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2007 年度 実績報告書

RNPによる人工遺伝子ネットワークの試験管内進化

研究課題

研究課題/領域番号 18048027
研究機関京都大学

研究代表者

齊藤 博英  京都大学, 生命科学研究科, 助教 (20423014)

キーワードRNP / 試験管内進化 / 合成生物学 / ナノバイオロジー / 分子設計 / 生命の起源 / RNA / 翻訳
研究概要

生命の起源において、核酸や蛋白質などの化学物質から、進化する生命システムがいかにして誕生したのかという問題の解決は、生命科学が目指す大きな目標の一つである。機能性核酸や蛋白質を人工的につくることは可能になりつつある。しかしながら現在、生体分子複合体や、それらの相互作用が形成する人工遺伝子発現制御システムを構築する必要性が高まっている。本研究では、RNA-蛋白質複合体(RNP)を利用した人工分子のデザインや試験管内進化、またそれら人工分子を活用した新規翻訳制御システムの構築を目的とする。本年度は、コンピュータモデルによるRNA分子設計法と試験管内進化法を融合した独自の技術、「分子デザイン・セレクション法」を開発し、論文として発表した(Shiohara et al ; Nucleic Acids Research,2009)。さらに、古細菌に存在するリボソーム蛋白質と、それに特異的に相互作用するRNAモチーフを利用して、新たなRNP型人工分子のデザイン、及び人工リボスイッチの構築をおこなった。具体的には、一辺が10nmのRNPから構成される三角形状のナノ構造体を分子設計し、実際にその構造体形成を原子間力顕微鏡(AFM)により観察することに成功した。これは、ナノスケール構造体の設計・構築にRNPを用い、タンパク質によりRNAの構造を人工的に制御できるという結果を直接観察することに成功した、世界で初めての例である。分子設計におけるRNPの有効性をさらに示すため、より複雑なRNP構造体の設計・構築を現在進めている。また同様のRNPモチーフを活用して、目的遺伝子の翻訳をON/OFF制御するシステムを試験管内で再構築することに成功した。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (7件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Synthetic biology with RNA motifs2009

    • 著者名/発表者名
      Hirohide Saito, Tan Inoue
    • 雑誌名

      The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 41

      ページ: 398-404

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A designed RNA selection : establishment of a stable complex between a target and selectant RNA via two2009

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Shiohara, Hirohide Saito, Tan Inoue
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research 37

      ページ: e23

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Motif-programmed artificial protein induces apoptosis in several cancer cells by disrupting mitochondria2008

    • 著者名/発表者名
      Hirohide Saito, Tamiko Minamisawa, Takao Yamori, Kiyotaka Shiba
    • 雑誌名

      Cancer Science 99

      ページ: 398-406

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RNA and RNP as new molecular parts in synthetic biology2007

    • 著者名/発表者名
      Hirohide Saito, Tan Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Biotechnology 132

      ページ: 1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Motif programming : a microgene-based method for creating synthetic proteins containing multiple functional motifs2007

    • 著者名/発表者名
      Hirohide Saito, Tamiko Minamisawa, Kiyotaka Shiba
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research 35

      ページ: e38

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The role of peptide motifs in the evolution of a protein network2007

    • 著者名/発表者名
      Hirohide Saito, Shunichi Kashida, Tan Inoue, Kiyotaka
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research 35

      ページ: 6357-6366

    • 査読あり
  • [学会発表] RNP相互作用モチーフを活用したシンセティック・バイオロジー2008

    • 著者名/発表者名
      Hirohide Saito
    • 学会等名
      第10回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20080723-25
  • [学会発表] RNP-based nanostructures and translational regulatory switches in vitro2008

    • 著者名/発表者名
      Hirohide Saito
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory meeting : Engineering Principles in Biological Systems
    • 発表場所
      コールドスプリングハーバーLab、アメリカ合衆国
    • 年月日
      2008-12-12
  • [学会発表] RNA-タンパク質相互作用モチーフを用いたナノスケール構造体の分子設計および構築2008

    • 著者名/発表者名
      大野 博久
    • 学会等名
      BMB2008
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-09
  • [学会発表] Synthetic Translational Regulation with RNP Motifs2008

    • 著者名/発表者名
      Hirohide Saito
    • 学会等名
      First International Frontiers in Synthetic Biology -2008- Meeting on Synthetic Biology : Engineering Genes, Genomes & Cells for Drug Discovery
    • 発表場所
      ハーバード大学、アメリカ合衆国、ボストン
    • 年月日
      2008-12-02
  • [学会発表] Synthetic Biology with RNA Motifs2008

    • 著者名/発表者名
      Hirohide Saito
    • 学会等名
      The First Annual Meeting of the Japanese Society for Researchers on Cell Synthesis (細胞を創る研究会1.0)
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2008-10-17
  • [図書] ゲノム中に潜むRNA機能構造モチーフ2009

    • 著者名/発表者名
      齊藤博英
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      細胞工学,秀潤社
  • [図書] ナノブロックとしてのRNA分子、バイオナノプロセス2008

    • 著者名/発表者名
      齊藤博英, 井上丹
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考]

    • URL

      http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/seika/

  • [産業財産権] 機能性RNA-蛋白質複合体の分子デザイン2008

    • 発明者名
      齊藤 博英, 倉光 祥平, 菊田 雅之, 井上 丹
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      特願:2008-297752
    • 出願年月日
      2008-11-21
  • [産業財産権] RNPモチーフを利用した、蛋白質応答型shRNA/RNAi制御システムの構築2008

    • 発明者名
      齊藤 博英, 樫田俊一, 林香倫, 井上 丹
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      特願:2008-312951
    • 出願年月日
      2008-12-09
  • [産業財産権] RNPナノ構造体の作成法2008

    • 発明者名
      齊藤 博英, 大野 博久, 井上 丹
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      特願:2008-188241
    • 出願年月日
      2008-07-22
  • [産業財産権] 低分子RNAによる細胞または人工細胞モデルでの翻訳制御システム2008

    • 発明者名
      齊藤 博英, 加藤祐章, 吉川研一, 山田彩子, 山中透, 井上丹
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      特願:PCT/JP2008/071214
    • 出願年月日
      2008-11-21
    • 外国
  • [産業財産権] RNP翻訳制御システムの作成法2008

    • 発明者名
      齊藤 博英, 小林哲大, 原知明, 井上 丹
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      特願:PCT/JP2008/071213
    • 出願年月日
      2008-11-21
    • 外国
  • [産業財産権] RNP翻訳制御システムの作成法2008

    • 発明者名
      齊藤 博英, 小林哲大, 原知明, 井上 丹
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      特願:2008-186385
    • 出願年月日
      2008-07-22
  • [産業財産権] 低分子RNAによる細胞または人工細胞モデルでの翻訳制御システム2007

    • 発明者名
      齊藤 博英, 加藤祐章, 吉川研一, 山田彩子, 山中透, 井上丹
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      特願:2007-303661
    • 出願年月日
      2007-11-22

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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