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本研究課題の目的は、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』の開発である。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（天然アミノ酸転移用）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（平成27年度）は、こ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。
研究期間を延長して臨んだ昨年度（平成28年度）は、上述した『シュードリボスイッチ』の分子応答性を核酸に拡張し、高感度・高選択性の核酸検出バイオセンサーを開発した。具体的には、分子応答性シュードリボスイッチの開発研究で得られた知見に基づき、アンバーサプレッサーtRNA（天然アミノ酸転移用）の3’trailer部位に標的核酸の相補鎖を導入し、RNase Hおよびアンバー変異レポーター遺伝子と組み合わせることで、核酸検出バイオセンサーを作製した。HIV-1の感染に関わることが知られているヒトCC chemokine receptor 5(CCR5)遺伝子配列の一部を標的DNAとしてtRNAプローブを設計し、検出能力を評価したところ、検出下限は1.7 fmol (250 pM)であり、核酸増幅を必要としない類似の核酸検出バイオセンサーよりも高感度であった。また、標的の1塩基多型（SNPs）の識別にも成功した。
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