細胞内タンパク質のバーコードラベル化-タンパク質間相互作用解析を指向して-

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今年度は、昨年度中に「タンパク質のバーコードラベル化法」として開発した、リードスルーリボソームディスプレイ法を改良すると共に、さらにそれを用いた応用研究を展開した。昨年度中までのリードスルーリボソームディスプレイ法は、3種類の終止コドンのうちアンバーコドンのみに限定されていたが、今年度は、他の2種類の終止コドンに対応するサプレッサーtRNAを合成し、全ての終止コドンに対して同法を適用可能にした。このことによって、細胞中のいかなるmRNAであっても、天然のまま(修飾を加えることなく)リボソームディスプレイの鋳型として用いることができるようになった。また、昨年度までは再構築系のタンパク質翻訳システムを利用していたが、より一般的な細胞抽出液で上記リードスルーリボソームディスプレイ法が適用できるよう、タンパク質終結因子に結合する核酸(RNA)分子をセレクションし、細胞抽出液から終結因子を除去することで、リードスルーの効率を上昇させることに成功した。以上の結果から、細胞内の全mRNAに対してリードスルーリボソームディスプレイ法を適用すれば、細胞内全タンパク質を効率よくバーコードラベル化できると考えられ、得られたバーコード化タンパク質とDNAチップなどと組み合わせることにより、細胞内タンパク質間の相互作用を網羅的に解析するためのタンパク質チップが作成可能にとなると思われる。さらに、上記リードスルーリボソームディスプレイ法のタンパク質相互作用解析ツールとしての用途以外に、タンパク質翻訳システムの試験管内進化法への応用を見出し、試験管内逆相ミセル中で抑制tRNAをセレクションすることに成功した。本法は、試験管内では困難であったタンパク質翻訳に関わる生体分子の進化法を実現させたものであり、分子進化工学への寄与は非常に大きい。