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2016 Fiscal Year Research-status Report

単一ドメイン抗体無細胞ディスプレイと光を用いた創薬標的探索の効率化

Research Project

Project/Area Number 16K15206
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

櫻井 隆  順天堂大学, 医学部, 教授 (70225845)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 根本 直人  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60509727)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords神経科学 / プロテオーム / 組換え抗体
Outline of Annual Research Achievements

フルオレセイン標識抗体と光照射によるリアルタイム蛋白質不活性化法 (FALI) は、相互作用の場における時間分解能の高いタンパク質機能解析法である。これを効率化して細胞機能アッセイに適用し、特定の細胞間相互作用に関与する細胞表面分子を同定して創薬標的探索法として確立することを目指している。cDNA display技術を単一ドメイン抗体ライブラリー(VHH)に応用してFALIを行い、細胞機能アッセイ系と一体化させるための基盤技術を確立する。
本年度は、多様性を維持したライブラリーをなるべくスモールスケールで取り扱うため、化学合成VHHライブラリー cDNA displayの発現効率向上の検討を中心に行った。研究分担者が開発した光架橋によりmRNAと高効率に結合可能な改良型リンカー、最適な磁気ビーズの選択、反応条件、特に無細胞タンパク質合成系の至適化により、さらなる発現効率向上が可能であることが明らかとなった。
また、クローン選択条件設定のために必要な、GFPやペプチドタグに高親和性に結合するVHHクローンcDNA displayを作製し、抗原への結合確認とともに反応条件の検討を行った。
以上の検討結果にもとづき、膜タンパク質の細胞外ドメイン由来ペプチドを含む3種のペプチドを磁気ビーズに固定化し、VHHライブラリーのスクリーニングの試行を行った。これによりランダムな変異を導入してより高い親和性を持つクローンを得るための条件設定が可能となった。引き続きクローン選択の条件検討を進めるとともに、cDNA display発現効率の向上を図っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度のVHHライブラリー cDNA displayの発現効率向上の検討により、十分な多様性を維持したライブラリーをスモールスケールで取り扱うことが可能となった。
また、VHHライブラリーのスクリーニングの試行によりランダム変異導入による高親和性クローン選択のための条件設定が可能となった。

Strategy for Future Research Activity

今後、これまでに確立した実験条件をもとに、モデル系を用いて高親和性のVHHクローンを得るための変異導入実験を開始する。あわせて、研究分担者と協議しつつ、アッセイに十分な量のcDNA displayクローンを高効率で合成するための基盤技術開発を目指す。

Causes of Carryover

VHHライブラリーのcDNAディスプレイ発現効率向上が達成され、当初の予定よりも無細胞タンパク質合成系等の試薬・キット類の使用量が少なかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

今後は、VHHライブラリーを用いた結合クローン選択、変異導入による高親和性クローン取得、VHHクローンの高効率合成のために試薬・キット類を多く使用する予定であり、そのために研究費を使用する。

  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Enhanced mRNA-protein fusion efficiency of a single-domain antibody by selection of mRNA display with additional random sequences in the terminal translated regions2017

    • Author(s)
      Takahashi K, Sunohara M, Terai T, Kumachi S, Nemoto N
    • Journal Title

      Biophys Physicobiol

      Volume: 14 Pages: 23-28

    • DOI

      10.2142/biophysico.14.0_23

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] cDNAディスプレイによる機能性ペプチドアプタマーの創生2016

    • Author(s)
      根本直人
    • Journal Title

      日本生物工学会誌

      Volume: 94 Pages: 481-484

  • [Journal Article] 試験管内進化を加速するcDNA display システム2016

    • Author(s)
      熊地重文、根本直人
    • Journal Title

      酵素工学ニュース

      Volume: 76 Pages: 21-25

  • [Presentation] cDNAディスプレイ法を用いた単ドメイン抗体のFALIへの応用2017

    • Author(s)
      橋本祥江、望月佑樹、熊地重文、樫山拓、上窪裕二、藤本健造、根本直人、櫻井隆
    • Organizer
      第90回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
    • Year and Date
      2017-03-17
  • [Presentation] ハイスループット淘汰技術を用いた配列空間探査による新機能分子(ネオバイオ分子)の創製2016

    • Author(s)
      根本直人
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-12-02
  • [Presentation] cDNA display method and its applications for the in vitro selection of functional peptides2016

    • Author(s)
      根本直人
    • Organizer
      第68回日本生物工学会大会 国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • Year and Date
      2016-09-29
    • Invited
  • [Presentation] 完全人工デザインVHH抗体の進化工学的創製2016

    • Author(s)
      鈴木武尊、根本直人
    • Organizer
      第16回日本蛋白質科学会年会 ワークショップ
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-06-09
    • Invited
  • [Remarks] 順天堂大学大学院細胞・分子薬理学ホームページ

    • URL

      http://pharmacology.sakura.ne.jp/jp/research/fali_res/fali_res.html

  • [Remarks] 埼玉大学大学院理工学研究科物質科学部門生体高分子研究グループ根本研究室ホームページ

    • URL

      http://park.saitama-u.ac.jp/~nemoto/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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