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迅速探索と機械学習を利用した単一B細胞からの機能抗体分子創生技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02523
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

中野 秀雄  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (00237348)

研究分担者 ダムナニョヴィッチ ヤスミナ  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (00754673)
兒島 孝明  名城大学, 農学部, 准教授 (40509080)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワードmonoclonal antibody / human antibody / rabbit antibody / GPCR / single B cell / epitope mapping / bioinformatics / エピトープマッピング / 抗体 / バイオインフォマティクス / ヒトモノクローナル抗体 / ウサギモノクローナル抗体 / 無細胞タンパク質合成系 / 機械学習 / 膜タンパク質 / SARS-Cov-2 / モノクローナル抗体 / X線結晶構造解析 / 麹菌
研究開始時の研究の概要

請者らが開発した、無細胞タンパク質合成系を用いてB細胞1個から迅速にモノクローナル抗体(Mab)を合成・選別できるEcobody技術を用い、ハイブリドーマ法等の既存の方法では取得が困難な膜タンパク質の立体構造を認識するMabをスクリーニング技術を開発する。さらに得られた多数の配列と抗原との親和性および細胞傷害活性とのデータを利用して、インフォマティクス解析と立体構造解析を行い、優れた抗体分子の創生スキームを構築する。

研究成果の概要

申請者らが独自に開発・社会実装した、無細胞タンパク質合成系を用いてB細胞1個から迅速にモノクローナル抗体(Mab)を合成・選別できるEcobody技術と、DNA免疫などの技術を用い、ハイブリドーマ法等の既存の方法では取得が困難な膜タンパク質を認識するウサギモノクローナル抗体に成功した。またブタインフルエンザウイルス検出システムの構築、COVID-19患者血液から抗ウィルスヒトモノクローナル抗体取得の取得に成功し、その部分的な性質決定を行った。さらにバイオインフォマティクスを利用して、得られた多数の配列と抗原との親和性および生物活性との解析や、抗体エピトープを迅速安価に決定する手法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々を病原菌やウイルスから守り、がんや自己免疫疾患とも関係している抗体分子は、医薬や検査薬としても大変有用な分子である。またそのターゲット分子の中でGPCR受容体分子は、生命現象の理解や創薬において重要な分子群である。本研究において、このGPCR受容体に対する抗体分子の画期的な取得方法やそのエピトープ解析方法の開発等に成功しており、バイオテクノロジーだけでなく医学領域研究分野への応用を通じ、人々の健康的生活向上に貢献できる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 無細胞タンパク質合成系を利用した迅速抗体スクリーニング技術開発とその実用化2021

    • 著者名/発表者名
      加藤 晃代、中野 秀雄、兒島 孝明、永井 里美
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 99 号: 2 ページ: 62-67

    • DOI

      10.34565/seibutsukogaku.99.2_62

    • NAID

      130007990763

    • ISSN
      0919-3758, 2435-8630
    • 年月日
      2021-02-25
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a Dual Monoclonal Antibody Sandwich Enzyme-Linked Immunosorbent Assay for the Detection of Swine Influenza Virus Using Rabbit Monoclonal Antibody by Ecobody Technology2020

    • 著者名/発表者名
      Daorung Sila-On , Phornnaphat Chertchinnapa , Yusuke Shinkai , Takaaki Kojima, Hideo Nakano
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng

      巻: - 号: 2 ページ: 217-225

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2020.03.003

    • NAID

      40022324765

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increasing cell‐free gene expression yields from linear templates in Escherichia coli and Vibrio natriegens extracts by using DNA‐binding proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Zhu Bo、Gan Rui、Cabezas Maria D.、Kojima Takaaki、Nicol Robert、Jewett Michael C.、Nakano Hideo
    • 雑誌名

      Biotechnology and Bioengineering

      巻: 117 号: 12 ページ: 3849-3857

    • DOI

      10.1002/bit.27538

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] PUREリボソームディスプレイとNGSにより無細胞合成Fab抗体のエピトープマッピング、2023

    • 著者名/発表者名
      Jia Beixi、加藤晃代、中野秀雄
    • 学会等名
      化学工学会第88年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SARS-CoV-2に対する新規モノクローナル抗体獲得プラットフォームの開発2023

    • 著者名/発表者名
      木原もなみ、・ダッファ ショーン アディネゴロ、石井 誠、長谷 哲成、上田 宏、中野 秀雄
    • 学会等名
      化学工学会第88年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] High-throughput screening system of monoclonal antibody from single rabbit and human B cells by cell-free protein synthesis system,2022

    • 著者名/発表者名
      Hideo NAKANO:
    • 学会等名
      The Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Spring Meeting and International Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 無細胞タンパク質合成系を用いたCOVID-19感染患者由来単一B細胞からの抗SARS-CoV-2 Spikeヒトモノクローナル抗体取得と性質決定2022

    • 著者名/発表者名
      中野秀雄、木原もなみ、加藤晃代、兒島孝明、上田宏、長谷哲成、石井誠:
    • 学会等名
      化学工学会2022年秋季大会 バイオ部会シンポジウム「ポストコロナに向けた生物化学工学]
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] リボソームディスプレイとNGSによるむ細胞系で合成したFabのエピトープマッピング2022

