生物発光による遺伝子発現のリアルタイム測定法の開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11558089
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 近藤 孝男 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10124223)
• 研究分担者: 中村 英志 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (90217878) ; 石浦 正寛 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (20132730)
• キーワード: シアノバクテリア / 生物発光 / リアルタイムモニター / 鉄道虫 / ルシフェラーゼ / 遺伝子発現

研究概要

遺伝子発現の解析は今や生物学のあらゆる局面で不可欠であるが、このリアルタイムモニターが確実に応用できれるようになれば、これまでとは次元の異なった新たな展望が期待できる。我々はこれまでシアノバクテリアの遺伝子発現のリアルタイムモニターの経験から、この方法をより幅広い生命現象に応用するためには、多くの技術的問題を解決しなければならないことを痛感している。そこでこれらの問題を検討し、汎用性のある方法を開発するため、この計画を開始した。
今年度は細胞内でのレポーター遺伝子の発現が発光として得られる過程で多くの影響をうけるが、この影響を相殺するためにコントロールとなるレポーター系の開発を試みた。これは注目すべき遺伝子と基準となる遺伝子に発光は長の異なるルシフェラーゼを同時に組み込み、その発光量の比をとることで、生細胞内での多くの影響を取り除こうとするものである。このため、最近クローニングされた鉄道虫の2つのルシフェラーゼ遺伝子を利用することにした。この生物の頭部と体側には異なった波長の発光を生じる遺伝子があり、基質や発光のメカニズムは共通である。これらの遺伝子の供与をうけ、現在シアノバクテリアの遺伝子移入しつつある。一方発光測定装置を改良し、同一の細胞から異なった波長の光を分別して測定できるようにした。この試みが成功すれば、細胞内での発光量に影響を与える因子を除くことが出来、リアルタイムモニターの確実性が飛躍的に高まると期待される。

研究成果

• [文献書誌] Iwasak H: "Physical interactions among circadian clock proteins, KaiA, KaiB and KaiC, in cyanobacteria."EMBO J. 18. 1137-1145 (1999)
• [文献書誌] Nishiwaki T: "Nucleotide binding and autophosphorylation of the clock protein KaiC as a circadian timing process of cyanobacteria."Proc. Natl. Acad. Sci.. 97. 495-499 (2000)
• [文献書誌] Kondo T.: "The circadian clocks of plants and cyanobacteria."Trends Plant Sci.. 4. 171-176 (1999)
• [文献書誌] Kondo T.: "Circadian clock of cyanobaceteria."BioEssays. 22. 10-15 (2000)
• [文献書誌] Nakamura, H.: "Convergent and short-step syntheses of dl-Cypridina luciferin and its analogues based on Pd-mediated cross couplings"Tetrahedron Lett.. in press. (2000)