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mRNAディスプレイ法による翻訳アレスト配列探索技術の開発

公募研究

研究領域新生鎖の生物学
研究課題/領域番号 15H01543
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

土居 信英  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50327673)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2015年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード蛋白質 / 発現制御 / 生体生命情報学 / バイオテクノロジー / プロテオーム
研究実績の概要

これまでに、大腸菌由来無細胞翻訳系PUREシステムを用いたmRNAディスプレイ法を確立し(J. Biochem. 159, 519, 2016)、ランダム配列ライブラリーや大腸菌ゲノム断片ライブラリーからの新規の翻訳アレスト配列の試験管内選択に成功した。
また、細胞抽出液由来の無細胞翻訳系の簡便な作製法を開発した(PLoS ONE 11, e0154614, 2016)。これは、今後、本研究で使用する様々な生物種由来の無細胞翻訳系の簡便な調製に応用することが期待できる。
特に、前年度までに大腸菌ゲノムライブラリーから4ラウンドの試験管内選択により得られたアレスト候補配列について、多様な陽性配列を含むことが示唆されるDNAサンプルを得ることができたので、次世代シークエンサー)を用いた大規模な配列解析を行い、そのリードを大腸菌ゲノムにマッピングすることができた。既存のリボソームプロファイリングのデータと比較すると、必ずしも両者のパターンは一致しておらず、新規の情報を多数含んでいることが示唆された。実際に、その中のいくつかの遺伝子断片については翻訳アレストによりペプチジルtRNAが形成されることが確認された。また、茶谷らのiNPのデータと比較すると、特に、ピューロマイシン感受性の翻訳アレスト配列について、よい一致が見られた。また、全長遺伝子を解析しているiNPでは翻訳アレストがみられなかった遺伝子について、今回のmRNAディスプレイ法では濃縮が確認された遺伝子断片が見出された。この違いの原因の1つとして、全長遺伝子の上流に翻訳アレストを解除する制御配列が含まれている可能性が考えられる。今後、これらの遺伝子の機能から制御配列に作用してアレスト解除を阻害する因子を推定し、生命機能の新たな制御機構を解明していくことが期待できる。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] PURE mRNA display for in vitro selection of single-chain antibodies.2016

    • 著者名/発表者名
      Nagumo, Y., Fujiwara, K., Horisawa, K., Yanagawa, H., Doi, N.
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 159 号: 5 ページ: 519-526

    • DOI

      10.1093/jb/mvv131

    • NAID

      40020833577

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Biochemical preparation of cell extract for cell-free protein synthesis without physical disruption2016

    • 著者名/発表者名
      K. Fujiwara, N. Doi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 11 号: 4 ページ: e0154614-e0154614

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0154614

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] In vitro selection of translational arrest sequences using mRNA display.2016

    • 著者名/発表者名
      Hamano, T., Nagumo, Y., Chadani, Y., Tokunaga, M., Fujiwara, K., Taguchi, H., Chiba, S., Ito, K., Doi, N.
    • 学会等名
      Nascent Chain Biology Meeting
    • 発表場所
      Fuji Lake Hotel (Yamanashi, Japan)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PURE mRNAディスプレイ法による低分子抗体の試験管内選択2015

    • 著者名/発表者名
      海野佑樹,南雲優,藤原慶,堀澤健一,柳川弘志,角田慎一,向洋平,堤康央,土居信英
    • 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(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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