权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Establishment of an early life model with a genomic DNA replication system

利用基因组DNA复制系统建立早期生命模型

基本信息

批准号：
18J12204
负责人：
酒谷佳寛
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J12204/
关键词：
原始生命 DNAポリメラーゼ DNA複製実験進化進化工学

项目摘要

本研究では、DNAゲノムをもつ原始生命モデルの実験進化システムの構築を目的とした。そのために、原始生命モデルがもつべき単純なDNA複製系の確立と、実験進化システムの条件検討を行った。まず、酵素としてphi29DNA複製酵素とCre組換え酵素の二種類のみを必要とする単純な環状DNA複製系の構築を行った。phi29DNA合成酵素は環状DNA上の遺伝子から翻訳させた。Cre組換え酵素がphi29DNA合成酵素のDNA合成反応を阻害するという問題があったため、進化工学的な改良によって、Cre組換え酵素に阻害されないphi29DNA複製酵素を開発した。この改良型phi29DNA合成酵素とCre組換え酵素を用いることで、目的のDNA複製系の構築に成功した。次に、phi29DNA合成酵素の一種類のみを酵素として必要とするさらに単純なDNA複製系の構築を行った。phi29合成酵素遺伝子の繰り返し配列からなる直鎖状DNAからphi29DNA合成酵素を翻訳させたところ、この直鎖状DNAを複製させることに成功した。さらに、この単純なDNA複製系からなる原始生命モデルを長期的に反応させたところ、少なくとも35世代に渡り複製が継続した。30世代目あたりのDNA配列を解析すると、DNA複製に有利な変異の存在の濃縮が確認された。このことから、長期的なDNA複製を通して複製効率の高い原始生命モデルが進化したことが明らかになった。本研究の目的であったDNAをもつ原始生命モデルの実験進化システムの確立が達成されたといえる。本研究で構築されたDNA複製系は、原始の単純なDNA複製系の機構や、単純なDNA複製系が末端複製問題を回避した方法などDNA誕生以降の原始生命の未解決問題に重要な知見を提供したと考える。

This research is based on the purpose of the original life and evolution of DNA and the construction of DNA.そのために、Primitive life モデルがもつべき単Pure DNA replication system のestablishmentと、実験evolution システムのconditions検椒行った.まず, enzyme としてphi29 DNA replication enzyme とCre group enzyme の two kinds of のみを necessary とする単 pure な circular DNA replication system の construction を row った. phi29 DNA synthesis enzyme is used to convert the remaining DNA into circular DNA. Cre group enzyme がphi29DNA synthesis enzyme のDNA synthesis reaction blocker するという problem があったため, Evolutionary engineering's improved and Cre-replacement enzymes and blocking enzymes, phi29 DNA replication enzyme, have been developed. The modified phi29 DNA synthesis enzyme and Cre-replacement enzyme were used and the target DNA replication system was successfully constructed. The phi29 DNA synthesis enzyme is a type of enzyme that is necessary for the construction of a pure DNA replication system. phi29 Synthetic Enzyme Reproduction NA synthesis enzyme is used to turn over DNA, and it is necessary to copy DNA directly and successfully.さらに、この単正なDNA Replication SystemからなるPrimitive Life モデルをlong-termに応させたところ、小なくとも35th generation に多り copy が継続した. The 30th generation aims to analyze the DNA alignment and confirm the existence of DNA replication and the existence of differences.このことから、なDNA replication を通してThe replication efficiency is high のThe original life モデルがevolution したことが明らかになった. The purpose of this study is to establish the evolution of original life and the evolution of DNA and to achieve it. In this study, we constructed the original DNA replication system, the mechanism of the original DNA replication system, and the end of the pure DNA replication system. The problem of replication can be avoided and the unsolved problems of primitive life since the birth of DNA are important.