ブックタイトルSENTAN せんたん SEP 2021 vol.30

概要

SENTAN せんたん SEP 2021 vol.30

知の扉を開く植物の遺伝情報を人工知能で読み解き、有用なタンパク質の量産システムを設計するバイオサイエンス領域バイオエンジニアリング研究室加藤晃教授最適な状態を予測する山﨑将太朗助教医薬品などに使われる付加価値が高いタンパク質は、量の確保や品質の安定化、コスト削減のために動植物、微生物の細胞に作らせている。生命の設計図である長い鎖状のDNA分子の中から、目的のタンパク質の情報が指定された部分（遺伝子）など合成に関わる遺伝情報を抽出し、別の細胞の核内に導入して生産を肩代わりさせるという手法だ。バイオエンジニアリング研究室の加藤教授らは、こうした手法の生産効率を高めるため、遺伝情報を膨大な実験データと突き合わせてコンピュータ解析し、人工知能（AI）の機械学習を使って、最適な遺伝情報の組み合わせを予測する研究に挑んでいる。企業との共同研究を進め、特許化された成果も多い。「バイオテクノロジーでの社会貢献をめざし、植物の細胞をメーンの材料に、目的のタンパク質を効率よく生産するための技術開発にシフトした研究を行っています」と加藤教授。デジタル技術を駆使してバイオ研究を手掛ける本学のデジタルグリーンイノベーションセンター（CDG）のバイオエコノミー部門長を務める。最強のエンハンサーを発見○○○助教タンパク質の遺伝情報は、鎖状のDNA分子の一部の区間にアデニン（A）、グアニン（G）、シトシン（C）、チミン（T）の４種類の核酸塩基により暗号文字のように書き込まれている。その塩基の並び順（配列）が、タンパク質を構成するアミノ酸の種類、結合の順番などを指定するのだ。この遺伝情報の暗号文はｍRNA（メッセンジャーRNA）という分子にコピー（転写）されたあと、mRNAに結合したリボソームという構造体により「翻訳」されて基の設計図通りにアミノ酸が連結したタンパク質が出来上がる。加藤教授は、「研究室では、DNAの遺伝子暗号を基にタンパク質が合成される過程で、転写後のｍRNA分子の安定性、07 S E NTAN