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コドンの最適化はされていますか? トピック削除
No.12991-TOPIC - 2025/06/09 (月) 11:07:16 - Tany
普段より勉強させていただいております。
ひとつお伺いしたいことがありトピックを作成いたしました。

蛍光タンパク質のコード配列を人工合成で注文する予定です。
私の研究分野では、各種の実験にデータベース等から参照できるオリジナルの配列の蛍光タンパク質を使用していることが多いと思うのですが、自分の扱う生物 (私の場合は植物) に合うようにコドンの最適化をしたほうが良いのでしょうか。
コドンが最適化されていた方がタンパク質の生産量を増加するという話もあるのでなんとなくしておいた方が良い気もするのですが、逆にデメリットはないのでしょうか。
皆さんの経験やご意見をお伺いできればと思います。
どうぞよろしくお願いします。
 
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(無題) 削除/引用
No.12991-8 - 2025/06/11 (水) 23:06:38 - おお
>[Re:7] qqさんは書きました :
> 大腸菌で発現させるときに発現量を増やすことよりも、可溶性に発現させたいということが望ましいと考えていたのです。
> 不溶化する原因の一つに翻訳スピードの最適化が必要かもしれないと考えて、大腸菌用のコドン選択に変換してみたということです。

そう言う発想だったのですね。アイデアとしては面白いですね。

(無題) 削除/引用
No.12991-7 - 2025/06/10 (火) 09:48:42 - qq
大腸菌で発現させるときに発現量を増やすことよりも、可溶性に発現させたいということが望ましいと考えていたのです。
不溶化する原因の一つに翻訳スピードの最適化が必要かもしれないと考えて、大腸菌用のコドン選択に変換してみたということです。
例えば、低温で発現させるのも翻訳スピードやその後のシャペロン機能の向上が期待されるでしょう。
その視点で考えると、コドン選択もローカルな翻訳スピードの変化に寄与してんじゃないかなと言う考えです。
ま、そうは見えなかったわけです。

(無題) 削除/引用
No.12991-6 - 2025/06/10 (火) 04:29:09 - おお
>[Re:2] qqさんは書きました :
> 一度だけ、植物のコドン(私の場合はヒト)使用頻度と発現ホスト(大腸菌?)のコドン使用頻度を比較して、当該のcDNAのコドンを発現ホストに揃えると良いかと思ってやってみたことがあります。
> つまり、高頻度のコドンは、発現ホストの高頻度に、低頻度のコドンは発現ホストの低頻度に変換したのです。

通常はホストにおけるレアコドンがあればそれを高頻度のコドンに変更しますよね。わざわざ低頻度コドンへの変更をする理由はなんでしょうか?

> 結果は期待ハズレで、どちらでもインクルージョンに入ったのでした。
>

コドン最適化で可溶性が高まるのでしょうか?発現量を確保するための方法と思ってましたが。大腸菌とかでは発現量が高いとインクルージョンボディーに蓄積する傾向があると思いますが、、、なので発現量という点ではうまく行ってたりていうことは、、、

(無題) 削除/引用
No.12991-5 - 2025/06/10 (火) 00:19:07 - おお
いろいろな生物で最適化したという論文が発表されていますので参考にしてみてはどうですか(こういう論文はネガティブの結果が表に出にくいですが、色々な配列を試してこれがいいとかいうデーターならデメリットも見えてくるかもしれません)。
Rouwendal*, G.J., Mendes, O., Wolbert, E.J. et al. Enhanced expression in tobacco of the gene encoding green fluorescent protein by modification of its codon usage. Plant Mol Biol 33, 989–999 (1997). doi.org/10.1023/A:1005740823703

Yasuhiro Takenaka, Nobuyuki Haga, Terue Harumoto, Tadashi Matsuura, Youji Mitsui,
Transformation of Paramecium caudatum with a novel expression vector harboring codon-optimized GFP gene,
Gene,Volume 284, Issues 1–2,2002,Pages 233-240,
doi.org/10.1016/S0378-1119(01)00886-1.

