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mRNAディスプレイ法による翻訳アレスト配列の大規模探索

公募研究

研究領域新生鎖の生物学
研究課題/領域番号 17H05674
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), 教授 (50327673)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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

(1)大腸菌の翻訳アレスト配列の大規模探索および機能解析
前年度に試験管内でアレストを示した大腸菌遺伝子の中に、従来のリボソームプロファイリングやiNP法を用いた細胞内の実験ではアレストを示していなかったものが存在する理由の1つとして、試験管内には存在しないアレスト解除因子が大腸菌内に存在している可能性が考えられた。そこで、得られた各遺伝子の機能と関連する制御因子を推定し、その存在/非存在下で無細胞翻訳反応を行いアレスト活性を測定した結果、試験管内でアレストを制御している可能性のある因子を見出すことができた。また、もう1つの原因として、アレスト配列がピューロマイシン感受性か耐性かの違いで差がついている可能性を検証するために、iNP法でピューロマイシン感受性が定量化されている遺伝子の情報を抽出し、今回の濃縮効率との関係性を調べた結果、ピューロマイシンに感受性の高い翻訳アレスト配列に相当する部分配列においてより強く濃縮されている傾向が見られた。
さらに、以前にランダム配列ライブラリーから8ラウンドの試験管内選択をおこなったサンプルについて、次世代シークエンサーによる大規模な配列解析をおこなった。現在、得られた膨大な情報を解析して、大腸菌におけるアレストのモチーフ配列の抽出を進めている。
(2)真核生物の翻訳アレスト配列の試験管内選択
前年度に、小麦胚芽抽出液由来の無細胞翻訳系を用いてmRNA-タンパク質連結分子の形成を確認することができたので、この系を用いてランダム配列ライブラリーの試験管内選択をおこなった。その結果、4ラウンドで連結分子の形成が確認されたことから、植物におけるアレスト候補配列の濃縮が示唆された。現在、これらの配列のクローニングおよび配列解読を進めており、今後、植物と原核生物のリボソームに対して翻訳アレストをおこす配列の特徴の比較解析をおこなう予定である。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] In vitro transcription-translation using bacterial genome as a template to reconstitute intracellular profile2017

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Kei、Sawamura Tsunehito、Niwa Tatsuya、Deyama Tatsuki、Nomura Shin-ichiro M.、Taguchi Hideki、Doi Nobuhide
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 号: 19 ページ: 11449-11458

    • DOI

      10.1093/nar/gkx776

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] STALL-seq: selection of translational arrest sequences from a large E. coli genome-fragment library2018

    • 著者名/発表者名
      Hamano, T., Nagumo, Y., Chadani, Y., Tokunaga, M., Fujiwara, K., Taguchi, H., Doi, N.
    • 学会等名
      International Symposium on "Proteins; from the Cradle to the Grave"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vitro selection of eukaryotic translational arrest sequences from a random-sequence library using mRNA display2018

    • 著者名/発表者名
      Umehara, T., Hamano, T., Chadani, Y., Fujiwara, K., Taguchi, H., Doi, N.
    • 学会等名
      International Symposium on "Proteins; from the Cradle to the Grave"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] STALL-seq法による大腸菌新規翻訳アレスト遺伝子の大規模探索と機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      濱野理,南雲優,茶谷悠平,徳永真由子,藤原慶,田口英樹,土居信英
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 真核生物由来の翻訳停止配列を試験管内で大規模に探索する手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      梅原智文,濱野理,茶谷悠平,藤原慶,田口英樹,土居信英
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Large-scale identification of E. coli translational arrest sequences using mRNA display.2017

    • 著者名/発表者名
      Hamano, T., Nagumo, Y., Chadani, Y., Tokunaga, M., Fujiwara, K., Taguchi, H., Doi, N.
    • 学会等名
      International Symposium on Protein Quality Control
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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