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2015 年度 実績報告書

無細胞タンパク質合成システムの自己複製

研究課題

研究課題/領域番号 26710014
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 / tRNA / マイクロ流路
研究実績の概要

生命とは何かという問いに答えるために、生命を構成する分子群から生命を再構成することは生命科学分野における究極の目標の一つである。生命の大きな特徴の一つに自己複製があげられるため、生命を再構成するためには、生命を構成する分子の中でもっとも重要な役割を果たすものの一つであるタンパク質を合成する装置そのものを自己複製可能な形で再構成することが不可欠であると考えられる。そこで、本研究ではタンパク質合成システムを形成する個々の因子から再構成した、再構成型無細胞タンパク質合成システム、PURE systemを自己複製可能な反応系へと改良することを目的とし、リボソームの再構成・tRNAの再構成・マイクロ流路におけるタンパク質合成の再構成の3点について研究開発を行っている。本年度は、前年度に確立された、PURE systemによって合成された安定同位体標識ペプチドを利用したタンパク質の絶対定量法を利用し、リボソームに結合するリボソームタンパク質の量比の測定を行うための条件検討を行った。また、再構成に利用した21のtRNA群を合成しながらタンパク質合成を行っていく系の構築について条件検討を行った。さらに、ガラス基板上に構築されたマイクロ流路上におけるタンパク質合成について合成量を向上させるための条件検討を行った。本年度によって得られた成果は、次年度におけるリボソーム再構成の評価、再構成されたtRNAによるタンパク質合成効率の向上、マイクロ流路を細胞に見立てたPURE systemの自己複製研究に応用する。

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

当初計画に記載した通り、リボソームの再構成、tRNAの再構成、マイクロ流路におけるタンパク質合成の確立にむけた研究開発を順調に行っている。

今後の研究の推進方策

リボソーム再構成、tRNAの再構成、マイクロ流路におけるタンパク質合成それぞれの課題について、効率向上も含め、論文化できるような開発に努めていきたいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

計画は順調に進んでいるが、次年度に購入するための超遠心機などの大型機器の購入を予定しており、今年度の経費を抑え気味に研究を行った。

次年度使用額の使用計画

次年度に超遠心機などの大型機器の購入を予定している。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

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

  • [雑誌論文] Mammalian Reverse Genetics without Crossing Reveals Nr3a as a Short-Sleeper Gene.2016

    • 著者名/発表者名
      Sunagawa GA, Sumiyama K, Ukai-Tadenuma M, Perrin D, Fujishima H, Ukai H, Nishimura O, Shi S, Ohno R, Narumi R, Shimizu Y, Tone D, Ode KL, Kuraku S, Ueda HR.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 14 ページ: 662-677

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2015.12.052

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 無細胞タンパク質合成システム2015

    • 著者名/発表者名
      清水義宏、木賀大介
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 93 ページ: 603-606

  • [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2015

    • 著者名/発表者名
      清水義宏
    • 学会等名
      第10回無細胞生命科学研究会
    • 発表場所
      理化学研究所横浜キャンパス
    • 年月日
      2015-10-13 – 2015-10-14
  • [学会発表] 全成分タンパク質合成反応モデルの構築とこれを用いた反応ダイナミクス解析2015

    • 著者名/発表者名
      松浦友亮、清水義宏、細田一史、谷村直樹、四方哲也
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-14
  • [学会発表] Systems biological approaches for the E. coli translation system2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Shimizu
    • 学会等名
      Workshop in 13th European Conference on Artificial Life
    • 発表場所
      York Univ, UK
    • 年月日
      2015-07-21 – 2015-07-21
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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