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スーパーヌクレオソーム構築による1細胞エピジェネティック修飾マッピング

研究課題

研究課題/領域番号 18H03931
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

岡本 晃充  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (60314233)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)
2020年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2019年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2018年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
キーワードヌクレオソーム / DNA / クロマチン / ヒストン / パラジウム / ルテニウム / ペプチド / タンパク質化学合成 / エピジェネティクス / タンパク質合成 / 遺伝子制御 / 化学合成 / 合成化学 / 1細胞イメージング
研究成果の概要

(1)人工ヌクレオソームの化学的製造法の確立…有機金属錯体を用いた新たなペプチドライゲーション法を確立して、コアヒストン4種類(H2A, H2B, H3, H4)およびリンカーヒストンH1の合成を行った。
(2)スーパーヌクレオソームの創出…原子による細胞機能制御の本質を見抜くために、タンパク質修飾法を検討して、天然にはない機能を付与した「スーパーヌクレオソーム」を化学合成する方法を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

独自の化学合成の確立を通して、天然にはない標識や反応性官能基、複数の複雑な機能性ユニットをヒストン構造に入れることが可能になるので、機能解明を支援する創造的スーパーヌクレオソームを作成して未知のヌクレオソーム機能を明らかにすることができる。これによって、ヌクレオソーム内DNAへ働きかけることができる新たな抗がん剤設計などに利用することができる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (23件) (うち国際共著 4件、 査読あり 23件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Floxuridine Oligomers Activated under Hypoxic Environment2021

    • 著者名/発表者名
      Morihiro, K.; Ishinabe, T.; Takatsu, M.; Osumi, H.; Osawa, T.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 143 号: 9 ページ: 3340-3347

    • DOI

      10.1021/jacs.0c10732

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Organoruthenium-Catalyzed Chemical Protein Synthesis to Elucidate the Functions of Epigenetic Modifications on Heterochromatin Factors2021

    • 著者名/発表者名
      Kamo, N.; Kujirai, T.; Kurumizaka, H.; Murakami, H.; Hayashi, G.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 12 号: 16 ページ: 5926-5937

    • DOI

      10.1039/d1sc00731a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Light-inducible control of cellular proliferation and differentiation by a Hedgehog signaling inhibitor2021

    • 著者名/発表者名
      Misawa Ryuji、Minami Tsuyoshi、Okamoto Akimitsu、Ikeuchi Yoshiho
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 38 ページ: 116144-116144

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2021.116144

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toolbox for chemically synthesized histone proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Nakatsu, K.; Hayashi, G.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Curr. Opin. Chem. Biol.

      巻: 58 ページ: 10-19

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2020.04.016

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A light-inducible Hedgehog signaling activator modulates proliferation and differentiation of neural cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Misawa, Tsuyoshi Minami, Akimitsu Okamoto, Yoshiho Ikeuchi.
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: - 号: 6 ページ: 1595-1603

    • DOI

      10.1021/acschembio.0c00195

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fmoc-Compatible and C-terminal-Sequence-Independent Peptide Alkyl Thioester Formation Using Cysteinylprolyl Imide2020

    • 著者名/発表者名
      Nakatsu, K.; Yanase, M.; Hayashi, G.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 22 号: 12 ページ: 4670-4674

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c01450

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single cell array enclosed with a photodegradable hydrogel in microwells for image-based cell classification and selective photorelease of cells2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, S.; Takagi, R.; Hosogane, T.; Ohashi, Y.; Sakai, Y.; Sakakihara, S.; Iino, R.; Tabata, K.; Noji, H.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      ACS Appl. Bio Mater.

      巻: 3 号: 9 ページ: 5887-5895

    • DOI

      10.1021/acsabm.0c00583

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monitoring intracellular metal ion complexation with acetylene-tagged ligand by Raman spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Takemura, S.; Watanabe, H.; Nishihara, T.; Okamoto, A.; Tanabe, K.
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 10 号: 59 ページ: 36119-36123

    • DOI

      10.1039/d0ra06329k

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] L-DNA-tagged fluorescence in situ hybridization for highly sensitive imaging of RNAs in single cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ogata, M.; Hayashi, G.; Ichiu, A.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 18 号: 40 ページ: 8084-8088

    • DOI

      10.1039/d0ob01635g

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acetylation-modulated communication between the H3 N-terminal tail domain and the intrinsically disordered H1 C-terminal domain2020

    • 著者名/発表者名
      Hao, F; Murphy, K. J.; Kujirai, T.; Kamo, N.; Kato, J.; Koyama, M.; Okamato, A.; Hayashi, G.; Kurumizaka, H.; Hayes, J. J.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 48 号: 20 ページ: 11510-11520

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa949

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A highly constrained nucleic acid analog based on α-L-threosamine2020

    • 著者名/発表者名
      Morihiro, K.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids

      巻: 39 号: 1-3 ページ: 270-279

    • DOI

      10.1080/15257770.2019.1666278

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Live Cell Sensing of Telomerase Activity Using Hybridization-Sensitive Fluorescent Oligonucleotide Probes2020

    • 著者名/発表者名
      Chen, J.; Morihiro, K.; Fukui, D.; Guo, L.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 21 号: 7 ページ: 1022-1027

    • DOI

      10.1002/cbic.201900555

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Ketose Production by Hydroxyapatite Catalyst in a Continuous Flow Module2019

    • 著者名/発表者名
      Usami, K.; Xiao, K.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chem. Eng.

