2008 Fiscal Year Self-evaluation Report
Physico-chemical approach on the construction of functional de novo cell
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18GS0421
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Creative Scientific Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
YOSHIKAWA Kenichi Kyoto University, 大学院・理学研究科, 教授 (80110823)
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| Project Period (FY) |
2006 – 2010
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| Keywords | リポソ-ム / 人工細胞モデル / 物性基礎論 / メゾスコピック系 / 自己組織化 |
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| Research Abstract |
本研究では、モデル細胞の非平衡条件下での振る舞いを明らかにすることを通して、生命現象の本質に迫る。そのため、具体的には次の3つの視点から研究を進めてきた。(1) DNA高次構造転移とその生物学的意義DNAの高次構造転移による遺伝子群の活性のon/offスイッチングを実空間上の実験を通して実証する。非特異的な環境要因による、DNAの折り畳み転移に関して、蛍光顕微鏡および、AFMによる一分子計測を主とした系統的な実験を行う。得られた結果より体系的な理論を構築し、これにより細胞内での自律的な遺伝子制御のメカニズムの解明を目指す。(2) 細胞サイズ小胞を用いる実空間細胞モデルの構築と微小空間特異性 人工細胞モデルとしての巨大リポソ-ムの調製手法を開発し、そのメカニズム解析を行う。さらに、ゲノムサイズが2.1Mbと小さく全遺伝子が特定された超好熱菌性始原菌ゲノムを用いた無細胞タンパク質発現系を確立し、細胞内遺伝子情報制御のモデル系に展開する。リン脂質多重層から自発的に細胞サイズの小胞(リポソ-ム)が生成する機構を明らかにするとともに、モデル小胞内での転写・発現反応の加速のメカニズムを解明する。(3) 生命現象の階層的モデリング長鎖DNAの高次構造転移と生化学反応のネットワ-クからなる、生命現象の階層的システムとしての特質を実験・理論の両面から究明する。上記1)、2) の課題を進展させる中で構築された理論に基づく作業仮説に従い、実空間上でのモデル実験による検証を進める。また、リポソ-ムに無細胞タンパク質合成系を封入した人工細胞モデルを創り出す。
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