アミノ酸の種類が減少した生体分子システムの構築

氨基酸种类减少的生物分子系统的构建

• 批准号: 21680026
• 负责人: 木賀 大介
• 金额: $ 17.8万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21680026/
• 关键词: 合成生物学; 遺伝暗号; tRNA; タンパク質工学

本研究の目的は、遺伝暗号に焦点をあてた構成的アプローチによって、生命を構成するために20種類のアミノ酸全てが必要かという疑問を追求することにある。また本研究は、生体システムの個々の要素を人工進化させた後に組み合わせることで、再びシステムが構築可能であるか、という、構成的アプローチを支える合成技術の最先端の問題を追及するものでもある。研究代表者は、これまでに、特定のアミノ酸、例えば本来トリプトファンを指定するUGGコドンがアラニンに翻訳されるために、どのような遺伝子からもトリプトファンを含まない19種類のアミノ酸のみによって構成されるタンパク質が翻訳される系を確立している。本研究ではまず、この系を活用し、20種類のアミノ酸からなる野生型MS2の感染タンパク質、複製タンパク質、キャプシド形成タンパク質それぞれに対して、本来トリプトファンに翻訳されるUGGコドンがAlaに翻訳されるような「単純化」遺伝暗号表を用いて変異導入と選択を繰り返し、20種類のアミノ酸からなるタンパク質と同等の活性を持ちかつトリプトファンを含まない変異体を得ることを目標とした。一連の研究の結果、複数のタンパク質について、単純化遺伝暗号によって翻訳された場合には活性を持つ一方、普遍遺伝暗号で翻訳された場合には活性を示さない遺伝子を作成することができた。これらのタンパク質を組み合わせてゆくことで、特定のアミノ酸を含まない生命システムが構築可能であると考えられる。

The purpose of this study is to explore the structure of life and its 20 kinds of resources. This study focuses on the most advanced problems of synthetic technology, such as the possibility of constructing a biological system by combining the elements of the biological system with artificial evolution. The study representatives established a system of 19 kinds of acids, including specific acids, such as UGG, which were originally assigned to them. In this study, 20 species of wild type MS2 were used for infection, replication, and purification of the virus. 20 kinds of acids, including different kinds of acids, are different in quality and activity. The results of a series of studies show that when multiple genes are involved, when a single purified genetic code is used, the activity is maintained, and when a universal genetic code is used, the activity is expressed. The quality of the product is very high, and the quality of the product is very high.

项目成果

20種類未満のアミノ酸のみを使用する「単純化遺伝暗号」の構築

仅使用不到20种氨基酸构建“简化遗传密码”

• 发表时间: 2010
• 作者: 小林晃大;酒井洋子;網蔵和晃;木賀大介
• 通讯作者: 木賀大介

ありえた生物から生命を探る合成生物学

合成生物学从可能的生物体中探索生命

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日経サイエンス 37
• 作者: Sakumura Y;Toriyama M;Inagaki N;Ishii S;鈴木元治郎・嶋津直之・小見悠介・田中元雅;西野 恵里,山田 玲,久場 博司,大森 治紀;明和政子;木賀 大介
• 通讯作者: 木賀 大介

合成生物学-生体分子を天然には無い様式で組み合わせる-

合成生物学——以自然界中未发现的方式结合生物分子——

• 发表时间: 2010
• 作者: 西村;石井;佐藤;福嶋;梶本;木賀大介
• 通讯作者: 木賀大介

人工遺伝子回路:細胞をプログラムする

人工遗传电路：程序细胞

• 发表时间: 2010
• 作者: Noritake J;Fukata Y;Iwanaga T;Hosomi N;Tsutsumi R;Matsuda N;Tani H;Iwanari H;Mochizuki Y;Kodama T;Matsuura Y;Bredt DS;Hamakubo T;Fukata M;木賀大介
• 通讯作者: 木賀大介

単純化遺伝暗号表を用いたtRNAのコドン認識の検証

使用简化的遗传密码表验证 tRNA 密码子识别

• 发表时间: 2011
• 作者: 網蔵和晃;小林晃大;木賀大介
• 通讯作者: 木賀大介