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2019 年度 実績報告書

原始自己複製体の機能的再構成により生命の初期進化を追体験する

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0080
研究機関東京大学

研究代表者

市橋 伯一  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (20448096)

研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2020-03-31
キーワードRNA / 実験進化 / 協力関係の進化 / 分子進化 / 自己複製RNA / 生命の起源
研究実績の概要

昨年度までにnucleotide diphosphate kinase (ndk)をコードしたRNAをもともとのRNA複製酵素をコードしたRNAと協力的に複製するシステムについて、どういう条件でなら継代可能かを理論的、実験的に調べ、重要なのは平均RNA濃度であることを見出した。本年度では、この2つのRNAが融合し、1本のRNAへと進化するかどうかを調べた。現状まで数か月にわたるうえつぎ実験を行ってきたが、いまのところ融合している様子は見られていない。そこで、計算機シミュレーションをもちいて、どういう場合に融合したRNAが選択されるかを検証し、反応液の混ぜ方が重要であることを見出した。さらに実験としては、人為的に融合させたRNAを構築し、上記のシミュレーション結果を検証可能にする材料を作成した。実際にこのRNAをうえつぎ選択されるかは将来の課題である。このRNAの融合については本年度で結論は出ていないが、本研究の当初の目的は2つの協力的なRNAがいかに維持されるかどうかであり、その点はすでに昨年度までで完了しているため当初の目的は達成されている。本年度の研究成果は当初の目的よりも発展した内容であり、将来の研究発展の布石となる。
今後の研究の方向性としては、構築した融合RNAと分割されて元々のRNAを同時にうえつぎ、シミュレーションで予想された条件で融合RNAが選択されるかを検証する。もし選択される条件がみつかれば、その条件で分割されたRNAを長期うえつぎすると自発的に融合RNAが進化してくるかどうかを検証したい。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件)

  • [雑誌論文] A fusion method to develop an expanded artificial genomic RNA replicable by Qβ replicase2019

    • 著者名/発表者名
      Ueda, K., Mizuuchi, R., Matsuda, F., Ichihashi, N.
    • 雑誌名

      Chembiochem

      巻: 20 ページ: 2331-2335

    • DOI

      10.1002/cbic.201900120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural transition of replicable RNAs during in vitro evolution with Qβ replicase2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuuchi Ryo、Usui Kimihito、Ichihashi Norikazu
    • 雑誌名

      RNA

      巻: 26 ページ: 83~90

    • DOI

      10.1261/rna.073106.119

    • 査読あり

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公開日: 2021-01-27  

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