人工塩基対システムにより遺伝暗号を拡張したタンパク質合成系の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24710256
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 木本 路子 独立行政法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, 上級研究員 (20415144)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 人工塩基対 / 翻訳 / 転写 / 複製 / tRNA / mRNA / T7 RNA ポリメラーゼ / 無細胞タンパク質合成系

研究概要

本研究課題では、翻訳システムにおける疎水性の人工塩基を含む新たなコドン-アンチコドンの相互作用の検証をとおして、翻訳系にも人工塩基対システムを拡張し、人工塩基対をDNA中に組み込むことで遺伝暗号を拡張した人工タンパク質の合成系の開発をめざす。
具体的には、疎水性人工塩基を組みこんだmRNAやtRNA調製法の確立、無細胞タンパク質合成系を利用したペプチド合成の検証をおこない、今後のさらなる人工塩基拡張タンパク質合成系の開発に重要となる知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Site-specific functional labeling of nucleic acids by in vitro replication and transcription using unnatural base pair systems (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kimoto, Y. Hikida, I. Hirao
  • 雑誌名: Israel. J. Chem 巻: 53 ページ: 450-468
  • DOI: 10.1002/ijch.20130013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of high-affinity DNA aptamters using an expanded genetic alphabet (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kimoto, R. Yamashige, K. Matsunaga, S. Yokohama, I. Hirao
  • 雑誌名: Nat. Biotechnol 巻: 31 ページ: 453-457
  • DOI: 10.1038/nbt.2556
  • 査読あり
• [雑誌論文] Natural versus artificial creation of base pairs in DNA : origin of nucleobases from the perspectives of unnatural base pair studies (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirao I, Kimoto M, Yamashige R
  • 雑誌名: Acc. Chem. Res 巻: 45 ページ: 2055-65
  • DOI: 10.1021/ar200257x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Site-specific functionalization of RNA molecules by an unnatural base pair transcription system via click chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishizuka T, Kimoto M, Sato A, Hirao I
  • 雑誌名: Chem. Commun 巻: 48 ページ: 10835-7
  • DOI: 10.1039/c2cc36293g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unnatural base pair systems toward the expansion of the genetic alphabet in the central dogma (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirao I, Kimoto M
  • 雑誌名: Proceedings of the Japan Academy, Series B 巻: 88 ページ: 345-67
  • DOI: 10.2183/pjab.88.345
  • 査読あり
• [雑誌論文] PCR amplification and transcription for site-specific labeling of large RNA molecules by a two-unnatural-base-pair system (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimoto M, Yamashige R, Yokoyama S, Hirao
  • 雑誌名: J. Nucleic Acids ページ: 230943
  • DOI: 10.1155/2012/230943
  • 査読あり
• [学会発表] Site-specific functional labeling of RNA molecules by using unnatural base pair systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Michiko Kimoto
  • 学会等名: The 65th Fujihara Seminar International Symposium on Synthetic Biology of Unnatural Base Pairs and Amino Acids
  • 発表場所: 北海道・苫小牧
  • 年月日: 20141001-04
• [学会発表] Thermal stability of hydrophobic unnatural base pairs in duplexes (2014)
  • 著者名/発表者名: Michiko Kimoto, Ichiro, Hirao
  • 学会等名: XVIth SCNAC
  • 発表場所: チェコ・チェスキークルムノフ
  • 年月日: 20140608-13
• [学会発表] Variation of Genetic Alphabets of Nucleobases (2013)
  • 著者名/発表者名: Michiko Kimoto, Ichiro Hirao
  • 学会等名: International Astrobiology workshop 2013
  • 発表場所: 相模原・JAXA
  • 年月日: 20131128-30
• [学会発表] 複製可能な人工塩基対を組み込んだDNAを創る (2013)
  • 著者名/発表者名: 木本路子
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会6
  • 発表場所: 慶応技術大学鶴岡タウンキャンパス
  • 年月日: 20131114-15
• [学会発表] High-affinity DNA aptamer selection by a genetic alphabet expansion PCR system (2013)
  • 著者名/発表者名: Michiko Kimoto, Ken-ichiro Matsunaga, Rie Yamashige, Ichiro Hirao
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 20131028-30
• [学会発表] Expanding the Genetic Alphabet for Generating High-affinity DNA Aptmaer (2013)
  • 著者名/発表者名: Michiko Kimoto, Ken-ichiro Matsunaga, Rie Yamashige, Ichiro hirao
  • 学会等名: OTS Annual Meeting 2013
  • 発表場所: イタリア・ナポリ
  • 年月日: 20131006-08
• [学会発表] Site-specific labeling of RNA by a replication-transcription system using a genetic alphabet expansion with two unnatural base pairs (2013)
  • 著者名/発表者名: Michiko Kimoto, Rie Yamashige, Ichiro Hirao
  • 学会等名: 3rd International Conference on Nucleic Acid-Protein Chemistry and Structural Biology
  • 発表場所: 米国・アトランタ
  • 年月日: 20130913-15
• [学会発表] Creation of DNA aptamers using libraries with five different bases by an unnatural base pair system (2012)
  • 著者名/発表者名: Michiko Kimoto, Rie Yamashige, Ken-ichiro Matsunaga, Shigeyuki Yokoyama, Ichiro Hirao
  • 学会等名: 第39回国際核酸化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
  • 年月日: 20121113-15
• [学会発表] The third base pair'Ds-Px'in PCR amplification (2012)
  • 著者名/発表者名: Rie Yamashige, Michiko Kimoto, Yusuke Takezawa, Akira Sato, Tsuneo Mitsui, Shigeyuki Yokoyama, Ichiro Hirao
  • 学会等名: XX IRT-20th International Roundtable on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids
  • 発表場所: カナダ、モントリオール
  • 年月日: 20120805-09
• [学会発表] 人工塩基対システムおよびクリック反応による機能性RNAの部位特異的修飾 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石塚匠, 木本路子, 佐藤旭, 横山茂之, 平尾一郎
  • 学会等名: 第14回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 東北大学百周年記念会館
  • 年月日: 20120718-20
• [学会発表] Site-specific labeling of RNA molecules by an unnatural base pair transcription system coupled with click chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Takumi Ishizuka, Michiko Kimoto, Akira Sato, Shigeyuki Yokoyama, Ichiro Hirao
  • 学会等名: Fluorescent Biomolecules and their Building Blocks - Design and Applications
  • 発表場所: スウェーデンヨーテボリ
  • 年月日: 20120705-08
• [学会発表] Site-specific fluorescent probing of RNA molecules by an unnatural base pair system and its applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Michiko Kimoto, Yasushi Hikida, Shuang Liu, Shigeyuki Yokoyama, Ichiro Hirao
  • 学会等名: Fluorescent Biomolecules and their Building Blocks - Design and Applications
  • 発表場所: スウェーデンヨーテボリ
  • 年月日: 20120705-08
• [図書] Creation of Unnatural Base Pair Systems Toward New DNA/RNA Biotechnologies, Chemical Biology of Nucleic Acids–Fundamentals and Clinical Applications- RNA Technologies (2014)
  • 著者名/発表者名: Michiko Kimoto, Ichiro, Hirao
  • 総ページ数: 131-148
  • 出版者: Springer-Verlag
• [備考]
  • URL: http://protein.gsc.riken.jp/hirao/