In vitro進化を利用した翻訳制御配列の包括的検索手法の開発

利用体外进化开发翻译控制序列的综合搜索方法

基本信息

批准号：
13878143
负责人：
小保方潤一
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞内にはmRNAの翻訳制御にかかわる多様なシス-トランス制御系があると推測されているが、現在のところ、実際に解析の俎上に上っているものはほんの一握りである。翻訳制御シス配列をゲノム配列から包括的に検索・抽出する手法が確立されれば、ポストゲノム時代の基礎生物学や応用生物医学などにとって非常に起爆力のある有用な技術となるだろう。本研究は、そのような実験手法をIn vitro進化の原理を利用して開発・確立することを目的としている。初年度(平成13年度)の研究では、筆者らの開発した「in vitro進化をスクリーニング手法として利用した翻訳制御配列の検索手法」を小麦胚芽(WGE)のタンパク質合成系に適用した結果、この方法で実際に目的とする配列情報を取得できることが明らかとなった。平成14年度の研究では、この方法によって取得できる翻訳制御配列の機能が、スクリーニングに用いるタンパク質合成系に特異的なものかどうかを検討した。具体的には、ウサギ網状赤血球(RRL)由来のタンパク質合成系を用いて上記と同様の実験を行い、その結果を小麦胚芽由来の系の場合と比較した。その結果、スクリーニングにRRLの系を用いた場合は、翻訳制御配列のmRNA上の出現位置がWGEを用いた場合とは異なっており、また、このようにして得られたRRLで機能する翻訳制御配列は、WGEの系では機能できないことが明らかとなった。以上の結果は、今回開発した方法で取得できる翻訳制御配列は、スクリーニングに用いるタンパク質合成系に特異的であること示している。従って、本法を様々な生体組織や細胞、タンパク質合成系などに適用することにより、それぞれの系で特異的に作用する翻訳制御配列の同定や、翻訳制御系の解明を進めることが出来るものと期待される。

据推测，存在多种顺反控制系统参与细胞内mRNA翻译的控制，但目前只有少数系统得到了实际研究。如果建立一种从基因组序列中全面搜索和提取翻译控制顺式序列的方法，将成为后基因组时代基础生物学和应用生物医学极其有用的技术。本研究的目的是利用体外进化原理开发和建立这样的实验方法。在研究第一年（2001年度），我们将作者开发的“以体外进化为筛选方法的翻译控制序列搜索方法”应用于小麦胚芽的蛋白质合成系统（WGE），结果表明。可以实际获得所需的序列信息。在我们2002年的研究中，我们调查了通过这种方法获得的翻译控制序列的功能是否特定于用于筛选的蛋白质合成系统。具体而言，使用源自兔网织红细胞(RRL)的蛋白质合成系统进行与上述相同的实验，并将结果与源自麦芽的系统的结果进行比较。结果，当使用RRL系统进行筛选时，mRNA上的翻译控制序列的位置与使用WGE时不同，并且通过这种方式获得的在RRL中起作用的翻译控制序列明确了该序列无法在 WGE 系统中运行。上述结果表明，利用本次开发的方法可以获得的翻译控制序列对于用于筛选的蛋白质合成系统具有特异性。因此，通过将该方法应用于各种生物组织、细胞、蛋白质合成系统等，将有可能鉴定在每个系统中特异性作用的翻译控制序列，并促进翻译控制系统的阐明。