IGEM:Kyoto/2010/project

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===introduction===
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==Introduction==
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===Cell Lysisの必要性===
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==Cell Lysisの必要性==
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*Cell Lysisとは、「細胞が溶ける」という現象です。
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*λファージ由来のLysis cassetteという遺伝子を発現させることで、大腸菌の細胞壁が溶けて中身が放出されます。この現象は、
*λファージ由来のLysis cassetteという遺伝子を発現させることで、大腸菌の細胞壁が溶けて中身が放出されます。この現象は、
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**大腸菌に作らせた有用な物質(薬物、香り、色素など)を、特定の環境下で自動的に放出させる。
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**大腸菌に作らせた有用な物質(薬物、香り、色素など)を、特定の環境下で自動的に放出する
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**役目を終えたら自殺することで、組み換え生物によるバイオハザードを防ぐ、細胞死機構として。
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**役目を終えたら自殺することで、組み換え生物によるバイオハザードを防ぐ
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*様々に活用できます。
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*細胞死機構として様々に活用できます。
*そのためCell Lysisを自在に制御する機構は非常に応用性が広く、遺伝子工学の発展に重要な役割をもつと考えられます。
*そのためCell Lysisを自在に制御する機構は非常に応用性が広く、遺伝子工学の発展に重要な役割をもつと考えられます。
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==Lysis cassetteの機構==
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===Lysis cassetteの機構===
*Lysis cassetteという遺伝子のセットからは、主にホリンとエンドライシンというタンパク質が合成されます。
*Lysis cassetteという遺伝子のセットからは、主にホリンとエンドライシンというタンパク質が合成されます。
*ホリンは細胞膜上に集まって穴を形成し、その穴を通り抜けてエンドライシンが、細胞壁(を支えるペプチドグリカン)を破壊します。その結果、浸透圧によって細胞膜が破裂してCell Lysisが起こります。
*ホリンは細胞膜上に集まって穴を形成し、その穴を通り抜けてエンドライシンが、細胞壁(を支えるペプチドグリカン)を破壊します。その結果、浸透圧によって細胞膜が破裂してCell Lysisが起こります。
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===Cell Lysisの機能評価===
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==Cell Lysisの機能評価==
*以上のように細胞死機構は重要なものなので、当然「cell Lysis」のパーツは過去のiGEMチームによっていくつか既に作られていました。しかし、パーツとして使いやすさを向上するためには、定量的な機能評価が大切です。
*以上のように細胞死機構は重要なものなので、当然「cell Lysis」のパーツは過去のiGEMチームによっていくつか既に作られていました。しかし、パーツとして使いやすさを向上するためには、定量的な機能評価が大切です。
**どれぐらいの働きをするのか?つまり、パーツを組み込んだ大腸菌を殺せるか(溶かせるか)?
**どれぐらいの働きをするのか?つまり、パーツを組み込んだ大腸菌を殺せるか(溶かせるか)?
*ということを「プロモーター活性」で表すことにしました。
*ということを「プロモーター活性」で表すことにしました。
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==プロモーター活性とは?==
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===プロモーター活性とは?===
*遺伝子の発現はDNA→mRNA→タンパク質 という順に起こります。RNAポリメラーゼがプロモーター配列こ結合して、DNA上をスライドしながら遺伝情報をmRNAとしてとりだします(転写)。このmRNAがタンパク質に変換(翻訳)されて、そのタンパク質が様々な機能を担います。
*遺伝子の発現はDNA→mRNA→タンパク質 という順に起こります。RNAポリメラーゼがプロモーター配列こ結合して、DNA上をスライドしながら遺伝情報をmRNAとしてとりだします(転写)。このmRNAがタンパク質に変換(翻訳)されて、そのタンパク質が様々な機能を担います。
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*プロモーター活性」とは、「そのプロモーターのRNAポリメラーゼ結合できる強さ」です。 
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*プロモーター活性とは、「そのプロモーターのRNAポリメラーゼと結合できる強さ」を表します。 
*大腸菌では「DNA→mRNA:転写」の段階で遺伝子の発現を制御しているので、目的の遺伝子が働くかどうかは、このプロモーター活性が重要になります。
*大腸菌では「DNA→mRNA:転写」の段階で遺伝子の発現を制御しているので、目的の遺伝子が働くかどうかは、このプロモーター活性が重要になります。
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*プロモーターの中には、特定の環境や物質に応じてプロモーター活性が上がるものが多種多様に存在しています。このようなプロモーターのパーツも色々開発されています。
*プロモーターの中には、特定の環境や物質に応じてプロモーター活性が上がるものが多種多様に存在しています。このようなプロモーターのパーツも色々開発されています。
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*これらとLysis cassetteを組み合わせることによって、様々な条件下でCell Lysisを誘導することが可能になりますが、どんなプロモーターでも細胞死を起こせるほどLysis cassetteを発現させることができる、というわけではないはずです。
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*これらとLysis cassetteを組み合わせることによって、様々な条件下でCell Lysisを誘導することが可能になりますが、どんなプロモーターでも細胞死を起こすのみ十分にLysis cassetteを発現させることができる、というわけではないはずです。
*どれぐらいプロモーター活性があればLysis cassetteが働くのかを解析しました。
*どれぐらいプロモーター活性があればLysis cassetteが働くのかを解析しました。
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**さらに汎用性のある細胞死機構をめざしてLysisboxを考えました。
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*これはLysis cassetteと、Lysis cassetteと拮抗的に作用してCell Lysisを阻害するAnti-Lysis遺伝子の発現をそれぞれ制御して、どんなプロモーターでもCell Lysisを誘導できるしくみです。
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*ここではLysis cassetteと、Lysis cassetteと拮抗的に作用してCell Lysisを阻害するAnti-Lysis遺伝子を用います。2つの発現をそれぞれ(独立に)制御して、どんなプロモーターでもCell Lysisを誘導できるようにする仕組みです。
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==human practice==
==human practice==
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Revision as of 02:21, 4 December 2010

