試験管内分子進化法を用いた外部刺激応答性リボスイッチの開発と細胞への応用

点击翻译按钮获取中文摘要

H23年度の交付申請書に示した通り、前年度に引き続き、「改変型リボソームを用いたバイオテクノロジーの創成」というテーマで主に研究を行った。本提案研究である「人工リボスイッチの創成」プロジェクトは、H22年度の実績報告書にも示したように、人工リボスイッチ創成に関する論文が先にアメリカのグループによって発表された(ref.Nat.chem.biol.6,464-470(2010))ため、このプロジェクトを断念して、改変型リボソームのプロジェクトに力を注いだ。また、H22年度末から申請者は海外留学を行ったため、研究室の学生と共にこのプロジェクトを推進してきている。このプロジェクトでは、天然のリボソームから構成される翻訳系とお互いに影響し合わないオルソゴナルな翻訳系を改変型リボソームおよびトランスファーRNA(tRNA)を用いることで創成し、20種類の必須アミノ酸以外の特殊アミノ酸を含むペプチドもしくはタンパク質を合成する新たな系の確立を最終目的としている。前年度までの研究で、変異導入されたtRNAとそれに対応するribosomeのペアが翻訳反応を進行させる事を明らかにした。本年度は、これらの変異翻訳系がオルソゴナルに働くことを実際に示し、1チューブ内で、オルソゴナル翻訳系を走らせる事で、1本のmRNAから2本のペプチドを合成する事に成功した。これは、世界で初めて可能になったテクノロジーであり、将来的に細胞内でこのシステムを発現させる事で、生命機能の拡張というsynthetic biologyの分野に多大な貢献をする可能性があると考えている。