セリウム触媒を利用した人工制限酵素の高機能化および遺伝子操作への応用

使用铈催化剂改善人工限制性酶的功能并将其应用于基因操作

基本信息

  • 批准号:
    07J03030
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2007 至 2009
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

遺伝子組換え技術は、遺伝子の本体であるDNAを位置選択的に切断し、他の遺伝子と連結することで達成される。しかし、DNA切断に用いられる天然制限酵素は、切断位置が限定されたり、選択性が不十分であったりと、ゲノムなどの巨大DNAを扱うツールとしては不十分であった。これに対し我々は、DNA加水分解触媒Ce(IV)/EDTAとPNA(ペプチド核酸)を併用し、天然を超える高い位置特異性と自由度を有した人工制限酵素の構築を行ってきた。本研究では、さらに高度な遺伝子操作に向けた汎用的なツールとして完成させるべく、切断効率・選択性をより向上させた次世代の人工制限酵素の構築を目指した。今年度は、DNA配列認識部位であるPNAにリンカーを導入し、その認識能が配列全体として向上していることを明らかにした(投稿作業中)。さらに本系を発展させ、機能性リンカーを用いたPNAへの新機能付与にも成功した(論文1、2)。また、EDTP配位子とCeとの相互作用を利用して切断効率の大幅な向上に成功し、その切断機構の解明も行った(論文3)。現在は、PNAへの配位子修飾へと展開が行われている。EDTP以外にもCeとの強い相互作用を示すポリアミン系錯体のPNA導入に成功し、切断の高効率化が確認されており、今後のさらなる展開が期待される。上記の結果はいずれも、本系を次世代の遺伝子操作ツールとして今後展開していく上で非常に重要な知見である。巨大DNAを対象とし長鎖PNAを用いる場合では、複数のリンカーを導入してミスマッチ識別能を向上させたり、EDTPなどの配位子を修飾したPNAを用いたりすることで、さらなる切断効率の向上が期待される。このように本人工制限酵素をさらに発展させ、より高い活性・選択性でDNAを位置選択的に切断する技術が確立されることで、従来は達成が困難であった遺伝子操作などへの応用が期待される。
Heritage 伝 subgroups in は え technology, but 伝 の ontology で あ る DNA を position sentaku に cut し link, he の but 伝 と す る こ と で reached さ れ る. し か し, DNA cut に い ら れ る が は, the limitations of natural enzyme cut position limit さ れ た り, sentaku が not quite で あ っ た り と, ゲ ノ ム な ど の huge DNA を Cha う ツ ー ル と し て は not quite で あ っ た. こ れ に し seaborne I 々 は, DNA hydrolytic decomposition catalyst Ce (IV)/EDTA と PNA (ペ プ チ ド nucleic acid) を and し, natural を え る high specificity と dof を い position し limitations た artificial enzyme の line build を っ て き た. This study で は, さ ら に traces of highly な 伝 sub operations に to け た of universal な ツ ー ル と し て complete さ せ る べ く, cut off the working rate, sentaku を よ り upward さ せ た nextgen limitations の artificial enzyme の build を refers し た. Our は "で, DNA match column know parts あ る PNA に リ ン カ ー を import し, そ の can know が go all と し て upward し て い る こ と を Ming ら か に し た contribute (homework). さ ら に department を 発 exhibition さ せ, functional リ ン カ ー を with い た PNA へ の new function give に も successful し た (paper 1, 2). ま た, EDTP ligand と Ce と の を interaction using し て の な に し success up sharply cut sharper rate, そ の cutting institutions の interpret も line っ た (article 3). Now へ, PNAへ the coordinate position modifier へと expands the が line われて る る る. Strong outside EDTP に も Ce と の い を interaction in す ポ リ ア ミ ン is misprinted の PNA import に し success, to cut off the の high rate of unseen が confirm さ れ て お り, future の さ ら な る expand が expect さ れ る. Written の results は い ず れ も, the department を nextgen の heritage 伝 sub operations ツ ー ル と し て in future expansion し て い く で very important な に on knowledge で あ る. Huge DNA を like と seaborne し long locks PNA を with い る occasions で は, plural の リ ン カ ー を import し て ミ ス マ ッ チ can identify を upward さ せ た り, EDTP な ど の ligand を modified し た PNA を with い た り す る こ と で, さ ら な る の cut sharper rate upward が expect さ れ る. Limitations こ の よ う に this artificial enzyme を さ ら に 発 exhibition さ せ, よ り high い activity, sentaku で DNA を position sentaku に cut す る technology が establish さ れ る こ と で, difficulty 従 は to achieve が で あ っ た heritage 伝 sub operations な ど へ の 応 with が expect さ れ る.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
リン酸系配位子導入によるDNA切断の効率化とその応用
引入磷酸配体提高DNA切割效率及其应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Lonnberg;Tuomas 他
  • 通讯作者:
    Tuomas 他
ジスルフィド結合を導入したPNAによるDNAの認識とその制御
引入二硫键的 PNA 对 DNA 的识别及其调控
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    伊藤健一郎;堅田仁;鴫成実;小宮山眞;堅田仁;濱野悠也;伊藤健一郎;愛場雄一郎
  • 通讯作者:
    愛場雄一郎
Artificial restriction DNA cutter for site-selective scission of doqble-stranded DNA with tunable scission-site and specificity
用于双链 DNA 的位点选择性切割的人工限制性 DNA 切割器,具有可调的切割位点和特异性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.Aiba;M.Komiyama;Makoto Komiyama;Makoto Komiyama
  • 通讯作者:
    Makoto Komiyama
スーパー制限酵素ARCUTによる新規遺伝子操作法の開発
使用超级限制酶ARCUT开发新的基因操作方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.Aiba;M.Komiyama;Makoto Komiyama;Makoto Komiyama;愛場 雄一郎
  • 通讯作者:
    愛場 雄一郎
Introduction of Disulfide Bond to the Main Chain of PNA to Switch Its Hybridization and Invasion Activity
PNA主链引入二硫键以切换其杂交和侵袭活性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.Aiba;M.Komiyama
  • 通讯作者:
    M.Komiyama
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  • 作者:
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愛場 雄一郎其他文献

