ワシントン大学の研究者がタンパク質生産を最大1000倍に高める方法を発見

糖尿病のインスリンや血友病の凝固因子などの薬は治療用タンパク質であり、研究室で合成するのは困難だ。 そのため科学者は細菌を小さなタンパク質製造工場として加工して使用している。しかし、バクテリアや他の細胞の助けを借りたとしても、医療または商業用途のタンパク質を生産するプロセスは面倒で費用が掛かる。

セントルイスにあるワシントン大学医学部の研究者が、タンパク質生産を最大で1000倍まで高める方法を発見した。 Nature Communicationsで2019年12月18日にオンラインで公開されたこの調査結果は、特定のタンパク質ベースの医薬品、ワクチン、診断薬、および食品、農業、生体材料、バイオエネルギー、化学工業で使用されるタンパク質の生産量を増やし、コストを削減するのに役立つという。このオープンアクセス論文のタイトルは「短い翻訳領域がタンパク質合成の効率を決定する（A Short Translational Ramp Determines the Efficiency of Protein Synthesis.）」と題されている。

「医療または商業用途向けのタンパク質の製造プロセスは、複雑で、高価で、時間が掛る可能性がある」と、細胞生物学および生理学の准教授であり本研究論文の著者であるSergej Djuranovic 博士は述べた。 「各細菌が10倍のタンパク質を生産できるようになれば、仕事を完了するのに必要な細菌量は1/10になる。これにより、コストが大幅に削減される。 この手法は、あらゆる種類のタンパク質で機能する。なぜなら、この手法は普遍的なタンパク質合成機構の基本的な特徴だからだ。」

タンパク質は、何百ものアミノ酸残基から構成されている。 Djuranovic 博士と筆頭著者である研究室の学部研究者のManasvi Verma氏は、研究者は、特定の遺伝子から生成されるタンパク質の量を制御する方法を探していたが、異なる研究の実験が期待通りに機能せず、最初の数個のアミノ酸の重要性でつまずいた。
「最初の数個のアミノ酸配列を変更してもタンパク質発現に影響を及ぼさないと考えていたが、タンパク質発現を300％増加させた」とDjuranovic博士は述べた。 「それで、なぜそれが起こったのか調べ始めた。」