      巻: 7 号: 3 ページ: 3372-3377

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.8b05574

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reversible and Photoresponsive Immobilization of Nonadherent Cells by Spiropyran-Conjugated PEG-Lipids2019

    • 著者名/発表者名
      Izuta, S.; Yamaguchi, S.; Kosaka, T.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      ACS Appl. Bio Mater.

      巻: 2 号: 1 ページ: 33-38

    • DOI

      10.1021/acsabm.8b00656

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular Polymeric Hydrogels for Ultrasound-guided Protein Release2019

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, S; Higashi, K.; Azuma, T.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Biotechnol. J.

      巻: 14 号: 5 ページ: 1800530-1800530

    • DOI

      10.1002/biot.201800530

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cysteinylprolyl imide (CPI) peptide: a highly reactive and easily accessible crypto-thioester for chemical protein synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Yanase Masafumi、Nakatsu Koki、Cardos Charlane Joy、Konda Yoshiki、Hayashi Gosuke、Okamoto Akimitsu
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 号: 23 ページ: 5967-5975

    • DOI

      10.1039/c9sc00646j

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous and Traceless Ligation of Peptide Fragments on DNA Scaffold.2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi G, Yanase M, Nakatsuka Y, Okamoto A.
    • 雑誌名

      Biomaclomolecules

      巻: 20 号: 3 ページ: 1246-1253

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.8b01655

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical Synthesis of Cys-Containing Protein via Chemoselective Deprotection with Different Palladium Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Kamo, N.; Hayashi, G.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 21 号: 20 ページ: 8378-8382

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b03152

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photo-responsive materials with strong cell trapping ability for light-guided manipulation of nonadherent cells2019

    • 著者名/発表者名
      Jarzebska, N. A.; Yamaguchi, S.; Izuta, S.; Kosaka, T.; Yamahira, S.; Nagamune, T.; Okamoto, A.
    • 雑誌名

      Biomater. Sci.

      巻: 7 号: 11 ページ: 4514-4518

    • DOI

      10.1039/c9bm01200a

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photophysical properties of fluorescent imaging biological probes of nucleic acids: SAC-CI and TD-DFT Study2018

    • 著者名/発表者名
      Shiraogawa Takafumi、Candel Gaelle、Fukuda Ryoichi、Ciofini Ilaria、Adamo Carlo、Okamoto Akimitsu、Ehara Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Computational Chemistry

      巻: 40 号: 1 ページ: 127-134

    • DOI

      10.1002/jcc.25553

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Triple Function of 4-Mercaptophenylacetic Acid Promotes One-Pot Multiple Peptide Ligation2018

    • 著者名/発表者名
      Kamo Naoki、Hayashi Gosuke、Okamoto Akimitsu
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 50 ページ: 16533-16537

    • DOI

      10.1002/anie.201809765

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemistry‐Driven Epigenetic Investigation of Histone and DNA Modifications2018

    • 著者名/発表者名
      Sueoka Takuma、Koyama Kenta、Hayashi Gosuke、Okamoto Akimitsu
    • 雑誌名

      The Chemical Record

      巻: 18 号: 12 ページ: 1727-1744

    • DOI

      10.1002/tcr.201800040

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient peptide ligation between allyl-protected Asp and Cys followed by palladium-mediated deprotection2018

    • 著者名/発表者名
      Kamo Naoki、Hayashi Gosuke、Okamoto Akimitsu
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 34 ページ: 4337-4340

    • DOI

      10.1039/c8cc01965g

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ニトロ基およびアゾ基の生体還元を利用したFloxuridineオリゴマーの低酸素活性化2021

    • 著者名/発表者名
      森廣 邦彦、石鍋 拓郎、高津 正子、大澤 毅、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内タンパク質送達を指向した刺激溶解性タンパク質凝集体の開発2021

    • 著者名/発表者名
      山本 一穂、山口 哲志、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 光化学インターナリゼーションに有効な近赤外光吸収色素の合成と評価2021

    • 著者名/発表者名
      濵邉 美佳子、出羽 和花子、大橋 瑠子、浜窪 隆雄、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞膜透過性を指向する含フッ素オリゴヌクレオチドの合成と評価2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉 ほの香、相川 光介、森廣 邦彦、岡本 晃充、岡添 隆
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起型伸長反応を用いたポリユビキチンの鎖長制御手法の確立2021

    • 著者名/発表者名
      村山 伊織、古畑 隆史、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 固相合成に適したチオエステル前駆体システイニルプロリルイミドによるタンパク質化学合成2021

