遺伝暗号における正確さの向上と低下がもたらす進化上のトレードオフの理解と活用

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K19309
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 木賀 大介 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30376587)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2022-03-31
• キーワード: 合成生物学 / 遺伝暗号 / タンパク質進化

研究成果の概要

本研究の目的は、コドンとアミノ酸の対応の正確さを改変したタンパク質合成系を試験管内に構築し、その合成系に基づく人工進化結果を計算機実験で一般化することである。タンパク質合成の正確さが低いことが、(A)アミノ酸置換の結果として活性が低くなった分子も合成してしまうという、想像にたやすい欠点だけでなく、(B)進化が局所解に囚われてしまうリスクを低減することで進化過程を効率化できる、という意外な利点を併せ持つ、ことを明らかにした。

自由記述の分野

合成生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

直感的に感じられる、遺伝子発現ステップのうちのタンパク質合成におけるエラーは生物にとっての負の側面しかない、という視点が誤りである、ということを示した学術的意義は大きい。社会的意義としても、いろいろ試した際に間違いが次のチャレンジの向上につながる、という視点は興味深い。