David Luna-Cerralbo, Irene Blasco-Machín, Susana Adame-Pérez, Verónica Lampaya, Ana Larraga, Teresa Alejo, Juan Martínez-Oliván, Esther Broset, Pierpaolo Bruscolini,
A statistical-physics approach for codon usage optimisation,
Computational and Structural Biotechnology Journal,
Volume 23,2024,Pages 3050-3064,
doi.org/10.1016/j.csbj.2024.07.020.

Kaishima, M., Ishii, J., Matsuno, T. et al. Expression of varied GFPs in Saccharomyces cerevisiae: codon optimization yields stronger than expected expression and fluorescence intensity. Sci Rep 6, 35932 (2016).doi.org/10.1038/srep35932

Van Genechten, W., Demuyser, L., Dedecker, P. et al. Presenting a codon-optimized palette of fluorescent proteins for use in Candida albicans. Sci Rep 10, 6158 (2020). doi.org/10.1038/s41598-020-63308-w

Zeller RW, Weldon DS, Pellatiro MA, Cone AC. Optimized green fluorescent protein variants provide improved single cell resolution of transgene expression in ascidian embryos. Dev Dyn. 2006 Feb;235(2):456-67. doi: 10.1002/dvdy.20644. PMID: 16287050.

(無題) 削除/引用
No.12991-4 - 2025/06/09 (月) 18:49:42 - Tany
qq様、おお様

ご返信ありがとうございます。
メリットはあるかどうか分かりませんが、やっておいて損はないという感じでしょうか。
貴重なご意見・ご経験をお聞かせいただきありがとうございました。

(無題) 削除/引用
No.12991-3 - 2025/06/09 (月) 15:28:33 - おお
>[Re:1] Tanyさんは書きました :

> 私の研究分野では、各種の実験にデータベース等から参照できるオリジナルの配列の蛍光タンパク質を使用していることが多いと思うのですが、

言っているオリジナルの意味が不明ですが、人やマウスに使うベクターに組み込まれたGFPなどは既にオリジナルの配列を元にコドンの最適化がされています。

>自分の扱う生物 (私の場合は植物) に合うようにコドンの最適化をしたほうが良いのでしょうか。
> コドンが最適化されていた方がタンパク質の生産量を増加するという話もあるのでなんとなくしておいた方が良い気もするのですが、逆にデメリットはないのでしょうか。

デメリットはあまり思いつきませんが、強いて言えばそんなに発現量に寄与してない可能性でしょうかね。

(無題) 削除/引用
No.12991-2 - 2025/06/09 (月) 14:27:52 - qq
一度だけ、植物のコドン(私の場合はヒト)使用頻度と発現ホスト(大腸菌?)のコドン使用頻度を比較して、当該のcDNAのコドンを発現ホストに揃えると良いかと思ってやってみたことがあります。
つまり、高頻度のコドンは、発現ホストの高頻度に、低頻度のコドンは発現ホストの低頻度に変換したのです。
結果は期待ハズレで、どちらでもインクルージョンに入ったのでした。

コドンの最適化はされていますか? 削除/引用
No.12991-1 - 2025/06/09 (月) 11:07:16 - Tany
普段より勉強させていただいております。
ひとつお伺いしたいことがありトピックを作成いたしました。

蛍光タンパク質のコード配列を人工合成で注文する予定です。
私の研究分野では、各種の実験にデータベース等から参照できるオリジナルの配列の蛍光タンパク質を使用していることが多いと思うのですが、自分の扱う生物 (私の場合は植物) に合うようにコドンの最適化をしたほうが良いのでしょうか。
コドンが最適化されていた方がタンパク質の生産量を増加するという話もあるのでなんとなくしておいた方が良い気もするのですが、逆にデメリットはないのでしょうか。
皆さんの経験やご意見をお伺いできればと思います。
どうぞよろしくお願いします。

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