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細胞内シグナルネットワークを解読するMetallo-chemogenetics

研究課題

研究課題/領域番号 18K14333
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関京都大学

研究代表者

窪田 亮  京都大学, 工学研究科, 助教 (00753146)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード超分子化学 / 金属錯体 / Gタンパク質共役受容体 / ケモジェネティクス / 細胞 / ヒドロゲル / ソフトマテリアル / ケミカルバイオロジー / 金属錯体化学 / ケモジェネティックス / 超分子 / 動物個体 / in vivo / 核内受容体
研究成果の概要

本若手研究では、細胞膜表層に存在するGタンパク質共役受容体(GPCR)の人工的活性化手法の開発を行った。細胞外領域にHis tagを導入した標的GPCRとHis tagと相互作用するNi錯体を共有結合的に連結したアゴニストの二点相互作用を利用することで、標的GPCRの選択的な活性化に成功した。また超分子ダブルネットワーク(SDN)ヒドロゲルの新たな機能化手法であるpost-assembly fabricationの開発にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

GPCRは細胞内シグナル伝達を担い、様々な生物学的役割および疾病に関与する。そのため狙ったGPCRを受容体さらには細胞選択的に活性化することができれば、基礎科学のみならず創薬にも直結する。本若手研究で開発した手法は、His tagを持つ標的受容体のみを活性化できることから、これまで区別困難であったGPCRの生物学的機能の解明に貢献できると期待される。また開発した刺激応答性SDNヒドロゲルは体内における薬物放出担体としての利用が期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 オープンアクセス 4件、 査読あり 7件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Protein-Responsive Protein-Release of Supramolecular/polymer Hydrogel Composite Integrating Enzyme Activation Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Shigemitsu Hajime、Kubota Ryou、Nakamura Keisuke、Matsuzaki Tomonobu、Minami Saori、Urayama Kenji、Hamachi Itaru
    • 雑誌名

      ChemRxiv

      巻: なし

    • DOI

      10.26434/chemrxiv.11626266.v1

    • NAID

      120006876564

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Power of Confocal Laser Scanning Microscopy in Supramolecular Chemistry: In situ Real‐time Imaging of Stimuli‐Responsive Multicomponent Supramolecular Hydrogels2020

    • 著者名/発表者名
      Kubota Ryou、Nakamura Keisuke、Torigoe Shogo、Hamachi Itaru
    • 雑誌名

      ChemistryOpen

      巻: 9 号: 1 ページ: 67-79

    • DOI

      10.1002/open.201900328

    • 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] pH Nanosensor Using Electronic Spins in Diamond2019

    • 著者名/発表者名
      Fujisaku Takahiro、Tanabe Ryotaro、Onoda Shinobu、Kubota Ryou、Segawa Takuya F.、So Frederick T.-K.、Ohshima Takeshi、Hamachi Itaru、Shirakawa Masahiro、Igarashi Ryuji
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 13 号: 10 ページ: 11726-11732

    • DOI

      10.1021/acsnano.9b05342

    • 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] Post-assembly Fabrication of a Functional Multicomponent Supramolecular Hydrogel Based on a Self-Sorting Double Network2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Wataru、Shigemitsu Hajime、Fujisaku Takahiro、Kubota Ryou、Minami Saori、Urayama Kenji、Hamachi Itaru
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 12 ページ: 4997-5004

    • DOI

      10.1021/jacs.9b00715

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On-cell coordination chemistry: Chemogenetic activation of membrane-bound glutamate receptors in living cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kubota Ryou、Kiyonaka Shigeki、Hamachi Itaru
    • 雑誌名

      Methods in Enzymology

      巻: 印刷中 ページ: 411-430

    • DOI

      10.1016/bs.mie.2019.02.033

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rational synthesis of benzimidazole[3]arenes by CuII-catalyzed post-macrocyclization transformation2018

    • 著者名/発表者名
      Tashiro Shohei、Umeki Tsutomu、Kubota Ryou、Shionoya Mitsuhiko
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 号: 39 ページ: 7614-7619

    • DOI

      10.1039/c8sc03086c

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemogenetic Approach Using Ni(II) Complex?Agonist Conjugates Allows Selective Activation of Class A G-Protein-Coupled Receptors2018

    • 著者名/発表者名
      Kubota Ryou、Nomura Wataru、Iwasaka Takuma、Ojima Kento、Kiyonaka Shigeki、Hamachi Itaru
    • 雑誌名

      ACS Central Science

      巻: 4 号: 9 ページ: 1211-1221

    • DOI

      10.1021/acscentsci.8b00390

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Imaging-Based Study on Control Factors over Self-Sorting of Supramolecular Nanofibers Formed from Peptide- and Lipid-type Hydrogelators2018

    • 著者名/発表者名
      Kubota Ryou、Liu Shuang、Shigemitsu Hajime、Nakamura Keisuke、Tanaka Wataru、Ikeda Masato、Hamachi Itaru
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 29 号: 6 ページ: 2058-2067

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.8b00260

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Life-inspired multicomponent supramolecular hydrogels2020

