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2014 年度 実績報告書

分子応答性RNAプロセシングシステムの開発と人工シュードリボスイッチへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 25708027
研究機関愛媛大学

研究代表者

小川 敦司  愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 准教授 (30442940)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードリボスイッチ / プロセシング / tRNA
研究実績の概要

本研究では、tRNAの末端成熟過程(プロセシング)を利用した、分子応答性遺伝子発現制御システム(シュードリボスイッチ)の構築を目指している。我々の研究室では、本研究開始以前に、真核生物(植物)であるコムギの胚芽抽出液中で非常に効率よく働くsuppressor tRNAを人工進化によって獲得しており、1年目(平成25年度)は、このtRNAを基盤に、当該抽出液中におけるtRNAプロセシング機構を調査した。2年目の昨年度(平成26年度)は、その調査結果に基づいて、核酸応答性のシュードリボスイッチを構築する予定であったが、より本研究の最終目標に近い分子応答性のシュードリボスイッチ構築に向けて、そのプロトタイプ作製に成功した。具体的には、テオフィリンという小分子に特異的に結合するRNAアプタマーを上記tRNAに結合させ、テオフィリン依存的にプロセシングを誘起するシステムを構築した。プロセシングを受け成熟化したsuppressor tRNAは、対応するコドンを含むレポーター遺伝子の完全発現を促進できるため、分子応答性の遺伝子発現制御が可能となる。本システムは、1年目の調査で判明したtRNAプロセシング機構の特徴が非常に巧妙に利用されており、全く新しい遺伝子発現制御システムとなっている。今後は、このプロトタイプを基盤に分子応答性を最適化するとともに、汎用性のあるシュードリボスイッチ設計法の確立を図りたい。また、交付申請書に示した通り、発現ON時の翻訳効率を上げるためのmRNAの改良にも取り組み、一定の成果を得た。

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

trans型ではあるものの、シュードリボスイッチのプロトタイプ作製に成功しており、また、当初計画になかったmRNAの改良にも一定の成果を挙げている。以上のことから、研究はおおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

今後は、昨年度に作製したtrans型シュードリボスイッチのプロトタイプを基盤に分子応答性を最適化するとともに、汎用性のある『シュードリボスイッチ』設計法を確立する。また、核酸応答に特化したシュードリボスイッチを構築することで、微量核酸検出への応用も図りたい。さらに時間が許せば、現在trans型であるシュードリボスイッチをcis型に発展させることを検討する。

次年度使用額が生じた理由

H27度交付予定額がH26年度交付額(前年度からの繰り越し含む)の半分程度であり、H27年度の研究計画から当該年度の研究遂行が困難になると予想されるため、繰り越しを決定した。

次年度使用額の使用計画

物品費やその他の費用として使用する予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Investigation of end processing and degradation of premature tRNAs and their application to stabilization of in vitro transcripts in wheat germ extract2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ogawa,* Yasunori Doi
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 13 ページ: 1008-1012

    • DOI

      10.1039/C4OB02221A

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Engineering of Ribosomal Shunt-Modulating Eukaryotic ON Riboswitches by Using a Cell-Free Translation System2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ogawa*
    • 雑誌名

      Methods Enzymol.

      巻: 550 ページ: 109-128

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2014.10.033

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Identification of short untranslated regions that sufficiently enhance translation in high-quality wheat germ extract2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ogawa,* Junichiro Tabuchi, Yasunori Doi
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      巻: 24 ページ: 3724-3727

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2014.07.004

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Identification of short untranslated regions that sufficiently enhance translation in wheat germ extract2014

    • 著者名/発表者名
      Junichiro Tabuchi, Yasunori Doi, and Atsushi Ogawa
    • 学会等名
      Protein Island Matsuyama International Symposium 2014
    • 発表場所
      Ehime University (Ehime, Matsuyama)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-17
  • [学会発表] Hybridization switch-freeの真核系ONリボスイッチを創る2014

    • 著者名/発表者名
      小川敦司
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県・岡山市)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-11
  • [学会発表] コムギ胚芽抽出液中で高い翻訳促進効果を発揮する短い非翻訳領域2014

    • 著者名/発表者名
      田渕潤一郎、土居靖典、小川敦司
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県・岡山市)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-11
  • [学会発表] 分子応答性RNAプロセシングシステムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      小川敦司
    • 学会等名
      新世代の生物有機化学研究会2014
    • 発表場所
      東京大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2014-06-21 – 2014-06-21
  • [備考] 小川研究室:Ogawa Lab

    • URL

      http://www.pros.ehime-u.ac.jp/ogawa/

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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