合成リボソームで新タンパク質を〜日経サイエンス2016年1月号より

人工細胞の実現に一歩

　どの細胞のなかにもいわば“料理人”がいて，生命を維持するための“ごちそう”，つまり多様なタンパク質を作っている。最近，科学者たちは異質な料理人を生み出した。人工DNAに書かれたレシピに従って，抗菌物質やバイオ燃料などの役に立つ新分子を作り上げる。

　細胞内でコックの役割を演じているのはリボソームだ。RNAと一連のアミノ酸が一時的に結びついた2つのユニットからなっており，これらが一緒に働いてタンパク質を作り，仕事が終わると解散する。

合成リボソームRibo-T

　ノースウェスタン大学のジュエット（Michael Jewett）とイリノイ大学シカゴ校のマンキン（Alexander Mankin）は，生物工学者として新しいことに挑戦した。自分たちで作った合成リボソームRibo-T（リボット）の2つのユニットをつなぎ，同じ指示に従ってそのタンパク質をずっと作り続けるようにした。このように2つのユニットがつながったリボソームを持つ生物は，自然界にしろ実験室にしろ，これまで地球上に存在しなかった。

　だが，この新しいコックは腕がよく，緑色蛍光タンパク質を作り出した。そして，この合成リボソームのみを持つ大腸菌を作ったところ，野生株とほぼ同じだけ生きた。さらに，この大腸菌はRibo-Tを次世代に引き継いだ。「この特殊料理人は通常のリボソームの働きの解明にも役に立つだろう」とマンキンはいう。

新メニューへの期待

　実際，これまで知られていなかったことが明らかになった。リボソームは2つのユニットが結合・分離を繰り返さなくても機能することがわかったのだ。両者をずっとつないだままにしておいても，細胞に害はない。さらに，この人工リボソームと通常のリボソームは共存して働くことができ，一方が新しいタンパク質を生産している間に，他方は細胞の生存に必要な酵素を生産するといったことが可能だ。この研究は米国防高等研究計画局（DARPA）が医薬用分子や優れたバイオ燃料などの新物質を生産する“生きた工場”を作る取り組みの一環として研究費を出した。

　実験室で作られた天然には存在しない塩基対，再編成された染色体，完全に人工的に合成されたゲノム──これらはすべて近年に実現した。今回，この生物学者の合成ツールに，新しいリボソーム，つまり“非天然”のアミノ酸など新材料を使った新メニューを調理できる料理人が加わった。どんなおいしい料理ができるか楽しみだ。■

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