GroE依存基質タンパク質を用いたフォールディングスイッチの作製

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近年、生物の材料を組み合わせて新しい機能の実現を目指す合成生物学が勃興し、生物の個々の機能を取り出して回路化する試みが行われてきている。この回路化にはスイッチによるタンパク質の発現制御が重要である。現在までに、リプレッサーのような転写因子を用いたスイッチの他、低分子化合物を結合するRNAを用いたリボスイッチ、RNAに結合するタンパク質を用いたRNPスイッチなどが報告されている。これらのスイッチから発現するタンパク質は、いずれもリボソームで翻訳された後、立体構造になる過程(フォールディング過程)を経る。したがって、タンパク質のフォールディングを制御すれば、既存のものとはターゲットは異なり、働く分子機械の機能を直前で制御可能なスイッチとなる。そこで、本研究ではフォールディングスイッチを作製する。本年度は、比較的小さなGroEが存在しないとフォールディングできないタンパク質(FtsE、YqaB)の下流に転写因子tetRやGFPを融合しGroE依存性を解析した。結果、これらの融合タンパク質はGroE存在下でも正常なフォールディングができないことが明らかになった。今後、この理由を解明することで、タンパク質のフォールディング機構に対する新たな知見が得られることが期待される。また、生体にそなわっているフォールディングスイッチを利用した合成生物学を展開した。GroE発現抑制状態では塩要求が強くなること、特定のプロモーターが活性化されることを利用し、培地中の塩濃度をGFPの蛍光に変換する『定量的な』塩濃度センサー大腸菌を作製することに成功した。本成果により、フォールディングスイッチが実用的なものであることを示した。