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マグネトソーム膜のin vivo改質による膜タンパク質の機能向上

研究課題

研究課題/領域番号 17H03466
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関東京農工大学

研究代表者

吉野 知子  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30409750)

研究分担者 田中 剛  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20345333)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード膜タンパク質 / リン脂質 / マグネトソーム / 磁性細菌 / 脂質 / 脂質改変 / 膜質改変
研究成果の概要

本研究では、磁性細菌を宿主として用い、膜タンパク質の精製や再構築膜の作製等の前工程を必要とせずに創薬探索に直接利用できる、新しい膜タンパク質の調整方法を開発した。磁性細菌が生合成するマグネトソーム(磁性粒子)を被覆する脂質膜を膜タンパク質のプラットフォームとして用い、遺伝子工学的な手法により膜組成を改質することで、ヒト由来膜タンパク質の機能発現を実現した。この方法により創製したヒト由来膜タンパク質-磁性粒子複合体は、創薬研究のハイスループット化を実現する画期的な方法へ応用することが可能である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

膜タンパク質は、細胞のストレス応答やシグナル伝達などの生命現象を司る重要な役割を担い、主な臨床治療標的である。治療薬の多くがこの膜タンパク質に直接的または間接的に作用することから、膜タンパク質の解析ツール開発は創薬研究への貢献が期待できる。本研究では、マグネトソーム上への膜タンパク質発現に加え、さらなる機能化、利用性の拡大を図るためにマグネトソーム膜の改変技術を確立した。本技術により、創薬研究のハイスループット化を実現する画期的な方法を提供すると共に、膜タンパク質の活性と脂質組成との関連性の包括的な理解が進むことが期待されることから、学術的な意義は大きいと判断される。

報告書

(3件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Biosynthesis of Thermoresponsive Magnetic Nanoparticles by Magnetosome Display System2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yoshino, Takumi Shimada, Yasuhito Ito, Toru Honda, Yoshiaki Maeda, Tadashi Matsunaga, Tsuyoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 29 号: 5 ページ: 1756-1762

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.8b00195

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Bioengineering of Magnetic Nanoparticles Produced by Magnetospirillum magneticum AMB-1 for Extensive Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yoshino, Tsuyoshi Tanaka, Tadashi Matsunaga
    • 学会等名
      The 6th International Meeting on Magnetotactic Bacteria
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modification of phospholipids composition of magnetosomes by employing phosphatidylcholine synthase in magnetotactic bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Fujimoto, Shuhei Ota, Yasuhito Ito, Tsuyoshi Tanaka, Tadashi Matsunaga, Tomoko Yoshino
    • 学会等名
      The 6th International Meeting on Magnetotactic Bacteria
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional Expression of Transmembrane Receptors on Magnetic Nanoparticles Through a Magnetosome-display System2018

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Tayama, Yasuhiro Sugammata, Shuhei Ota, Yasuhito Ito, Tsuyoshi Tanaka, Tadashi Matsunaga, Tomoko Yoshino
    • 学会等名
      The 6th International Meeting on Magnetotactic Bacteria
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁性細菌Magnetospirillum magneticumにおけるホスファチジルコリン合成酵素の発現による磁気微粒子の膜改変2018

    • 著者名/発表者名
      太田 修平, 伊藤 康仁, 前田 義昌, 田中 剛, 吉野 知子
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ホスファチジルコリン合成酵素の発現による磁性細菌 Magnetospirillum magneticumAMB-1の磁気微粒子膜の組成改変2017

    • 著者名/発表者名
      太田 修平, 伊藤 康仁, 田中 剛, 吉野 知子
    • 学会等名
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Molecular design of magnetic nanoparticle surfaces in magnetotactic bacteria and its application2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yoshino
    • 学会等名
      IGER International Symposium on Cell Surface Structures and Functions 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo modification of membrane composition of magnetosomes via expression of phosphatidylcholine synthase in magnetotactic bacteria2017

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Tayama, Shuhei Ota, Yasuhito Ito, Tsuyoshi Tanaka, Tomoko Yoshino
    • 学会等名
      IGER International Symposium on Cell Surface Structures and Functions 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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