| Project/Area Number |
19H04202
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 62010:Life, health and medical informatics-related
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| Research Institution | National Institute of Infectious Diseases (2022)
The University of Tokyo (2019-2021) |
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Principal Investigator |
Kuroda Daisuke 国立感染症研究所, 治療薬・ワクチン開発研究センター, 主任研究官 (60756732)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田部 亜季 国立感染症研究所, エイズ研究センター, 研究員 (60786367)
森本 淳平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (70754935)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | 抗体設計 / ペプチド設計 / 分子シミュレーション / 機械学習 / 親和性成熟 / 安定性 / 分子設計 / 抗体工学 / 抗体 / ペプチド / 物性計測 / 機能計測 / 分子デザイン / 単ドメイン抗体 / Supercharging / 蛋白質工学 / シミュレーション / タンパク質工学 / 熱安定性 / 凝集性 |
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| Outline of Research at the Start |
物質を分子レベルで自在に設計・制御する技術は、多くの研究者にとって「夢の技術」である。蛋白質の物性を自在に制御できるようになれば、基礎研究のみならず、医薬品や新規素材開発への応用など、その社会へのインパクトも大きい。本研究では、主に蛋白質の「機能」に焦点を当て、ランダムな変異導入ではなく、コンピュータ技術に基づき、合理的に機能性分子を創製するための分子設計手法を開発する。コンピュータを用いた情報処理技術と蛋白質工学実験による計測を駆使して、機能性分子の創製法の確立を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Through virtual mutagenesis experiments based on molecular simulations and machine learning, we have made advances in antibody design: (1) Enhanced properties of two antibodies. (2) Improved function of three different antibodies. (3) Created functional peptides. (4) Analyzed antibody affinity maturation, clarifying mutation roles. (5) Revealed sequence-structure correlation of the antigen binding site in single-domain antibodies. (6) Verified the predictability of machine learning in identifying designed mutations. (7) Used molecular dynamics calculations for rational interpretation of various protein engineering results.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
物質を分子レベルで自在に設計・制御する技術は、多くの研究者にとって「夢の技術」である。タンパク質の物性を自在に制御できるようになれば、基礎研究のみならず、医薬品や新規素材開発への応用など、その社会へのインパクトも大きい。また、脊椎動物の免疫系に関わる抗体分子は、異物に対して高い特異性を持ち、生体防御を担っている。抗体に関する研究は、生体分子の特異的分子認識機構に関する知見を与えるだけではなく、近年注目を集めている抗体医薬品などの開発にもつながる。
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