人工細胞モデル構築のための基盤技術としての無細胞タンパク質合成システムの構築

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リボソーム再構成系の高効率化の検討及び、転写調製したtRNAを用いた無細胞タンパク質合成システムの構築の二点を実施した。一点目については、リボソームの試験管内再構成とポリ(U)依存的ポリフェニルアラニン合成を同時に行うシステムを立ち上げ、リボソームの再構成の効率を測定する系を構築した。このシステムにおいてはリボソームの再構成とタンパク質合成を連動させる必要があるため、従来のリボソーム試験管内再構成系と異なり、系内の塩濃度を生体内と同様に低めに保つ必要がある。その結果、リボソームの再構成効率は大きく阻害されたが、この系にYjeQ、Era、RbfA、RimM、RimPなどのリボソーム生合成因子を加えることにより、リボソームの生合成は大きく促進された。これらの結果は、生体内においては、生合成因子がリボソームの生合成に大きく関与しており、効率の高い生体内の反応に近づけるためにはこれらの因子が必須であることを示唆している。二点目については、天工合成したDHFR(ジヒドロ葉酸還元酵素)遺伝子をを鋳型に翻訳を行い、DHFRの酵素活性を測定した結果、転写したtRNAのみで合成したDHFRが天然のtRNAのみで合成したDHFRと同様の比活性を保持することを確認した。これは、未修飾のtRNAのみを用いたシステムによっても遺伝暗号解読は正常に行われることを示すものであり、無細胞蛋白質合成システムの自己複製という本研究め目的にとって重要な知見であると考えられる。