ラン藻の翻訳システム改変と大規模な外来遺伝子導入の研究

蓝藻翻译系统改造及大规模外源基因导入研究

基本信息

批准号：
21K19217
负责人：
中西洋一
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

シアノバクテリア（ラン藻）は、酸素発生型の光合成細菌で緑色植物光合成のモデル研究に用いられるほか、遺伝子改変によってバイオ燃料など有用物質の生産に用いられる。しかしタンパク質をコードする遺伝暗号の使用頻度に極端な偏り（コドンバイアス）がある。このため、ラン藻でない他の生物から外来遺伝子を導入してもあまり発現しないため、基礎研究・応用研究の妨げになっている。本研究ではこの問題を克服するため、ラン藻 Synechococcus elongatus PCC 7942（以下S.7942）に、他の生物の翻訳システムを導入してラン藻が苦手なレアコドンを利用できるようにする。また、コドンバイアス解消株から革新的な機能性ラン藻を作出するモデル研究を行う。本年度は、昨年に引き続きコドンバイアスを評価するレポーター系の開発を行った。具体的には、昨年開発したELucとGeNLの人工オペロンのうちGeNLの遺伝子内に１個から２３個のレアコドンを導入して、その効果を検討した。また並行して、既存のラン藻プラスミドベクターに含まれる複製装置の遺伝子や薬剤耐性遺伝子のレアコドンを、ラン藻のメジャーコドンに改変して改良や新規ベクターの開発を試みた。あわせて、ラン藻をふくむ遺伝子改変を容易に検出するためのジェノタイピング技術に関して、論文発表１件、学会発表１件を実施した。FRETレポーターに関する共著論文も発表した（２件）。

蓝细菌（蓝绿藻）是产氧光合细菌，用于绿色植物光合作用模型研究，也可以进行基因改造以生产生物燃料等有用物质。然而，编码蛋白质的遗传密码的使用频率存在极大的偏差（密码子偏差）。因此，即使从蓝藻以外的其他生物体引入外源基因，其表达量也不多，这阻碍了基础和应用研究。在这项研究中，为了克服这个问题，我们将另一种生物体的翻译系统引入蓝藻细长聚球藻PCC 7942 (S.7942)中，使其能够使用蓝藻不擅长的稀有密码子。我们还将进行模型研究，从密码子偏倚菌株中创建创新的功能性蓝细菌。今年，继去年之后，我们开发了一个报告系统来评估密码子偏差。具体来说，我们将1到23个稀有密码子引入到去年开发的ELuc和GeNL人工操纵子的GeNL基因中，并检查了它们的效果。与此同时，我们尝试通过将现有蓝藻质粒载体中包含的复制装置基因和耐药基因的稀有密码子修改为蓝藻的主要密码子来改进和开发新的载体。此外，还就基因分型技术进行了一篇论文演讲和一场学术会议演讲，以轻松检测涉及蓝藻的基因修饰。还发表了关于FRET记者的合着论文（2篇）。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Conformational Change of the Hairpin-like-structured Robo2 Ectodomain Allows NELL1/2 Binding

发夹状结构 Robo2 胞外域的构象变化允许 NELL1/2 结合

DOI：
10.1016/j.jmb.2022.167777
发表时间：
2022
期刊：
Journal of Molecular Biology
影响因子：
5.6
作者：
Miyaguchi Masaki;Nakanishi Yoichi;Maturana Andr?s D.;Mizutani Kimihiko;Niimi Tomoaki
通讯作者：
Niimi Tomoaki

シクロデキストリンＰＣＲによるジェノタイピングの高速化

通过环糊精 PCR 加速基因分型