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2022 年度 研究成果報告書

区画化による分子共生はRNAワールドを飛躍させるか?

研究課題

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研究課題/領域番号 19K06579
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43040:生物物理学関連
研究機関富山大学

研究代表者

松村 茂祥  富山大学, 学術研究部理学系, 講師 (40619855)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードRNAワールド / 実験進化 / リボザイム / 区画化 / マイクロ流体システム / 生命の起源 / 情報と機能の分離
研究成果の概要

リボザイムに人為的に変異を導入し、液滴を用いた実験進化を行ったところ、野生型のリボザイムを超える活性を示すクローンを見出した。次に、より高い選択圧をかけることのできる統合型マイクロ流体デバイスを用いて追加の進化実験を行った。得られたライブラリを解析したところ、もとのリボザイムの活性を大幅に上回る分子種を発見した。また、上記の実験進化の過程で、リボザイムではない、基質RNAに結合してその蛍光を増強する能力をもつ新規なRNAが出現した。さらに、この分子種は情報と機能を分離させている非常に興味深い特徴をもつことも判明した。

自由記述の分野

進化分子工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞サイズの微小液滴操作技術を用いてリボザイムの人為進化を行う実験系を構築・運用し、実際にリボザイムの活性を大きく向上させることに成功した。特に、統合型マイクロ流体デバイスの実験進化における有用性を示すことができたことは、液滴を用いた新たな進化工学の応用範囲・可能性を大きく広げる意義を含んでいる。また、実験進化の過程で、リボザイムではない、基質RNAに結合してその蛍光を増強する能力をもつ新規なRNAを発見した。この分子種は、情報と機能を分離させている非常に興味深い特徴をもつことも判明した。このようなRNAはこれまでに発見されておらず、RNAワールドの進化に対して極めて重要な知見を与えうる。

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公開日: 2024-01-30  

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