エクソンを機能性単位とする組換え蛋白質の創製と新規機能性の探索
カテゴリー
- バイオテクノロジー
- 医学・薬学
SDGs
研究内容
真核生物の遺伝子では、翻訳されるDNA塩基配列（エクソン）は、翻訳されない塩基配列（イントロン）によって分断されている。このエクソンは蛋白質の機能単位に対応しており、イントロンを「のりしろ」とするエクソンの組み換え（エクソン・シャッフリング）により、蛋白質が進化したとの仮説がある。また、立体構造解析から、蛋白質は連続した１０～４０残基前後のアミノ酸残基からなる構造単位（モジュール）から構成されており、エクソンは、このモジュールに対応していることが提唱されている。
この研究室では、このような蛋白質のモジュール・シャッフリング仮説に着目し、新規蛋白質の創製と機能解析を研究している。即ち、エクソン遺伝子の組合せを設計し、大腸菌や酵母菌で発現させて様々なモジュール置換蛋白質を作製すると共に、この置換蛋白質の構造及び機能を解析している。現在、細胞増殖、分化、細胞死などを人工的に制御にする新規蛋白質の創製を目指している。
蛋白質のモジュール構造に基づいた新規機能性蛋白質創製の例
ニューログロビン(Ngb)は構造単位「モジュール」M1～M4からなる。モジュール置換により、培地に加えておくだけで細胞質内に入っていき酸化ストレスに伴う神経細胞死を抑制する新規蛋白質の創製に成功した。
© 若杉 桂輔
想定される応用
現在の蛋白質工学では、２，３のアミノ酸残基やその組合せの置換、または蛋白質ドメイン交換が試みられているが、生物進化に基づくモジュール単位での置換は、全く新規な機能を持つ蛋白質の発見に繋がる非常に有効な方法となる可能性を秘めている。即ち、この新しい試みは、蛋白質工学、創薬研究などを大きく進展する手がかりを与えると考えられる。
連携への希望
このような研究開発と応用に関して興味のある企業・団体との共同研究を希望している。
公開日 / 更新日
- 2021年11月29日
識別番号
- No. 00067-02