    • 著者名/発表者名
      中津 幸輝、梁瀬 将史、林 剛介、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 生体分子の選択的可視化を実現する光活性化アルキンタグ2021

    • 著者名/発表者名
      中村 聖、山口 哲志、小阪 高広、中村 元直、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞膜裏側の定量的1細胞解析のための細胞膜シートアレイの開発2021

    • 著者名/発表者名
      梅田 侑生、山口 哲志、山平 真也、中村 元直、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ru触媒を用いたリンカーヒストンH1.2とHP1αの化学合成とその翻訳後修飾の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      加茂 直己、鯨井 智也、胡桃坂 仁志、村上 裕、林 剛介、岡本 晃充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The use of cysteinylprolyl imide peptide as an Fmoc-compatible crypto-thioester2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Nakatsu、Masafumi Yanase、Gosuke Hayashi、Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Total chemical synthesis of linker histone H1.2 and heterochromatin protein 1 alpha through one-pot multiple peptide ligation using Ru catalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kamo、Gosuke Hayashi、Tomoya Kujirai、Hitoshi Kurumizaka、Hiroshi Murakami、Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 低酸素環境下で活性化するFluoxuridineオリゴマーの開発2020

    • 著者名/発表者名
      森廣 邦彦、石鍋 拓郎、高津 正子、岡本 晃充
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 金属イオン曝露によるDNAメチル化レベル変化の蛍光解析2020

    • 著者名/発表者名
      森廣 邦彦、劉 杉、竹内 芙美香、岡本 晃充
    • 学会等名
      第42回日本光医学・光生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 感光性クリック試薬を用いた異種細胞位置制御技術の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小阪 高広、山口 哲志、泉田 森、岡本 晃充
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会 第31回サマースクール
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質化学合成を指向したチオエステル前駆体CPI(Cysteinylprolyl imide) の設計と機能評価2019

    • 著者名/発表者名
      中津 幸輝、梁瀬 将史、林 剛介、岡本 晃充
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会 第31回サマースクール
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内分子動態解析のための光活性化アルキンタグ2019

    • 著者名/発表者名
      中村 聖、山口 哲志、小阪 高広、岡本 晃充
    • 学会等名
      2019年度生物工学若手研究者の集い(若手会)夏のセミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ターンオン型蛍光プローブを用いたテロメラーゼ活性の生細胞内センシング2019

    • 著者名/発表者名
      森廣 邦彦、Jiazhuo Chen, 福井 大介、Guo Lihao、岡本 晃充
    • 学会等名
      第41回日本光医学・光生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Inorganic reactions for analysis of epigenetically modified DNA2019

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      19th International Conference on Biological Inorganic Chemistry (ICBIC-19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞運理を志向した光溶解性ゲル充填マイクロウェルアレイ2019

    • 著者名/発表者名
      山口 哲志、細金 剛、大橋 友紀、榊原 昇一、田端 和仁、野地 博行、岡本 晃充
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ターンオン型蛍光オリゴヌクレオチドプローブを用いたテロメラーゼ活性の生細胞内センシング2019

    • 著者名/発表者名
      森廣 邦彦、Chen Jiazhuo、福井 大介、Guo Lihao、岡本 晃充
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 1細胞間相互作用解析のための光誘導型クリック反応表面2019

    • 著者名/発表者名
      小阪 高広、山口 哲志、泉田 森、岡本 晃充
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Chemical Reactions for Analysis of Epigenetically Modified DNA2019

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      Epigenetics & Bioengineering Coference (EpiBio 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光反応性クリック試薬を用いた細胞間相互作用解析手法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小阪 高広、山口 哲志、泉田 森、岡本 晃充
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photo-responsive cell immobilization reagents for cell manipulation on solid phase2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi, Shin Izuta, Shinya Yamahara, Teruyuki Nagamune, Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      The 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Live-Cell Sensing of Telomerase Activity2019

    • 著者名/発表者名
      Akimitsu Okamoto, Kunihiko Morihiro, Jiazhuo Chen, Daisuke Fukui and Lihao Guo
    • 学会等名
      Asia 3 Roundtable of Nucleic Acid 2019 (A3RONA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reaction design for highly efficient chemical protein synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Gosuke Hayashi, Takuma Sueoka, Masafumi Yanase, Naoki Kamo, and Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      ACS Meeting 2019 Spring
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EXCITON-CONTROLLED FLUORESCENT NUCLEIC ACIDS FOR BIOIMAGING2018

    • 著者名/発表者名
      Lihao Guo, Akimitsu Okamoto
    • 学会等名
      PhotoIUPAC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 光増感色素2020

    • 発明者名
      岡本晃充、出羽和歌子、浜窪隆雄、戸田奈緒子、須藤幸夫
    • 権利者名
      岡本晃充、出羽和歌子、浜窪隆雄、戸田奈緒子、須藤幸夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-108318
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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