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研究報告コード R993100468
掲載日 2002年9月30日
  • 芝 清隆
  • (財)癌研究会癌研究所細胞生物部
  • (財)癌研究会癌研究所細胞生物部
報告名称 マイクロ遺伝子重合による遺伝子の創出
報告概要 遺伝子(蛋白質)の構築・誕生の一般則を探るために,マイクロ遺伝子をブロック単位として用いた,実験室内遺伝子創出系を構築した。ここでは,ある程度の大きさを持ったDNA断片(マイクロ遺伝子)が,新しく開発されたマイクロ遺伝子重合反応(MPR)法により重合される。マイクロ遺伝子単位の連結位置には,塩基のそう入・欠失がランダムに起こるために,得られたマイクロ遺伝子重合体は,複数の読み枠のコンビナトリアルな重合体としての性質を持ち,蛋白質の分子多様性集団をコードするライブラリーとなる(図1,図2)。論理的にデザインされたマイクロ遺伝子から出発し,重合体ライブラリーを作成,その中の無作為に選んだクローンが産生する蛋白質の生化学的性質を調べたところ,自然の蛋白質と同じように2次構造を形成しているクローンが得られた。マイクロ遺伝子を繰り返すという単純な法則から,高次精造を形成する蛋白質をコードする遺伝子が創出できることが分かった。

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  • 蛋白質・ペプチド一般
  • 遺伝子発現
  • 遺伝子操作
関連発表論文 (1)Ripmaster, T.L., Shiba, K., and Schimmel, P., Wide cross-species aminoacyl-tRNA synthetase replacement in vivo: Yeast cytoplasmic alanine enzyme replaced by human polymyositis serum antigen. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 94, 4932-4936 (1997)
(2)Hipps, D., Shiba, K., Henderson, B., and Schimmel, P., Operational RNA code for amino acids: Species-specific aminoacylation of minihelices switched by a single nucleotide. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 92, 5550-5552 (1995)
(3)Matsuhisa, A., Suzuki, N., Noda, T. and Shiba, K. Inositol monophosphatase activity from the Escherichia coli suhB gene product. J. Bacteriol., 177, 200-205 (1995)
(4)Shiba, K., Rimpmaster. T., Suzuki, N., Nichois, R., Plotz P., Noda, T. and Schimmel P. Human ananyl-tRNA synthetase:Conservation in evolution of catalytic core and microhelix recognition. Biochemistry, 34, 10340-10349 (1995)
(5)Shiba, K. Dissection of an enzyme into two fragments at intron-exon boundaries. In Tracing Biological Evolution in Protein and Gene Structures (eds. Go, M. & Shimmel, P.) Elsevier, Amsterdam. p11-21 (1995)
(6)Sassanfar, M., Kranz, J.E., Gallant, P., Schimmel, P. and Shiba, K. A eubacterial Mycobacterium tuberculosis tRNA synthetase is eukaryote-like resistant to a eubacterial-specifc antisynthetase drug. Biochemistry, 35, 9995-10003 (1996)
(7)Shiba, K., Takahashi, Y., and Noda, T. Creation of libraries with long ORFs by polymerization of a microgene. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 94, :3805-3810 (1997)
(8)Shiba, K., Motegi, H., and Shimmel, P. Maintaining genetic code through adaptations of tRNA synthetases to taxonomic domains. Trends Biochem. Sci., 22, 453-457 (1997)
(9)Shiba, K., stello, T., Motegi, H., Noda, T., Musier-Forsyth, K., and Schimmel, Human Lysyl-tRNA Synthetase Accepts Nucleotide 73 Variants and Rescues Escherichia coli Double-defective Mutant J. Biol. Chem., 272, 22809-22816 (1997)
(11)芝清隆,遺伝子を創る,科学 67:938-947(1997)
  • さきがけ研究21、「遺伝と変化」領域/科学技術振興事業団
  • 芝 清隆. マイクロ遺伝子重合による遺伝子の創出. 「さきがけ研究21」研究報告会「遺伝と変化」領域 講演要旨集(研究期間1994-1997),1997. p.3 - 15.