mRNAのリボゾーム複合体へのバイオターゲティング-効率的な無細胞遺伝子翻訳反応をめざして-

点击翻译按钮获取中文摘要

生きた細胞から遺伝子の転写・翻訳に必要な成分のみを取り出し、これを用いて鋳型(DNAあるいはmRNA)から蛋白質を合成する“無細胞蛋白質合成システム"は、生命維持機構や生体防御機構という制約から解放されるため、生細胞を用いる“遺伝子工学的システム"より簡便で迅速であり、実験室レベルの蛋白質生合成技術として、非常に有望である。とくに小麦胚芽抽出液は原料入手が容易、調製法が簡単、という利点を有している。しかし、真核生物の翻訳系であるため、鋳型となるmRNAの5'末端には通常キャップ(cap)構造が必要である。しかし、その構造を作るために使用されるキャップアナログは非常に高価であり、また遊離のキャップアナログは翻訳反応を著しく阻害する。そこで、キャップ構造の機能を代替し、翻訳開始因子(eIF4F等)あるいは40S rRNAあるいはその複合体を特異的ターゲットとして認識し翻訳を促進するようなキャップ非依存性5'翻訳促進配列(5'TE)配列について研究した。この目的のため天然の5'TEの一種であるタバコエッチウイルス(TEV)5'UTRを出発材料として、6種類の欠失変異体を構築した。レポーター遺伝子として、ジヒドロ葉酸還元酵素をコードする遺伝子(dhfr)からの酵素の合成量を調べた。その結果、欠失変異体の中で、類縁ウイルス(ポティウイルス)間で相同性が比較的高い領域である37-65塩基[TE(37-65)配列と命名]は、キャップ非依存性の翻訳促進活性が高く、また29bpと非常に短いため、PCRのプライマーとして用いることが可能となった。また、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼやクラゲ蛍光蛋白質についても同様の結果が得られた。