科学技術振興機構（ＪＳＴ）,名古屋大学

令和２年７月７日

科学技術振興機構（ＪＳＴ）
名古屋大学

硫黄原子を導入した人工ｍＲＮＡで高効率たんぱく質合成

～ｍＲＮＡ医薬品や新たなたんぱく質生産法の開発へ～

ポイント

ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、名古屋大学 大学院理学研究科の阿部 洋　教授（糖鎖生命コア研究拠点（（ｉＧＣＯＲＥ）ＰＩ 兼任）、阿部 奈保子　特任助教、川口 大輔　大学院生らは、たんぱく質を高効率で合成できる人工メッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）を開発しました。

ｍＲＮＡは生体内でたんぱく質を合成する機能を持つため、たんぱく質合成法やｍＲＮＡ医薬品としての利用が望まれています。特にｍＲＮＡ医薬品は、コロナウイルスのワクチン療法への適用などが期待され開発が進められています。しかし、医薬品などに応用するためには天然型ｍＲＮＡではたんぱく質の生産能力が十分ではなく、高生産能力を持つｍＲＮＡ分子の開発が求められていました。

生体内ではリボソームがｍＲＮＡを鋳型として３つの段階を繰り返すことでたんぱく質を合成します（翻訳反応）。①開始段階：リボソームがｍＲＮＡに結合し翻訳開始複合体を形成する、②伸長段階：リボソームがｍＲＮＡ上を移動しアミノ酸をつないでたんぱく質を合成する、③終結段階：たんぱく質合成が終了しリボソームが解離する、という翻訳反応サイクルの中で、最も時間がかかるのは①開始段階です。

今回本研究グループは、天然型ｍＲＮＡのリン酸部の酸素原子を硫黄原子に置き換えた人工ｍＲＮＡを合成しました。そして、この人工ｍＲＮＡが翻訳反応の開始段階を加速させることで、天然型ｍＲＮＡと比較し、たんぱく質合成効率を２０倍以上向上させることを発見しました。

今回発見した人工ｍＲＮＡは、新たなたんぱく質の大量生産技術やｍＲＮＡ医薬品への利用が期待されます。

本研究は、理化学研究所の清水 義宏　チームリーダーと共同で行いました。

本研究成果は、２０２０年７月５日（英国時間）にドイツ科学誌「Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ Ｃｈｅｍｉｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｄｉｔｉｏｎ」のオンライン版で公開されました。

本成果は、以下の事業・研究領域・研究課題によって得られました。

戦略的創造研究推進事業 チーム型研究（ＣＲＥＳＴ）

研究領域 「ゲノムスケールのＤＮＡ設計・合成による細胞制御技術の創出」
（研究総括：塩見 春彦　慶應義塾大学　教授）
研究課題名 「化学を基盤とするゲノムスケールＤＮＡ合成技術の開発」
研究代表者 阿部 洋（名古屋大学 大学院理学研究科　教授）
研究期間 平成３０年１０月～令和５年３月

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Phosphorothioate Modification of mRNA Accelerates Rate of Translation Initiation Providing More Efficient Protein Synthesis”
（ホスホロチオエート修飾ｍＲＮＡは翻訳開始を促進し、たんぱく質合成を効率化する）
ＤＯＩ：10.1002/anie.202007111

＜お問い合わせ先＞

（英文）“Un-natural mRNAs modified with sulfur atoms boost efficient protein synthesis”

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