翻訳エンハンサー因子を用いた植物新機能ベクターの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09554054
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 小保方 潤一 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助教授 (50185667)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 賢一 サントリー株式会社, 基礎研究所植物工学グループ, 研究員 ; 戸栗 敏博 キリンビール株式会社, 基盤技術研究所, 主任研究員
• Keywords: タンパク質合成 / 翻訳エンハンサー / 植物ベクター / 5'非翻訳領域 / 3'非翻訳領域 / invitro / 分子進化 / 5'キャップ

Research Abstract

筆者らは、5'非翻訳領域に挿入されるとmRNAの転写や安定性には影響を与えずに翻訳効率のみを促進させる塩基配列、所謂"翻訳エンハンサー配列"を形質転換タバコの実験系で2種類見い出し、昨年までの研究でそれら2種類の配列因子をベクター開発に応用するための基礎研究を行ってきた。その結果、これらの因子は確かに植物発現ベクターの構築にはある程度有効であることが示されたが、一方その効果はタンパク質コード領域やUTR内の塩基配列自体に非常に大きく左右され、場合によっては殆ど促進効果を示さないケースのあることが明らかになった。本研究の終局的な目的のひとつは「狙った遺伝子の翻訳効率を確実に増減させる方法の開発」、言い換えれば「mRNAの翻訳制御工学」を確立することであるが、上述の知見は、これまでの研究方向ではこの目標に到達するのが困難であることを示唆している。そこで、今年度の研究では、全く新しいアイデアに基づいて、新規な翻訳エンハンサーを検索する手法を開発した。その原理はPCRをベースにしたinvitro分子進化の実験手法をinvitro翻訳実験系に応用するというものである。この実験手法の実証試験を行ったところ、小麦胚芽由来のinvitroタンパク質合成系で機能する5'UTR中のエンハンサーモチーフ群と、キャップ非依存的な翻訳を促進する3'UTR中のエンハンサーモチーフ群をそれぞれ実際に単離することに成功した。現在この手法をinvitro系へ応用するための検討を進めているが、最終年度に開発されたこの方法によって3年間にわたる本研究課題の基本目標は達成できたものと考えている。