    • 著者名/発表者名
      Jia BEIXI, 兒島孝明,加藤晃代、中野秀雄
    • 学会等名
      ,日本農芸化学会 中部支部 第193回例会,
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Rapid Screening of Monoclonal Antibodies against G Proteincoupled Receptor: Case Studies with Kisspeptin Receptor (GPR54),2022

    • 著者名/発表者名
      Daffa Sean Adinegoro, Hideo Nakano
    • 学会等名
      15th Asian Congress on Biotechnology in conjunction with 7th International Symposium on Biomedical Engineering, Bali, Indonesia,
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大腸菌再構成無細胞タンパク質合成系を用いたリボソームディスプレイによる抗体親和性成熟技術に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      奥田理央、伊藤玲奈、兒島孝明、加藤晃代、中野秀雄:
    • 学会等名
      日本農芸化学会 中部支部 第193回例会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Applications of cell-free protein synthesis for generation and characterization of monoclonal antibody: versatile tool of nanomedicine,2022

    • 著者名/発表者名
      Hideo NAKANO ,Teruyo OJIMA-KATO:
    • 学会等名
      第74回日本生物工学会年会 KSBB-BEST-SBJ Joint Symposium Current Advances in Nanobiotechnology and Nanomedicine,
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無細胞タンパク質合成系を用いたCOVID-19感染患者由来単一B細胞からの抗SARS-CoV-2 Spikeヒトモノクローナル抗体の取得2022

    • 著者名/発表者名
      木原もなみ,兒島孝明,長谷哲成,上田宏,中野秀雄
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 抗体エンジニアリングのためのバイオインフォマティクス2022

    • 著者名/発表者名
      山本秀男,中野秀雄,兒島孝明,上田宏
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of a method for obtaining rabbit monoclonal antibodies using DNA immunization2021

    • 著者名/発表者名
      Monami KIHARA, Daffa Sean ADINEGORO, Takaaki KOJIMA, Hideo NAKANO
    • 学会等名
      2021 Sakura-Bio Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 腸内細菌結合抗体の探索.2021

    • 著者名/発表者名
      川喜田樹、金子将太、兒島孝明、鈴木徹、中野秀雄
    • 学会等名
      日本農芸化学会 中部支部第190回支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 抗HTLV-1ヒトモノクローナル抗体のHTLV-1感染者血液からの探索2021

    • 著者名/発表者名
      岡澤歩夢, 木原もなみ, 田中勇悦, 福島卓也, 兒島孝明, 中野秀雄
    • 学会等名
      第73回日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌再構成無細胞タンパク質合成系を用いたリボソームディスプレイによる抗体親和成熟技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      奥田理央, 伊藤玲奈, 兒島孝明, 中野秀雄
    • 学会等名
      第73回日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] DNA免疫を用いたウサギモノクローナル抗体取得法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      木原 もなみ, アディネゴロ ダッファ ショーン, 兒島 孝明, 長谷 哲成, 榎本 篤, 中野 秀雄
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Rabbit Monoclonal Antibodies Screening Targeting Membrane Protein using Ecobody Technology2020

    • 著者名/発表者名
      ADINEGORO Daffa Sean, KOJIMA Takaaki, NAKANO Hideo
    • 学会等名
      日本農芸化学会 中部支部第187回支部例会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 無細胞タンパク質合成系を用いたモノクローナル抗体ハイスループット スクリーニング技術の開発と社会実装.2020

    • 著者名/発表者名
      中野 秀雄
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第72回大会,
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] :無細胞タンパク質合成系を利用した迅速抗体スクリーニング技術開発とその実用化.2020

    • 著者名/発表者名
      加藤 晃代, 中野 秀雄, 兒島 孝明, 永井 里美
    • 学会等名
      生物工学Webシンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Sandwich-ELISA using Rabbit Monoclonal Antibody (mAb) by Ecobody Technology2020

    • 著者名/発表者名
      Daorung SILA-ON, Phornnaphat CHERTCHINNAPA, Yusuke SHINKAI, Takaaki KOJIMA, Hideo NAKANO.
    • 学会等名
      2020 Sakura-Bio online Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Rabbit monoclonal antibody against Epidermal Growth Factor receptor acquisition: Rapid screening by Ecobody technology.2020

    • 著者名/発表者名
      Phornnaphat CHERTCHINNAPA, Yusuke SHINKAI, Daorung SILA-ON, Takaaki KOJIMA, Hideo NAKANO.
    • 学会等名
      2020 Sakura-Bio online Meeting,
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] モノクローナル抗体迅速探索プラットフォーム技術の社会実装2019

    • 著者名/発表者名
      中野 秀雄, 加藤 晃代, 大内 将司, 兒島 孝明
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 再構成型無細胞タンパク質合成系を用いた抗体-酵素融合タンパク質(Zipbodyzyme)の効率的合成2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 玲奈, Almasul Alfi, 加藤 晃代, 兒島 孝明, 中野 秀雄
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The novel rabbit monoclonal antibody(mAb) against swine influenza virus (SIV) using Ecobody Technology2019

    • 著者名/発表者名
      Daorung SILA-ON, Yusuke SHINKAI, Takaaki KOJIMA and Hideo NAKANO:
    • 学会等名
      日本農芸化学会 関西・中部支部2019年度合同神戸大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学院生命農学研究科 応用生命科学専攻 分 子 生 物 工 学 研 究 室

    • URL

      https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~molbiote/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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