In vitro進化を利用した翻訳制御配列の包括的検索手法の開発

細胞内にはmRNAの翻訳制御にかかわる多様なシス-トランス制御系があると推測されているが、現在のところ、実際に解析の俎上に上っているものはほんの一握りである。翻訳制御シス配列をゲノム配列から包括的に検索・抽出する手法が確立されれば、ポストゲノム時代の基礎生物学や応用生物医学などにとって非常に起爆力のある有用な技術となるだろう。本研究は、そのような実験手法をIn vitro進化の原理を利用して開発・確立することを目的としている。初年度(平成13年度)の研究では、筆者らの開発した「in vitro進化をスクリーニング手法として利用した翻訳制御配列の検索手法」を小麦胚芽(WGE)のタンパク質合成系に適用した結果、この方法で実際に目的とする配列情報を取得できることが明らかとなった。平成14年度の研究では、この方法によって取得できる翻訳制御配列の機能が、スクリーニングに用いるタンパク質合成系に特異的なものかどうかを検討した。具体的には、ウサギ網状赤血球(RRL)由来のタンパク質合成系を用いて上記と同様の実験を行い、その結果を小麦胚芽由来の系の場合と比較した。その結果、スクリーニングにRRLの系を用いた場合は、翻訳制御配列のmRNA上の出現位置がWGEを用いた場合とは異なっており、また、このようにして得られたRRLで機能する翻訳制御配列は、WGEの系では機能できないことが明らかとなった。以上の結果は、今回開発した方法で取得できる翻訳制御配列は、スクリーニングに用いるタンパク質合成系に特異的であること示している。従って、本法を様々な生体組織や細胞、タンパク質合成系などに適用することにより、それぞれの系で特異的に作用する翻訳制御配列の同定や、翻訳制御系の解明を進めることが出来るものと期待される。

細胞内にはmRNAの翻訳制御にかかわる多様なシス-トランス制御系があると推測されているが、現在のところ、実際に解析の俎上に上っているものはほんの一握りである。翻訳制御シス配列をゲノム配列から包括的に検索・抽出する手法が確立されれば、ポストゲノム時代の基礎生物学や応用生物医学などにとって非常に起爆力のある有用な技術となるだろう。本研究は、そのような実験手法をIn vitro進化の原理を利用して開発・確立することを目的としている。初年度(平成13年度)の研究では、筆者らの開発した「in vitro進化をスクリーニング手法として利用した翻訳制御配列の検索手法」を小麦胚芽(WGE)のタンパク質合成系に適用した結果、この方法で実際に目的とする配列情報を取得できることが明らかとなった。平成14年度の研究では、この方法によって取得できる翻訳制御配列の機能が、スクリーニングに用いるタンパク質合成系に特異的なものかどうかを検討した。具体的には、ウサギ網状赤血球(RRL)由来のタンパク質合成系を用いて上記と同様の実験を行い、その結果を小麦胚芽由来の系の場合と比較した。その結果、スクリーニングにRRLの系を用いた場合は、翻訳制御配列のmRNA上の出現位置がWGEを用いた場合とは異なっており、また、このようにして得られたRRLで機能する翻訳制御配列は、WGEの系では機能できないことが明らかとなった。以上の結果は、今回開発した方法で取得できる翻訳制御配列は、スクリーニングに用いるタンパク質合成系に特異的であること示している。従って、本法を様々な生体組織や細胞、タンパク質合成系などに適用することにより、それぞれの系で特異的に作用する翻訳制御配列の同定や、翻訳制御系の解明を進めることが出来るものと期待される。