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2015 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 – 2017-03-31
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

本研究課題では、tRNAの末端成熟化(プロセシング)過程を利用した、新規の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』の開発を目指している。研究開始1年目(平成25年度)は、小麦胚芽抽出液を用いて真核生物tRNAのプロセシング機構を調査し、2年目(平成26年度)は、1年目に解明したプロセシング機構の特徴を活かして「分子応答性プロセシングシステム」のプロトタイプを作製した。このプロトタイプは、アンバーサプレッサーtRNAの3'trailer部位にテオフィリン結合RNAアプタマーが導入されたもので、テオフィリン分子依存的に3'末端プロセシングを受けるように設計されている。3年目の昨年度(平成27年度)は、そのプロトタイプのテオフィリン分子応答性を高めるとともに、高効率なtrans型『シュードリボスイッチ』を開発することに成功した。具体的には、tRNAに導入されたRNAアプタマーの周辺配列をテオフィリン分子応答性が高くなるように最適化した後、アンバーコドン含有のレポーター遺伝子と組み合わせることで、テオフィリン濃度依存的に全長(活性型)レポータータンパク質が発現される仕組みを構築した。また、テオフィリン以外の分子にも汎用的に適用できるように、アプタマーの配列情報のみでtrans型『シュードリボスイッチ』を合理的に設計する方法を確立した。さらに、当該スイッチシステムに応用可能である非天然アミノ酸導入用アンバーサプレッサーtRNAを開発した。

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

平成27年度の交付申請書に記載した研究実施計画のうち、メインテーマである「trans型シュードリボスイッチの設計法確立」には早々と成功した。サブテーマである「核酸応答に特化したシュードリボスイッチの開発」は完了していないが、当初計画には無かった非天然アミノ酸導入用アンバーサプレッサーtRNAを開発することができた。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

今年度は、昨年度のサブテーマである「核酸応答に特化したシュードリボスイッチの開発」および研究開始当初の最終目標である「cis型シュードリボスイッチの開発」を試みたい。

次年度使用額が生じた理由

補助事業期間延長申請書に記載した理由により、研究期間を1年間延長したため。

次年度使用額の使用計画

補助事業期間延長申請書に記載した通り、主に物品費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Rational optimization of amber suppressor tRNAs toward efficient incorporation of a non-natural amino acid into protein in a eukaryotic wheat germ extract2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ogawa,* Yuki Namba, Mai Gakumasawa
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 14 ページ: 2671-2678

    • DOI

      10.1039/C5OB02533H

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Biofunction-assisted aptasensors based on ligand-dependent 3’ processing of a suppressor tRNA in a wheat germ extract2015

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

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 13 ページ: 6681-6685

    • DOI

      10.1039/C5OB00794A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Utilization of the theophylline-dependent engineered riboswitches for strict control of plastid gene expression in tobacco2016

    • 著者名/発表者名
      中平洋一、小川敦司、戸澤譲、椎名隆
    • 学会等名
      第57回植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県・盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-18
  • [学会発表] Rational engineering of ribosomal shunt-modulating eukaryotic ON-riboswitches2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ogawa
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Convention Center (USA, Hawaii, Honolulu)
    • 年月日
      2015-12-19 – 2015-12-19
    • 国際学会
  • [学会発表] Riboswitch制御でのシアノファージ由来Sigma factorによるシアノバクテリアの糖代謝改変2015

    • 著者名/発表者名
      沢稔彦、小川敦司、田附常幸、廣川安孝、小山内崇、花井泰三
    • 学会等名
      第22回日本生物工学会九州支部宮崎大会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎県・宮崎市)
    • 年月日
      2015-12-05 – 2015-12-05
  • [学会発表] コムギ胚芽抽出液中におけるtRNA 末端processingを利用したaptamer基盤センサー(aptasensor)の開発2015

    • 著者名/発表者名
      田渕潤一郎、小川敦司
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会・第88回日本生化学会合同年会(BMB2015)
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-01
  • [学会発表] Biofunction-assisted aptasensors based on ligand-dependent 3' processing of a suppressor tRNA in a wheat germ extract2015

    • 著者名/発表者名
      Junichiro Tabuchi and Atsushi Ogawa
    • 学会等名
      Protein Island Matsuyama International Symposium 2015
    • 発表場所
      Ehime University (Ehime, Matsuyama)
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
    • 国際学会
  • [学会発表] RNAプロセシングを利用したシュードリボスイッチの開発2015

    • 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2015
    • 発表場所
      東京大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-06-27 – 2015-06-27
  • [備考] 小川研究室:Ogawa Lab

    • URL

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

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公開日: 2017-01-06  

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