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2013 年度 実績報告書

無細胞系ギガスクリーニング法の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 23360367
研究機関名古屋大学

研究代表者

中野 秀雄  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (00237348)

研究分担者 兒島 孝明  名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (40509080)
岩崎 雄吾  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (50273214)
小林 功  独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品総合研究所, 研究員 (70425552)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワード酵素 / スクリーニング / エマルジョンPCR / 無細胞タンパク質合成系
研究概要

申請者らが独自に開発した、エマルジョンPCRと無細胞蛋白質合成系を組み合わせたDNA-蛋白質のビーズディスプレイ技術を用い、非常に大規模なライブラリー(10の9乗)を構築し、セルソーターによりスクリーニングする、ギガスクリーニングシステム(GSS)を確立することを目的として研究を行なっている。今年度は以下の様な成果が得られた。
1)昨年度に開発したDNA結合タンパク質を利用したビーズへの提示法を、西洋ワサビペルオキシダーゼおよびマンガンペルオキシダーゼに適用したところ、両方のタンパク質共にビーズ上に提示され、チラミドを用いたアッセイ系により、ビーズ上で活性を確認することができた。さらにセルソーターを用いて、ハイスループットにスクリーニング可能であることを示した。
2)マイクロフォーカシング法によるW/Oエマルジョン作製装置を改良し、より均一なエマルジョンを作製することに成功した。
3)T7RNApolymerase活性のスクリーニング系を、より高活性なRNAリガーゼ活性を有するリボザイムを用いて行い、ランダムライブラリーのスクリーニングに適用した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

現在までのところ、当初予定していたセルラーゼのアッセイシステムの構築には失敗したものの、新たにアミノ酸オキシダーゼのビーズ上でのアッセイ測定法を構築しつつあり、西洋わさびペルオキシダーゼ、カビ由来マンガンペルオキシダーゼ、トランスグルタミナーゼ、およびアミノ酸のオキシダーゼの合計4種類の酵素のビーズ上でのアッセイシステムを確立、および確立ししつつある。

今後の研究の推進方策

最終年度になり、予算も限られるので、西洋ワサビペルオキシダーゼとマンガンペルオキシダーゼのスクリーニング系を動かし、大腸菌で高活性の発現が可能になるような有用変異体を取得し、本件の有用性を示す予定である。また次世代シークエンサーを使用することで、非常に多数の変異体解析を同時に行うことで、次世代型機能タンパク質創製技術として確立する予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Role of disulfide bond isomerase DsbC, calcium ions, and hemin in cell-free protein synthesis of active manganese peroxidase isolated from Phanerochaete chrysosporium.2014

    • 著者名/発表者名
      Ninomiya R, Zhu B, Kojima T, Iwasaki Y, Nakano H.
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng.

      巻: 117 ページ: 652-657

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2013.11.003.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超微細生化学反応系」技術の最前線2014

    • 著者名/発表者名
      兒島孝明、中野秀雄
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 52 ページ: 159-165.

    • 査読あり
  • [学会発表] Cell-free synthesis of horseradish peroxidase and manganese peroxidase for bead display-based high-throughput screening.2013

    • 著者名/発表者名
      Zhu, B., Ninomiya, R., Kojima, T., Iwasaki, Y., Nakano, H.
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第168回例会,
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20131012-20131012
  • [学会発表] : DNA結合タンパク質を用いたタンパク質の新規ビーズディスプレイ法の開発とトランスグルタミナーゼアッセイへの応用.2013

    • 著者名/発表者名
      溝口琢郎, Murzabaev, M., 小林功, 兒島孝明, 人見清隆, 中野秀雄
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第168回例会,
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20131012-20131012
  • [学会発表] Uniform emulsion for biochemical applications using inexpensive flow-focusing device.2013

    • 著者名/発表者名
      Murzabaev, M., Kojima, T., Kobayashi, I., Nakano, H.
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第168回例会,
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20131012-20131012
  • [学会発表] Display of macromolecules on microbeads: a new platform for various screening methods.2013

    • 著者名/発表者名
      Nakano, H.
    • 学会等名
      Enzyme Engineering XXII
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      20130922-20130925
  • [学会発表] DNA結合タンパク質を用いたタンパク質の新規ビーズディスプレイ法の開発.2013

    • 著者名/発表者名
      溝口琢郎, Murzabaev M., 小林功, 兒島孝明, 人見清隆, 中野秀雄: 平成25年9月,
    • 学会等名
      日本生物工学会2013年65回大会,
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] ビーズディスプレイ法を用いた糸状菌転写因子AmyR結合部位ゲノムワイドスクリーニング. ,2013

    • 著者名/発表者名
      7. 兒島孝明, 江崎俊文, 王ハン輝, 金丸京子, 小林哲夫, 中野秀雄
    • 学会等名
      日本生物工学会2013年65回大会
    • 発表場所
      広島.
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] エマルジョンPCRを用いたマイクロビーズ上へのDNAディスプレイ技術とその応用2013

    • 著者名/発表者名
      中野秀雄 兒島孝明
    • 学会等名
      化学工学会第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山市
    • 年月日
      20130916-20130918

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公開日: 2015-05-28  

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