRNATyrのチロシル化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤沢有麿、堀越達也、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] 鋳型非依存的RNAの重合における触媒物質の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松村慎太郎、根本遼平、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] グリコールがグリシンリボスイッチのグリシン依存性を変調する (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 心、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] アセチルリジル-tRNA 合成酵素の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス