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2013 年度 研究成果報告書

全生物の共通祖先と、さらにそれ以前のタンパク質に関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号 23370097
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 進化生物学
研究機関東京薬科大学

研究代表者

山岸 明彦  東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (50158086)

研究分担者 横堀 伸一  東京薬科大学, 生命科学部, 講師 (40291702)
赤沼 赤沼  東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (10321720)
研究期間 (年度) 2011-11-18 – 2014-03-31
キーワード生命初期進化 / 共通祖先 / コモノート / NDK / 分子系統樹 / タンパク質耐熱性 / 酵素活性
研究概要

本研究では、古細菌祖先生物と真正細菌祖先生物が持っていたと推定されるヌクレオシド二リン酸キナーゼ(NDK)の遺伝子を復元し、祖先タンパク質の耐熱性を調べた。その結果、祖先型NDKは110℃近くまで安定であることが分かり、古細菌祖先生物と真正細菌祖先生物は80~100℃で生息していたと推定された。全生物の共通祖先コモノートも耐熱性NDKを持ち、75℃以上の高温環境に生息していたことが推定された。さらに、祖先型NDKを構成するアミノ酸の種類を減らしたNDKを作成したところ、20種のアミノ酸のうち、減らしても耐熱性や活性を維持できるアミノ酸を同定した。

  • 研究成果

    (42件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (33件) (うち招待講演 4件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 全生物の共通祖先遺伝子の復元2014

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 山岸明彦
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 72(1) ページ: 19-23

  • [雑誌論文] Experimental evidence for the thermophilicity of ancestral life2013

    • 著者名/発表者名
      Akanuma, S., Nakajima, Y., Yokobori, S., Kimura, M., Nemoto, N., Mase, T., Miyazono, K., Tanokura, M., Yamagishi A
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 110(27) ページ: 11067-11072

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 祖先型設計法を用いた耐熱性タンパク質の配列探索2013

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 307(3) ページ: 128-133

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 進化分子工学を利用したタンパク質分子育種技術, 「進化分子工学 -高速分子進化によるタンパク質 ・ 核酸の開発-」2013

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 山岸明彦
    • 雑誌名

      エヌ・ティー・エス

      ページ: 343-353

  • [雑誌論文] Phylogeny-based design of a B-subunit of DNA gyrase and its ATPase domain using a small set of homologous amino acid sequences2011

    • 著者名/発表者名
      Akanuma, S., Iwami, S., Yokoi, T., Nakamura, N., Watanabe, H., Yokobori, S. and Yamagishi, A
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol

      巻: 412,(2) ページ: 212-225

    • 査読あり
  • [学会発表] Evolution of Commonote(s) : History revealed by genetic engineering2014

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi, A
    • 学会等名
      The 2nd ELSI International Symposium
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20140300
    • 招待講演
  • [学会発表] 古代タンパク質の復元に基づく生物進化初期の温度環境推定2013

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 中島慶樹, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20131200
  • [学会発表] 酵素の温度適応化 : 好熱菌酵素の低温高活性化と祖先配列推定による安定化酵素の設計2013

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 林清香, 大貫若菜, 徳永千尋,杉井太亮,木村彦乃, 坂本さやか, 八木創太, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20131200
  • [学会発表] Insights from the molecular biological information into the early evolution of life2013

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi, A., Akanuma, S., Yokobori, S
    • 学会等名
      The International Biogeoscience Conference 2013
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20131100
    • 招待講演
  • [学会発表] Empirical estimation of the environmental temperature of the last universal common ancestor2013

    • 著者名/発表者名
      Akanuma, S., Nakajima, Y., Yokobori, S., Yamagishi, A
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20131000
  • [学会発表] 古代タンパク質の復元による祖先生物の生育温度の推定2013

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 中嶋慶樹, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20130900
  • [学会発表] 遺伝暗号の起源2013

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史
    • 学会等名
      総研大「惑星科学と生命科学の融合」 第3回研究会
    • 発表場所
      清里
    • 年月日
      20130800
  • [学会発表] 全生物共通祖先生物の生育温度の実験による推定2013

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 中嶋慶樹, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      日本進化学会第15回つくば大会
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      20130800
  • [学会発表] 全生物共通祖先コモノートの生育温度の実験により推定2013

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 中島慶樹, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      日本Archaea研究会第26回講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130700
  • [学会発表] 復元した祖先型タンパク質を用いた単純型アミノ酸組成の検討2013

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 島田真実, 中島慶樹, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20130500
  • [学会発表] 遺伝子情報から解る生命の初期進化2013

    • 著者名/発表者名
      山岸明彦
    • 学会等名
      自然科学研究機構第1回宇宙における生命ワークショップ
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130300
  • [学会発表] 全生物の共通祖先以前のコドンの進化2012

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 島田真実, 篠崎梢, 中島慶樹, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20121200
  • [学会発表] 古代タンパク質の復元による祖先生物の生育温度の推定2012

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 中島慶樹, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20121200
  • [学会発表] アストロバイオロジーとタンパク質 : あり得るアミノ酸組成を探る2012

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 島田真実, 中島慶樹, 篠崎梢, 吉田直人, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      細胞を創る会 5.0
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20121100
  • [学会発表] 相同アミノ酸配列情報を利用した耐熱性タンパク質の設計2012

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 中島慶樹, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      第64回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20121000
  • [学会発表] 2 つの祖先型ヌクレオシド二リン酸キナーゼの耐熱性と触媒活性の違いに関わるアミノ酸残基の探索2012

    • 著者名/発表者名
      山口美奈子, 赤沼哲史, 小林愛美, 山岸明彦
    • 学会等名
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20120600
  • [学会発表] 古代遺伝子の復元による祖先生物の生育温度の推定2012

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 中島慶樹, 島田真実, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      20120500
  • [学会発表] 全生物共通祖先の遺伝子を再現する2012

    • 著者名/発表者名
      山岸明彦
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年連合大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      20120500
    • 招待講演
  • [学会発表] 限られたアミノ酸から安定なタンパク質が創れるか?2012

    • 著者名/発表者名
      島田真実, 赤沼哲史, 山岸明彦
    • 学会等名
      生物物理関東地区研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20120300
  • [学会発表] The method designing enzymes with improved thermal stability based on the phylogenetic analysis of amino acid-sequences2011

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi, A
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20111200
  • [学会発表] 祖先型化ヌクレオチド二リン酸キナーゼのアミノ酸組成を単純化する試み2011

    • 著者名/発表者名
      島田真実, 赤沼哲史, 山岸明彦
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20111200
  • [学会発表] 相同アミノ酸配列の分子系統解析による耐熱性タンパク質の設計2011

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20111200
  • [学会発表] Designing thermo-stable mutant enzymes by phylogenetic analysis of family enzymes : Ancestral mutation method2011

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi, A
    • 学会等名
      International Conference on New Horizons in Biotechnology
    • 発表場所
      Trivandrum, India
    • 年月日
      20111100
  • [学会発表] 分子系統解析とタンパク質工学による初期タンパク質の復元と解析2011

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 島田真実, 中島慶樹, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      第4回アストロバイオロジーネットワークワークショップ
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20111100
  • [学会発表] 祖先配列復元に基づく祖先蛋白質の熱安定性推定2011

    • 著者名/発表者名
      中島慶樹, 赤沼哲史, 木村光男, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      極限環境生物学会2011年度 (第12回)年会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      20111100
  • [学会発表] Ancestral sequence reconstruction to inter the thermostabilities of ancestral proteins2011

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, Y., Akanuma, S., Kimura, M., Yokobori, S. and Yamagishi,A
    • 学会等名
      International Symposium on Synthesizing Life and Biological Systems
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      20111000
  • [学会発表] Approaching the sequence of the universal common ancestor generates thermally stable proteins2011

    • 著者名/発表者名
      Akanuma, S., Nakajima, Y., Yokobori, S. and Yamagishi A
    • 学会等名
      International Symposium on Synthesizing Life and Biological Systems
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      20111000
  • [学会発表] Restricting the amino acid usage of a designed ancestral nucleotide diphosphate kinase2011

    • 著者名/発表者名
      Shimada, M., Akanuma, S., Yamagishi A
    • 学会等名
      「細胞を作る」研究会 4.0
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20111000
  • [学会発表] 祖先型設計による耐熱性を有する DNA ジャイレース由来 ATPasa ドメインの構築2011

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 岩見祥子, 中村奈々, 横井珠希, 渡辺英哲, 横堀伸一, 山岸明彦
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20110900
  • [学会発表] アミノ酸組成を単純化した酵素の作成と解析2011

    • 著者名/発表者名
      島田真実, 松江久美, 佐藤結, 赤沼哲史, 山岸明彦
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20110900
  • [学会発表] 古細菌からわかる生命の初期進化40年前の世界2011

    • 著者名/発表者名
      山岸明彦
    • 学会等名
      日本進化学会第13回大会一般公開講座
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20110700
    • 招待講演
  • [学会発表] 祖先型設計した相同性の高い2つの酵素の比較から 100℃を超える耐熱性獲得機構を探る2011

    • 著者名/発表者名
      山口美奈子, 赤沼哲史, 小林愛美, 山岸明彦
    • 学会等名
      第11回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20110600
  • [学会発表] Thermal stability and catalytic property of an artificial ATPase domain of DNA gyrase produced by the ancestral design method2011

    • 著者名/発表者名
      Akanuma, S., Yokobori, S. and Yamagishi, A
    • 学会等名
      IXth European Symposium of The Protein Society
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      20110500
  • [図書] 第 9 章 全生物の共通祖先 山岸明彦編集, 「アストロバイオロジー」2013

    • 著者名/発表者名
      赤沼哲史, 山岸明彦
    • 総ページ数
      118-131
    • 出版者
      化学同人
  • [図書] 論点4生命は意外に簡単に誕生した. 立花隆他著 「地球外生命9の論点」2012

    • 著者名/発表者名
      山岸明彦
    • 総ページ数
      97-123
    • 出版者
      Blue Backs 講談社
  • [備考] 山岸明彦,全生物の共通祖先となる高温安定タンパク質の復元, 科研費 NEWS 3: 15(2013)

  • [備考] 玉腰雅忠,八木創太,赤沼哲史,山岸明彦,高機能タンパク質創製技術の現状と展望, 「技術予測レポート 2023」 上巻,日本能率協会総合研究所 80-91(2013)

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公開日: 2015-06-25  

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