DNA 認識を目指した核酸塩基修飾 α ヘリックスペプチドの開発
开发用于 DNA 识别的核碱基修饰 α-螺旋肽
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    塩澤 駿清;愛場 雄一郎;柴田 将成;有安 真也;荘司 長三
  • 通讯作者:
    荘司 長三
核酸認識を目指した核酸塩基修飾ペプチドの開発
用于核酸识别的核碱基修饰肽的开发
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    塩澤 駿清;愛場 雄一郎;柴田 将成;有安 真也;荘司 長三
  • 通讯作者:
    荘司 長三
PNAの配向性を利用した配列特異的な二本鎖DNA認識手法の開発
利用 PNA 方向开发序列特异性双链 DNA 识别方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    柴田将成;愛場 雄一郎;日比野柾;伊藤公太;荘司長三
  • 通讯作者:
    荘司長三
インベージョン複合体の安定化による人工核酸PNAの効率的なDNA認識
通过稳定入侵复合物有效识别人工核酸 PNA
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    伊藤公太;日比野柾;柴田将成;有安真也;愛場 雄一郎;荘司長三
  • 通讯作者:
    荘司長三
核酸の配向に着目したペプチド核酸による新規DNA認識法の開発
开发利用肽核酸的新DNA识别方法,重点关注核酸的方向
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    柴田将成;愛場 雄一郎;日比野柾;荘司長三
  • 通讯作者:
    荘司長三

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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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ペプチド核酸(PNA)による細胞内核酸操作技術の開発
使用肽核酸(PNA)开发细胞内核酸操作技术
  • 批准号:
    22K05350
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.73万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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