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細胞のがん化にはアポトーシス異常が関与している。近年、アポトーシスのシグナル伝達系の全体像が急速に明らかになってきた。そこで、今が、工学的な観点で生命現象を制御するプロジェクトを開始する絶好の時期であると考えられる。本研究では、タンパク質を人工的にデザインすることによりアポトーシスを人工制御することを目指した。
今回、まず、タンパク質を思い通りに設計する画期的なストラテジーを開発するため、多種多様なタンパク質をうみ出した自然界の分子進化プロセスであるモジュール・シャッフリング分子進化仮説に着目し、その過程を最先端の分子生物学的手法「Native Chemical Ligation法」を用いて再現することを試みた。具体的には、スクリーニング及び構造解析に適した補欠分子「ヘム」を有しているMyoglobin(Mb)を用い、Mbの様々なモジュール断片を作製し、モジュールのランダムな連結を試みた。質量分析装置、高速液体クロマトグラフィー装置を用いた解析の結果、モジュールのランダムなシャッフリング系の確立に成功したが明らかになった。
次に、Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)のアポトーシス誘導能に着目し、今回開発したモジュール・シャッフリング法を用いることにより新規機能性タンパク質を創製することを目指した。まず、予備実験として、GAPDH、Mb間で数種類のモジュール置換タンパク質を作製したところ、これらは天然のMb同様ヘムと強く結合できることが明らかになった。このアポトーシス誘導能については現在検討中である。今後は、GAPDH、Mb間でモジュールをさらに大規模にシャッフリングさせたライブラリーの中から機能を指標にセレクションすることにより、ヘムの有無を感知してアポトーシス誘導を制御できる新規機能性タンパク質の創製に挑みたい。
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