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

利用体外分子进化方法开发外部刺激响应性核糖开关及其在细胞中的应用

• 批准号: 09J09361
• 负责人: 林 剛介
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J09361/
• 关键词: ribosome; translaiton; orthogona; tRNA; synthetic biology; unnatural amino acids; ribozyme; biotechnology; translation; orthogonal; aminoacylation; flexizyme; CCA end

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。

H23 annual delivery application form shows that the previous year's introduction,"change the type of software to use the middle class to create" and the main research. This proposal is a research paper on "Artificial Intelligence Creation" and a paper on "Artificial Intelligence Creation" in H22 annual performance report. The paper is based on the following table (ref.Nat.chem.biol.6,464-470(2010)):"Artificial Intelligence Creation" and "Artificial Intelligence Creation". At the end of the H22 year, applicants will study abroad and students in the laboratory will work together to promote this opportunity. The final objective of this study is to establish a new system for the synthesis of RNA(tRNA) from 20 kinds of special acids other than essential acids. In the past year, the study of tRNA has been carried out. This year, we successfully synthesized the mRNA of 1 gene and 2 genes in the different gene expression systems. This is the first time in the world that we have the possibility of developing a cellular system in the future, and the possibility of how much we can contribute to the division of synthetic biology.

项目成果

Ribosomal synthesis of nonstandard cyclic peptides and its application to drug discovery

非标准环肽的核糖体合成及其在药物发现中的应用

• 发表时间: 2010
• 期刊: Seikagaku
• 作者: Hayashi G;Ohshiro Y;Suga H
• 通讯作者: Suga H

オルソゴナル翻訳系創成への一歩

迈向创建正交翻译系统的一步

• 发表时间: 2010
• 作者: 林剛介;菅裕明
• 通讯作者: 菅裕明

Flexible aminoacylation by 3' terminus mutants of flexizyme

Flexizyme 3 末端突变体的灵活氨酰化

• 发表时间: 2010
• 作者: Hayashi G;Suga H
• 通讯作者: Suga H

L-DNAによる新規PCR産物標識法とリボソームによる翻訳効率制御法の開発

开发使用L-DNA的新型PCR产物标记方法和使用核糖体的翻译效率控制方法

• 发表时间: 2009
• 作者: 林剛介;菅裕明;林剛介
• 通讯作者: 林剛介

The RNA origin of transfer RNA aminoacylation and beyond

转移 RNA 氨酰化及其他的 RNA 起源

• 发表时间: 2011
• 期刊: Phil.Trans.R.Soc.B
• 作者: Suga H;Hayashi G;Terasaka N
• 通讯作者: Terasaka N