角五彰 理学研究科教授、井上大介 九州大学助教と大橋慧介 北海道大学博士後期課程学生（研究当時）、高須賀太一 同准教授らの研究グループは、生体由来の微小なモーターであるキネシンを試験管内で合成することに成功しました。
キネシン生体分子モーターは、アデノシン叁リン酸（础罢笔）の化学エネルギーを高効率に运动に変えることができ、数十ナノメートル（髪の毛の3000分の1くらい）という小さなサイズにも関わらず、高い出力（一般的な电磁モーターの20倍程度）を発挥する优れたタンパク质です。キネシンは细胞内に张り巡らされた繊维である微小管细胞骨格に沿って移动しながら、様々な物质を输送します。キネシンは细胞内の物流を担うタンパク质であるため、细胞が机能する仕组みを理解する上で重要です。また、ナノテクノロジーの分野でもナノメートルサイズの微小な动力パーツとして古くから注目されています。
これまで、キネシンは遗伝子组み换え大肠菌を用いて作る方法が主流でしたが、バイオセーフティの认証や専用设备?装置、熟练されたタンパク质精製スキルが必要であり、同じ品质?量で安定して得ることが困难でした。そのため、生物学専门の研究机関以外で、キネシンを获得することが难しく、キネシンを幅広い研究分野で利用することに制限がありました。
今回、本研究グループはコムギの胚芽抽出液を用いた无细胞タンパク质発现系により、大肠菌のような遗伝子组み换え生物を用いずに、キネシンを试験管内で合成することに成功しました。合成したキネシンが駆动することも确认できただけでなく、従来の遗伝子组み换え大肠菌を用いて作ったものよりも高性能であることを明らかにしました。また、キネシンの遗伝子テンプレートを笔颁搁により编集し、合成キネシンの构造と机能を简単に改変することにも成功しました。
キネシンの合成は、必要最低限の机器を用いるだけで谁でも行うことが可能であり、九州大学の授业では、マイクロピペットを握ったことがない学部3年生でも、动くキネシンの合成に成功しています。このことは顿滨驰バイオの観点からも重要です。本研究により、キネシン生体分子モーターをより幅広い分野の研究者が利用することが可能になり、今后応用のチャンスが増えると期待されます。
本研究成果は、2023年6月16日に、国際学術誌「ACS Synthetic Biology」にオンライン掲載されました。
【顿翱滨】
【书誌情报】
Daisuke Inoue, Keisuke Ohashi, Taichi E. Takasuka, Akira Kakugo (2023). In Vitro Synthesis and Design of Kinesin Biomolecular Motors by Cell-Free Protein Synthesis. ACS Synthetic Biology, 12(6), 1624–1631.
日刊工業新聞（6月27日 23面）に掲載されました。
