| Project Area | Development of next-generation pharmaceuticals through evolutionary engineering of precision polymers |
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| Project/Area Number |
22H05048
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
Hoshino Yu 九州大学, 工学研究院, 教授 (40554689)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長尾 匡憲 九州大学, 工学研究院, 助教 (40904008)
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| Project Period (FY) |
2022-05-20 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥48,100,000 (Direct Cost: ¥37,000,000、Indirect Cost: ¥11,100,000)
Fiscal Year 2024: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2023: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2022: ¥22,360,000 (Direct Cost: ¥17,200,000、Indirect Cost: ¥5,160,000)
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| Keywords | 高分子進化 / ラジカル重合 / 精密高分子 / アプタマー / 均一高分子 / 高分子合成 / 分子進化工学 / 創薬 / プラスチック抗体 / 制御ラジカル重合 / 分子認識 / ブロック重合 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、様々な官能基を有する汎用性のモノマーを制御ラジカル重合し、クロマト技術を駆使して組成・配列・構造の差異により分離することで精密高分子のライブラリを作成する。相互作用スクリーニングにより疾患原因タンパクに強く結合する精密高分子を同定し、組成、配列を決定する。疾患としては予備検討済みの癌およびCOVID-19の致死原因の敗血症とする。また、A02班と共に、精密高分子の高速進化システムを開発する。さらに、A03班とともに、分子進化工学を用いて互いを強く認識する精密高分子・ペプチドペアを取得する。最後にA04班と共に動物実験により精密高分子による疾患治療を実証する。
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| Outline of Final Research Achievements |
A platform was developed for the synthesis, purification, and functional analysis of sequence- and stereo-defined precision oligomers through controlled radical polymerization. Chromatographic techniques enabled the isolation of structurally uniform oligomers with defined composition, sequence, and topology. Structure-function relationships were elucidated by evaluating target-binding affinity, self-assembly behavior, and optical properties. Site-specific side-chain transformations were established to enhance molecular recognition. Post-polymerization modification methods were refined to introduce chiral and fluorescent functionalities. DNA-conjugation techniques were optimized to construct DNA-encoded polymer libraries, facilitating evolutionary screening. Collaborations with other research teams led to the identification of bioactive polymers effective in disease models. These achievements were disseminated through multiple journal publications and conference presentations.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、分子構造や配列、立体構造が精密に制御された高分子を自在に合成・機能化するための技術基盤を構築した点で、学術的にも産業的にも大きな意義を有する。特に特定のペプチドやタンパク質などの生体分子を高選択的かつ高親和性で認識可能な高分子は、新たな創薬モダリティーとして、次世代の医療診断技術やドDDSへの応用が期待される。また、合成高分子の進化的最適化やDNAとの融合によるライブラリー構築技術は、創薬・分子探索の効率化、医薬品開発や疾患研究の加速にも貢献する。さらに、本課題を展開した学変A『精密高分子のデータ・進化工学による次世代医薬創出』が採択されより大きな学術領域の変革の引き金となった。
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