• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

無細胞膜タンパク質合成による脂質代謝系の再構築

公募研究

研究領域動的・多要素な生体分子ネットワークを理解するための合成生物学の基盤構築
研究課題/領域番号 24119504
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 複合領域
研究機関東京工業大学 (2013)
東京大学 (2012)

研究代表者

車 兪徹  東京工業大学, 地球生命研究所, WPI研究員 (40508420)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2012年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード脂質合成 / 合成生物学 / 試験管内タンパク質合成 / リン脂質合成 / 無細胞タンパク質合成系 / NanoDisc
研究概要

本研究の目的は、リン脂質の生合成に関わる酵素を無細胞系で合成し、リン脂質代謝系を試験管内で構築・再現する事である。これにより、リン脂質代謝をモデルとした、膜蛋白質分子間ネットワークの無細胞内再構築を試みる。このような人工的なシステムを構築することで、代謝系を総括的な視点から解析できる系を確立させることを目的といている。これまでに代謝初段階の反応については申請者等の過去の研究によって無細胞構築に成功している。これをさらに複雑化させることで、基質の種類や、脂肪鎖のバリエーション、反応条件などによってどのように推移するかを、代謝全体としての解析を行う。
まず、リデザインした脂質生合成経路に関わる8種のタンパク質について、無細胞系での合成を行った。次に脂質を円盤状に束ねたNanoDisc(ND)を系内に投入し、タンパク質を合成した後、Ni-charged MagnetBeadsによりNDを単離した。その結果、合成されたタンパク質の80%以上が自発的にND膜に挿入していることが確認できた。しかし、PssAに関してはほとんどElution画分に得られていないことから、可溶性のタンパク質であると思われる。また、GPATのみ膜局在効率が著しく低い(20%以下)という結果になった。これは、タンパク質の持つ立体構造の性質によるものと推察される。
他の班との連携として、B01陶山班の庄田先生とliposome内での膜タンパク質合成系の構築を行っている。人工細胞の実現化を目指し、多種の方法によるliposome内タンパク質合成方法とその定量化について、また無細胞系をベースとした合成生物学についてそれぞれ、論文1報(Chembiochem, 2013, 14:1963-6)とブックチャプター(Synthetic Biology Tools and Applications, 2013, ELSEVIER, Edt. H. Zhao, Chapter 14)を作製した。今後はさらに、各酵素の機能評価と脂質合成代謝の再構築を目指す。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Unbiased tracking of the progression of mRNA and protein synthesis in bulk and in liposome-confined reactions2013

    • 著者名/発表者名
      van Nies, P
    • 雑誌名

      Chembiochem

      巻: 14 号: 15 ページ: 1963-1966

    • DOI

      10.1002/cbic.201300449

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Creation of possible living organisms to study an early life2014

    • 著者名/発表者名
      Yutetsu Kuruma
    • 学会等名
      The 2nd ELSI International Symposium
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Autonomous construction of synthetic cell membrane2013

    • 著者名/発表者名
      Yutetsu Kuruma, Hideaki Matsubayashi and Takuya Ueda
    • 学会等名
      12th Europian Conference on Artificial Life (ECAL)
    • 発表場所
      シチリア、イタリア
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In vitro Synthesis of Membrane Protein Machinery toward the Construction of Artificial Cell2013

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Matsubayashi, Yutetsu Kuruma and Takuya Ueda.
    • 学会等名
      12th Europian Conference on Artificial Life (ECAL)
    • 発表場所
      シチリア、イタリア
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthetic biology approach for in vitro cell signaling.2013

    • 著者名/発表者名
      Yutetsu Kuruma
    • 学会等名
      The Workshop: "What Synthetic Biology can offer to Artificial Intelligence? Perspectives in the Bio-Chem-ICT and other scenarios", within the ECAL2013
    • 発表場所
      シチリア、イタリア
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] From gene to membrane function in cell-free system2013

    • 著者名/発表者名
      Yutetsu Kuruma
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Construction of membrane protein complexes by cell-free system2012

    • 著者名/発表者名
      Yutetsu Kuruma
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 無細胞系で創る膜タンパク質複合体2012

    • 著者名/発表者名
      車 兪徹
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会5.0
    • 発表場所
      東京・東京工業大学 すずかけ台キャンパス すずかけホール
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 無細胞タンパク質合成系による膜タンパク質複合体の構築2012

    • 著者名/発表者名
      車 兪徹
    • 学会等名
      第7回無細胞生命科学研究会
    • 発表場所
      愛媛大学南加記念ホール
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Methods of Molecular Biology -The PURE System for Protein Production-2014

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Y, Kuruma Y, Kanamori T, Ueda T.
    • 総ページ数
      307
    • 出版者
      Humana Press
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Synthetic Biology Tools and Applications. Chapter 14 "Semi-Synthetic Minimal Cells: Biochemical, Physical, and technological Aspects2013

    • 著者名/発表者名
      Pasquale Stano, Tereza Pereira de Souza, Yutetsu Kuruma, Paolo Carrara and Pier Luigi Luisi.
    • 総ページ数
      333
    • 出版者
      ELSEVIER
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi