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2016 年度 実績報告書

リボソームプロファイリングを用いた無細胞タンパク質合成システムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 26640134
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

清水 義宏  国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, ユニットリーダー (90401231)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード無細胞タンパク質合成 / リボソーム / mRNA / 次世代シーケンサー
研究実績の概要

本研究では、これまで複雑な生命システムの内部構造を、理解可能な形で定量的に記述することを目的とし、再構成型無細胞タンパク質合成システムであるPURE systemにおける様々な過程において、特徴的なmRNA配列を次世代シーケンサーによって網羅的に解析する基盤を構築してきた。本年度は、開始複合体の下流をランダム化した合成mRNAを用いた上、伸長因子や各種tRNAなどを添加し、開始反応以降を行わせた後、翻訳産物に対してアフィニティ精製を行うことによってリボソームにトラップされる形でmRNAを精製し、得られた配列の次世代シーケンス解析を行った。その結果、開始複合体の形成から翻訳の伸長にいたる過程において効果的な配列、または阻害的な配列集団の特徴抽出を行うことができた。これらの配列集団の特徴と、前年度までの研究において得られている開始複合体形成に効果的または阻害的な配列集団の特徴との相違をさらに明らかにするため、これまでは転写したmRNAを用いた解析を行ってきたが、転写と翻訳を共役した形でmRNAを調製し、同様にmRNAを精製し、配列解析を行った結果、mRNAの二次構造形成の影響を極力排除した形で翻訳に効果的、または阻害的な配列集団の特徴抽出を行うことにも成功した。これらの結果により、PUREシステムにおいて反応効率を高めるまたは阻害する配列集団の特徴抽出を網羅的解析から定量的に評価することが可能となった。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Reaction dynamics analysis of a reconstituted Escherichia coli protein translation system by computational modeling.2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuura T, Tanimura N, Hosoda K, Yomo T, Shimizu Y
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.

      巻: 114 ページ: E1336-E1344

    • DOI

      10.1073/pnas.1615351114

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 人工細胞と無細胞タンパク質合成システム.2017

    • 著者名/発表者名
      安達仁朗, 清水義宏
    • 雑誌名

      人工細胞の創製とその応用 (シーエムシー出版 植田充美 監修)

      巻: not applicable ページ: 8-14

  • [雑誌論文] Mass spectrometry-based absolute quantification reveals rhythmic variation of mouse circadian clock proteins.2016

    • 著者名/発表者名
      Narumi R, Shimizu Y, Ukai-Tadenuma M, Ode KL, Kanda GN, Shinohara Y, Sato A, Matsumoto K, Ueda HR
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.

      巻: 113 ページ: E3461-E3467

    • DOI

      10.1073/pnas.1603799113

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 新規タンパク質定量法「MS-QBiC」による 体内時刻の測定2017

    • 著者名/発表者名
      清水義宏
    • 学会等名
      メディカルジャパン2017大阪
    • 発表場所
      インテックス大阪
    • 年月日
      2017-02-16 – 2017-02-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規タンパク質定量法「MS-QBiC」による 体内時刻の測定2017

    • 著者名/発表者名
      清水義宏
    • 学会等名
      神戸ポートアイランド創薬フォーラム
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2017-01-18 – 2017-01-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代シーケンサーを用いたmRNA 配列とリボソームの相互作用解析2016

    • 著者名/発表者名
      清水義宏
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会9.0
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2016-11-21 – 2016-11-22
  • [学会発表] 次世代シーケンサーを用いたmRNA 配列とリボソームの相互作用解析2016

    • 著者名/発表者名
      清水義宏
    • 学会等名
      第11回無細胞生命科学研究会
    • 発表場所
      岩手雫石 ゆこたんの森
    • 年月日
      2016-10-06 – 2016-10-07
  • [学会発表] 再構成型無細胞タンパク質合成システムを利用した新規タンパク質定量法「MS-QBiC」による体内時刻の測定2016

    • 著者名/発表者名
      清水義宏, 鳴海良平, 上田泰己
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場
    • 年月日
      2016-09-30 – 2016-09-30
  • [学会発表] Body time detection by a novel protein quantification method using mass spectrometry and cell-free protein synthesis system.2016

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Y, Narumi R, Ueda HR
    • 学会等名
      QBiC Symposium 2016
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター
    • 年月日
      2016-09-05 – 2016-09-07
    • 国際学会
  • [学会発表] タンパク質合成の再構成2016

    • 著者名/発表者名
      清水義宏
    • 学会等名
      日本進化学会第18回大会ワークショップ
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-08-25 – 2016-08-25
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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