研究課題
遺伝子発現をOn-Offする仕組みを組み込んだ人工遺伝子は生物工学や合成生物学の研究に重要である。本研究ではDNAに非天然型の人工ヌクレオシドを導入し三重鎖形成反応や光照射など、天然型DNAでは実現できない特異的な相互作用により制御することのできる人工遺伝子の開発を目指し研究を行った。まず、三重鎖形成反応により遺伝子発現を制御できる人工遺伝子を合成し、実際に三重鎖形成核酸との相互作用によりT7-RNAポリメラーゼによる転写反応を制御することに成功した。さらにこの三重鎖形成技術を応用し、三重鎖形成に伴い蛍光を発する蛍光核酸の開発と、光照射により転写を活性化することの可能な光制御遺伝子の開発にも成功した。また、核酸塩基部を化学修飾した人工遺伝子を細胞内で酵素的に合成する技術への応用を見据え、核酸塩基部、特にピリミジン環2位のカルボニル基を有しないヌクレオシド三リン酸やピリミジン環5位に光保護基を導入したヌクレオシド三リン酸を合成し、それらのDNAポリメラーゼ反応による取り込み能を定量的に評価することで、これらの化学修飾がDNAポリメラーゼ反応に与える影響を明らかにした。また、実際にこれらの修飾塩基を含むDNAを酵素反応により合成することにも成功した。今後は今回開発した人工遺伝子群を細胞内で合成することにより、外部から三重鎖形成核酸の投与や光照射により機能を制御することのできる人工遺伝子を有する合成細胞などの合成生物学分野への応用が期待される。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)
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