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本研究は、微生物というモデル生物の遺伝子発現プロセスに着目し、ターゲット遺伝子の発現量や発現速度をコントロールするためのシステム制御方策を考案し、そのための遺伝子システムを計算サイドと実験サイドの両面から設計することを目的とする。
初年度より研究を続けている、ラムダファージプロモータpRおよびpRMを利用した、振動系ユニットの構築については、pRMプロモータの発現強度が弱いことが問題となっている。昨年度も、発現量が向上すると報告されている変位のうちいくつかをpRMプロモータに加えてみたが、望むような結果にはならなかった。さらなる文献調査を行い、pRMプロモータに発現向上が報告されている変位の導入、リボゾーマルバンインディングサイと(RBS)変更による翻訳効率の向上、タンパク質分解速度を決定するタンパク質分解タグの変更などを試みたが、いずれも永続的な振動には結びつかなかった。
プロモータの発現強度のバランス、培養環境の不均一性が原因であると予想された。今後は、システム全体の再設計、培養環境均一化のための微小流体リアクタの導入などが必要であると考えられた。
昨年度構築したトグルスイッチの動作の理論的解析を行うため、基礎データの収集を行った。そのため、リプレッサーの供給源であるpLlacIq-lacI遺伝子を、ゲノム、低コピープラスミド、中コピープラスミド、高コピープラスミドに導入し、pLlacOIプロモータ下流に導入したGFPの発現の様子を観測した。このデータに基づき、理論モデルを構築したところ、実験データを再現できることがわかった。
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