    • 著者名/発表者名
      Ryou Kubota
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 液液相分離を示すペプチド型超分子の分子設計2020

    • 著者名/発表者名
      服部 善行、窪田 亮、浜地 格
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超分子ファイバーの核形成制御によって作り分けられるself-sorting構造2020

    • 著者名/発表者名
      長尾 和俊、窪田 亮、田中 航、浜地 格
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超分子・高分子複合ゲルの開発とその特性2020

    • 著者名/発表者名
      佐田 圭、中村 圭佑、窪田 亮、濱地 格
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Protein responsive protein release of supramolecular / covalent polymer hydrogel composite2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke NAKAMURA, Ryo KUBOTA, Hajime SHIGEMITSU, Tomonobu MATSUZAKI, Saori MINAMI, Kenji URAYAMA, Itaru HAMACHI
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高分子型リガンド指向性化学による腫瘍内でのin vivoケミカルラベル2020

    • 著者名/発表者名
      鳥越 祥吾、窪田 亮、羽木 慎一郎、池田 燎亮、浜地 格
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Adaptive supramolecular double network hydrogels formed by self-sorting self-assembly2020

    • 著者名/発表者名
      Ryou Kubota
    • 学会等名
      SPIRITS international symposium, Shaping self-assembled mesoscale (bio)materials with microengineering
    • 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] 超分子と高分子の複合化による新奇刺激応答性ヒドロゲルの創製2019

    • 著者名/発表者名
      窪田 亮、中村 圭佑、重光 孟、南 沙央理、浦山 健治、浜地 格
    • 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] 超分子・高分子ハイブリッドゲルのタンパク質応答機能2019

    • 著者名/発表者名
      中村 圭佑、重光 孟、窪田 亮、松崎 友伸、南 沙央理、浦山 健治、浜地 格
    • 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] 動的共有結合を用いた超分子ナノファイバーの In Situ Self-sorting 制御2019

    • 著者名/発表者名
      長尾 和俊、窪田 亮、田中 航、 浜地 格
    • 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] 超分子ダブルネットワークヒドロゲル:self- sorting現象による機能統合化2019

    • 著者名/発表者名
      窪田 亮、重光 孟、田中 航、藤咲 貴大、浜地 格
    • 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] 田中 航、重光 孟、窪田 亮、南 沙央理、浦山 健治、浜地 格2019

    • 著者名/発表者名
      超分子ダブルネットワークヒドロゲル (1) : Post-functionalizationによる機能拡張
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 長尾 和俊、田中 航、松村 亮太朗、窪田 亮、浜地 格2019

    • 著者名/発表者名
      超分子ダブルネットワークヒドロゲル (2): 動的共有結合を用いたSelf-Sorting
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 中村 圭佑、重光 孟、松崎 友伸、窪田 亮、浜地 格2019

    • 著者名/発表者名
      超分子ダブルネットワークヒドロゲル (3): 高分子との複合化
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金谷 拓、鳥越 祥吾、窪田 亮、浜地 格2019

    • 著者名/発表者名
      高分子リガンド指向性化学(1):ラベル化剤設計と反応性評価
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 鳥越 祥吾、金谷 拓、窪田 亮、浜地 格2019

    • 著者名/発表者名
      高分子リガンド指向性化学(2):in vivoでの膜タンパク質化学修飾
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ryou Kubota2019

    • 著者名/発表者名
      Life-inspired self-sorting supramolecular hydrogels
    • 学会等名
      Kyoto Winter School 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 窪田 亮2018

    • 著者名/発表者名
      Coordination Chemogenetics: 金属錯体で細胞機能を制御する
    • 学会等名
      錯体化学会若手の会 夏の学校2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 窪田 亮、重光 孟、田中 航、藤咲 貴大、浜地 格2018

    • 著者名/発表者名
      Self-sorting現象を鍵とする超分子ダブルネットワークヒドロゲルの創製と高機能化
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 田中 航・重光 孟・窪田 亮・浜地 格2018

    • 著者名/発表者名
      リアルタイム観察による Self-sorting 型超分子ファイバーの動態評価
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 中村 圭佑、重光 孟、松崎 友伸、窪田 亮、浜地 格2018

    • 著者名/発表者名
      タンパク質に応答する多成分系超分子ヒドロゲルの構築
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 鳥越 祥吾、窪田 亮、羽木 慎一郎、池田 燎亮、浜地 格2018

    • 著者名/発表者名
      高分子型リガンド指向性化学による膜蛋白質のin vivoケミカルラベリング
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究者が所属する研究室のホームページ

    • URL

      http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/hamachi-lab/index.php?hamachi-lab

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究者が運営するホームページ

    • URL

      http://rkubota-chem.jimdo.com/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究者のgoogle scholar

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=7E2fGuoAAAAJ&hl=ja

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 京都大学 浜地研究室における論文成果リスト

    • URL

      http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/hamachi-lab/index.php?members%2Fkubota

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究者本人が研究成果をまとめているwebページ

    • URL

      https://rkubota-chem.jimdo.com/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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