図9 無細胞ディスプレイ技術のさまざまな応用例
無細胞ディスプレイ技術を用いると、図8に示したように、カラムやビーズに固定した標的分子 (図8では薬剤) に結合するタンパク質を cDNA ライブラリーから網羅的に探索できる。このビーズに固定する標的分子としてタンパク質を用いることでタンパク質間相互作用ネットワーク解析に応用したり(図6)、標的分子として翻訳制御領域の RNA を固定することで、特定の翻訳制御に関わる RNA 結合タンパク質を探索することもできる。さらに、タンパク質-遺伝子連結分子のライブラリーを試験管内でリン酸化酵素やメチル化酵素と反応させた後、リン酸化やメチル化されたアミノ酸残基を認識する抗体を固定したビーズで精製することで、特定の翻訳後修飾を担う酵素の基質タンパク質を大規模に探索することも期待できる。この他にも工夫次第で、さまざまな生命現象の解析に応用できるのが無細胞ディスプレイ技術の特徴の1つである。
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これまでの研究業績
濱野理, 土居信英. mRNAディスプレイによる翻訳アレスト配列の大規模探索. 生物工学 97, 10-12 (2019)
Nagumo, Y., Fujiwara, K., Horisawa, K., Yanagawa, H., Doi, N. PURE mRNA display for in vitro selection of single-chain antibodies. J. Biochem. 159, 519-526 (2016)
Momose, Y., Horisawa, K., Takaya, Y., Niikura, K., Takahashi, Y., Nishihara, M., Yamaguchi, J., Matsubara, T., Sato, T., Doi, N. Development of a chemical probe for protein methylation in living cells. International Symposium on Transcription and Metabolism (2013)
Hara, H., Horisawa, K., Matsuo, K., Doi, N. RNA-binding protein Msi1 regulates the expression of an axon guidance receptor through translational repression. Cold Spring Harbor Laboratory 'Translational Control' Meeting (2012)
Horisawa, K., Imai, T., Okano, H., Yanagawa, H. 3'-Untranslated region of doublecortin mRNA is a binding target of the Musashi1 RNA-binding protein. FEBS Lett. 583, 2429-2434 (2009)
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おもな研究資金
2017-2018 年度 文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究「mRNA ディスプレイ法による翻訳アレスト配列の大規模探索」(土居信英)
2015-2016 年度 文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究「mRNA ディスプレイ法による翻訳アレスト配列探索技術の開発」(土居信英)
2012-2014 年度 日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究 (C)「未分化維持因子 Musashi1 による神経細胞の分化・回路形成制御の解析」(堀澤健一)
2012-2013 年度 文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究「ケミカルプローブによるメチル化標的転写因子のプロテオミクス解析」(堀澤健一)
2008-2009 年度 日本学術振興会 科学研究費補助金 若手研究 (B)「アルギニンメチル化酵素群における標的タンパク質の網羅的探索技術の開発」(堀澤健一)
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