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2020 年度 実績報告書

β-アミノ酸を導入可能な基質拡張リボソームの創製

研究課題

研究課題/領域番号 18K14332
研究機関名古屋大学

研究代表者

藤野 公茂  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00772378)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードリボソーム / 無細胞翻訳系 / β-アミノ酸 / D体アミノ酸 / ペプチド / 進化分子工学
研究実績の概要

本研究計画は、1.変異リボソームライブラリの作製、2.基質拡張リボソームの選択、3.β-アミノ酸導入活性評価、の3段階からなる。2018, 2019年に、全段階を一度実施したが、β-アミノ酸の導入活性の高いリボソームは得られなかった。そこで、2020年には、次の2点の改善を試みた:1点目に、変異導入部位を従来の8箇所から11, 16, 22箇所へ増やし、探索範囲を拡大した。2点目に、導入の対象をβ-アミノ酸に限定せず、D体アミノ酸も使用した。その結果、本研究で確立したリボソーム選択法により、D体アミノ酸の導入効率の高い変異リボソーム候補が得られた。しかし、実際にこれらを個別発現すると、変異導入による構造不安定化のためか、野生型よりも翻訳活性が低下することが明らかになった。結果として、本研究では、リボソーム選択法の確立までは達成したものの、基質拡張リボソームの取得には至らなかった。
一方、本研究では、以下の副次的な成果を達成している。本研究で開発する基質拡張リボソームは、非タンパク質性アミノ酸を含む薬剤ペプチド選択への応用が期待されるが、その際に必要となる薬剤標的タンパク質の、安全な調製法を確立した。通常の大腸菌を用いた方法では、バイオセーフティレベルを満たす必要があり、実施可能な施設が限られる。今回確立した方法では、万が一漏洩しても自然界で機能しない、アミノ酸入れ替え遺伝子を構築することで安全性を担保する。その結果は、国際誌ACS synthecic biologyに査読付き論文として掲載された。2019年発表の、フレキシザイムの最小基質RNAを用いた、新たなアミノアシル化効率測定法(Chembiochemに掲載)と合わせて、本研究の成果である。また、他2報の発表についても、本研究で確立した無細胞翻訳系の技術等を利用している。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] cDNA TRAP display for rapid and stable in vitro selection of antibody-like proteins2021

    • 著者名/発表者名
      Kondo Taishi、Eguchi Minori、Kito Seita、Fujino Tomoshige、Hayashi Gosuke、Murakami Hiroshi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 ページ: 2416~2419

    • DOI

      10.1039/d0cc07541h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Amino Acid-Swapped Genetic Code2020

    • 著者名/発表者名
      Fujino Tomoshige、Tozaki Masahiro、Murakami Hiroshi
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: 9 ページ: 2703~2713

    • DOI

      10.1021/acssynbio.0c00196

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antibody-like proteins that capture and neutralize SARS-CoV-22020

    • 著者名/発表者名
      Kondo T.、Iwatani Y.、Matsuoka K.、Fujino T.、Umemoto S.、Yokomaku Y.、Ishizaki K.、Kito S.、Sezaki T.、Hayashi G.、Murakami H.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 ページ: 3916~3916

    • DOI

      10.1126/sciadv.abd3916

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] High-speed selection of antibody-like proteins that capture and neutralize SARS-CoV-22021

    • 著者名/発表者名
      近藤太志、岩谷靖雅、松岡和弘、藤野公茂、梅本駿、横幕能行、林剛介、村上裕
    • 学会等名
      The 18th Akabori Conference
  • [学会発表] 高速人工抗体創製法の開発とSARS-CoV-2中和抗体作製への応用2020

    • 著者名/発表者名
      近藤太志、岩谷靖雅、松岡和弘、藤野公茂、梅本駿、横幕能行、林剛介、村上裕
    • 学会等名
      生物化学的測定研究会 第25回学術シンポジウム
  • [学会発表] SARS-CoV-2を結合・中和する人工抗体の開発2020

    • 著者名/発表者名
      近藤太志、岩谷靖雅、松岡和弘、藤野公茂、梅本駿、横幕能行、林剛介、村上裕
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] アミノ酸入れ替え遺伝暗号の開発2020

    • 著者名/発表者名
      藤野公茂、戸崎将弘、村上裕
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] SARS-CoV-2由来スパイクタンパク質に対する高親和性人工抗体の高速創製2020

    • 著者名/発表者名
      近藤太志、岩谷靖雅、松岡和弘、藤野公茂、梅本駿、横幕能行、林剛介、村上裕
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム

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公開日: 2021-12-27  

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