Contents


Introduction

Cell Lysisの必要性

  • Cell Lysisとは、「細胞が溶ける」という現象です。
  • λファージ由来のLysis cassetteという遺伝子を発現させることで、大腸菌の細胞壁が溶けて中身が放出されます。この現象は、
    • 大腸菌に作らせた有用な物質(薬物、香り、色素など)を、特定の環境下で自動的に放出する
    • 役目を終えたら自殺することで、組み換え生物によるバイオハザードを防ぐ
  • 細胞死機構として様々に活用できます。
  • そのためCell Lysisを自在に制御する機構は非常に応用性が広く、遺伝子工学の発展に重要な役割をもつと考えられます。

Lysis cassetteの機構

  • Lysis cassetteという遺伝子のセットからは、主にホリンとエンドライシンというタンパク質が合成されます。
  • ホリンは細胞膜上に集まって穴を形成し、その穴を通り抜けてエンドライシンが、細胞壁(を支えるペプチドグリカン)を破壊します。その結果、浸透圧によって細胞膜が破裂してCell Lysisが起こります。

 

Cell Lysisの機能評価

  • 以上のように細胞死機構は重要なものなので、当然「cell Lysis」のパーツは過去のiGEMチームによっていくつか既に作られていました。しかし、パーツとして使いやすさを向上するためには、定量的な機能評価が大切です。
    • どれぐらいの働きをするのか?つまり、パーツを組み込んだ大腸菌を殺せるか(溶かせるか)?
  • ということを「プロモーター活性」で表すことにしました。


プロモーター活性とは?

  • 遺伝子の発現はDNA→mRNA→タンパク質 という順に起こります。RNAポリメラーゼがプロモーター配列こ結合して、DNA上をスライドしながら遺伝情報をmRNAとしてとりだします(転写)。このmRNAがタンパク質に変換(翻訳)されて、そのタンパク質が様々な機能を担います。
  • プロモーター活性とは、「そのプロモーターのRNAポリメラーゼと結合できる強さ」を表します。 
  • 大腸菌では「DNA→mRNA:転写」の段階で遺伝子の発現を制御しているので、目的の遺伝子が働くかどうかは、このプロモーター活性が重要になります。
  • プロモーターの中には、特定の環境や物質に応じてプロモーター活性が上がるものが多種多様に存在しています。このようなプロモーターのパーツも色々開発されています。
  • これらとLysis cassetteを組み合わせることによって、様々な条件下でCell Lysisを誘導することが可能になりますが、どんなプロモーターでも細胞死を起こすのみ十分にLysis cassetteを発現させることができる、というわけではないはずです。
  • どれぐらいプロモーター活性があればLysis cassetteが働くのかを解析しました。


結果

Lysisbox

    • さらに汎用性のある細胞死機構をめざしてLysisboxを考えました。
  • ここではLysis cassetteと、Lysis cassetteと拮抗的に作用してCell Lysisを阻害するAnti-Lysis遺伝子を用います。2つの発現をそれぞれ(独立に)制御して、どんなプロモーターでもCell Lysisを誘導できるようにする仕組みです。


human practice


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