6塩基以上を1つのコドンとして翻訳するtRNAの開発と医薬としての応用可能性

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15651099
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 芳坂 貴弘 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (30263619)
• Keywords: tRNA / コドン / アンチコドン / 遺伝暗号 / 無細胞翻訳系 / 非天然アミノ酸 / 6塩基コドン / 4塩基コドン

Research Abstract

これまでに、通常の3塩基のコドンを拡張した4塩基コドンあるいは5塩基コドンが、対応する4塩基あるいは5塩基アンチコドンを持ったtRNAによって効率良く翻訳されることを見出している。そこで本研究では、6塩基あるいはそれ以上の塩基からなる拡張コドンが、対応するアンチコドンを持ったtRNAによって翻訳されうるかどうかを検討した。まず、ストレプトアビジン遺伝子の83番目のチロシンのコドンを6塩墓CGGUAGに置換したmRNAを合成した。一方、それに対応する6塩基アンチコドンCUACCGを持ったtRNAを作製し、非天然アミノ酸ニトロフェニルアラニンによりアミノアシル化した。これらを大腸菌無細胞翻訳系へ加えて、タンパク質合成を行なった。生成したタンパク質をSDS-PAGEおよびWestern Blottingにより分析したところ、非常にわずかであったが6塩基が一つのコドンとして翻訳されたと考えられるタンパク質の生成を確認することができた。そこで、tRNAの種類を変えて6塩基コドンの翻訳をさらに検討することにした。まず、種々の塩基配列を持ったtRNA遺伝子を作製し、RNAポリメラーゼによりtRNAを合成して、非天然アミノ酸によりアミノアシル化した。これらのtRNAについて、通常の3塩基コドンに対する翻訳活性を確認したところ、tRNAの種類によって大きく異なることが観察された。今後、一旦3塩基コドンに対して高い翻訳活性を有するtRNA配列を取得し、それを6塩基アンチコドンへ改変することで、6塩基コドンを効率的に翻訳するtRNAが得られる可能性が高いと予想される。