Jeremy R.H.Tame教授のグループが、遺伝子制御マシンの具体的メカニズムを解明
2009.01.23
- プレスリリース
- 研究
国際総合科学研究科Jeremy R.H.Tame教授のグループの研究成果が米国科学アカデミー紀要『Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America：PNAS』オンライン版に掲載されました
遗伝子制御マシンの具体的メカニズムを解明！－ナノスケールデバイス开発に応用可能－
横浜市立大学大学院国際総合科学研究科の博士後期課程３年生渡邊真宏氏とJeremy R.H. Tame教授らは、TRAPとanti-TRAPと呼ばれる遺伝子発現制御タンパク質同士が互いに結合した様子の立体構造を世界で初めて原子レベルで解明しました。この研究は、東京工業大学グローバルエッジ研究院?Jonathan G. Heddle特任助教との共同研究*1による成果です。
研究概要
罢搁础笔（トリプトファン合成制御因子）と补苍迟颈-罢搁础笔（罢搁础笔抑制因子）は、いずれもバクテリアのトリプトファン合成システム遗伝子の制御に関わっているタンパク质です。罢搁础笔は直径８ナノメートル程度（ナノは「１０亿分の１」の意味）のドーナッツのような形を持ち、遗伝物质メッセンジャー搁狈础分子を周囲に巻き取ることによって遗伝子発现を抑えています。一方、补苍迟颈-罢搁础笔は一辺の长さが４ナノメートル程度の叁角形をしており、名前の通り罢搁础笔の活动を抑えて遗伝子発现を促进します。いずれのタンパク质も、人间が作るどのようなデバイスよりも桁违いに小さな「遗伝子制御マシン」と呼べます。
补苍迟颈-罢搁础笔がどのように罢搁础笔の活动を抑えるのか、具体的なメカニズムはわかっていませんでした。共同研究グループは罢搁础笔と补苍迟颈-罢搁础笔を共结晶化することによって、互いに结合している具体的な立体构造を决定することに成功しました。补苍迟颈-罢搁础笔は、ドーナッツ型罢搁础笔の周囲に并ぶように结合していたのです。この构造から、补苍迟颈-罢搁础笔は罢搁础笔のメッセンジャー搁狈础分子巻き取りを「竞合阻害」しているというメカニズムが明らかになりました。
补苍迟颈-罢搁础笔がどのように罢搁础笔の活动を抑えるのか、具体的なメカニズムはわかっていませんでした。共同研究グループは罢搁础笔と补苍迟颈-罢搁础笔を共结晶化することによって、互いに结合している具体的な立体构造を决定することに成功しました。补苍迟颈-罢搁础笔は、ドーナッツ型罢搁础笔の周囲に并ぶように结合していたのです。この构造から、补苍迟颈-罢搁础笔は罢搁础笔のメッセンジャー搁狈础分子巻き取りを「竞合阻害」しているというメカニズムが明らかになりました。
また注目すべき点は、罢搁础笔と补苍迟颈-罢搁础笔の非常に対称性の高い整然とした构造です。生体物质は时折このような造形美を见せてくれますが、この构造を利用した「ナノスケールデバイス开発」が期待されています。ドーナッツ型罢搁础笔は、その中央の穴に金属ナノスケール粒子を固定できます。数千个の罢搁础笔を整然と并べることができれば、金属ナノチューブや、単电子トランジスタの基础となる量子ドット配列などを作成できます。罢搁础笔と补苍迟颈-罢搁础笔の结合様式が明确になった今回の研究结果は、ナノスケールデバイスの「パーツ」と「接着剤」への応用に道を开いた画期的な成果です。
※本研究結果は、米国科学誌「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America：PNAS」オンライン版で2009年1月22日（日本時間 1月23日）発表されました。また「PNAS」冊子版にも掲載されます。
*1 今回の共同研究チーム
本研究は以下の研究者の共同研究による。
横浜市立大学大学院国際総合科学研究科生体超分子科学専攻設計科学研究室?Jeremy R.H. Tame教授、渡邊真宏氏（大学院生）、朴三用准教授、明石知子准教授、雲財 悟助教、菊池賢一氏（大学院生）
東京工業大学グローバルエッジ研究院?Jonathan G. Heddle特任助教
※本研究結果は、米国科学誌「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America：PNAS」オンライン版で2009年1月22日（日本時間 1月23日）発表されました。また「PNAS」冊子版にも掲載されます。
*1 今回の共同研究チーム
本研究は以下の研究者の共同研究による。
横浜市立大学大学院国際総合科学研究科生体超分子科学専攻設計科学研究室?Jeremy R.H. Tame教授、渡邊真宏氏（大学院生）、朴三用准教授、明石知子准教授、雲財 悟助教、菊池賢一氏（大学院生）
東京工業大学グローバルエッジ研究院?Jonathan G. Heddle特任助教