| 研究課題/領域番号 |
22K14794
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
古林 太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特別研究員 (20902620)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 進化工学 / タンパク質工学 / 分子進化 / 指向性進化 / 無細胞翻訳 / 人工細胞 / ダーウィン進化 / DNA複製 |
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| 研究成果の概要 |
スクリーニング不要のin vitro超高速酵素進化系の実現を目指して研究を行った。ここで構築する進化系は、人工細胞の中で「進化ターゲット酵素の活性」を「酵素をコードした遺伝子(DNA)の自己増幅」へと変換するようなDNA自己増幅プログラムを備え、10億個ほどの微小な人工細胞(w/oエマルション)が超並列にDNA自己増幅競争を行うことで進化を実現する。
本研究では ①RNAポリメラーゼ活性をDNA複製量に変換する分子プログラム ②超並列フェムトリットルリアクター内でのDNA増幅プログラム の実現に成功した。これら基盤技術をもとにRNAポリメラーゼの進化実験を引き続き行っていく。
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| 自由記述の分野 |
進化工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
指向性進化は自然の進化プロセスを実験室内で模倣し、有用な機能分子をエンジニアリングする強力な手法である。次世代の進化テクノロジであるin vitro分子進化法において、酵素など複雑な分子を改変する手法は高度な専門性・高額な機器を必要とする。また、進化サイクルを回すには人手と時間を要し、省力化・効率化が求められていた。
本研究では、DNA自己増幅プログラムによる半自動進化というアイデアをin vitro分子進化に持ち込み、困難なスクリーニング無しに高速進化を達成する新しい道筋を提示した。簡単かつ超高効率な分子進化法の実現は、非専門家も巻き込みバイオテクノロジーに大きなインパクトをもたらし得る。
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