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がんの発生や悪性化に関与する転写因子複合体の構造解明とその制御法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H02910
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38030:応用生物化学関連
研究機関株式会社ファスマック (2022-2023)
東京大学 (2020-2021)

研究代表者

宮園 健一  株式会社ファスマック, バイオ研究支援事業部, 研究員(移行) (90554486)

研究分担者 栗崎 晃  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (60346616)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードTGF-β / 分子間相互作用 / タンパク質分子間相互作用 / 転写因子複合体 / 相互作用 / タンパク質 / X線結晶構造解析 / 構造解析 / 制御 / シグナル伝達 / がん
研究開始時の研究の概要

細胞の増殖や分化等の制御を行うTGF-βは、がんの発生や悪性化と強く関係する。細胞内におけるTGF-βシグナルの主役は、シグナル依存的に形成されるSMAD2/3を中心とする転写因子複合体である。我々は、これらの転写因子複合体の選択的形成阻害による、新規TGF-βシグナル制御法の開発を目指す。本研究では、がん細胞においてTGF-βシグナル依存的に形成される転写因子複合体に着目し、その複合体の構造基盤の解明を行う。また得られた構造情報を基に、その複合体の形成阻害を行う阻害ペプチドの開発を行う。得られる研究成果は、副作用のないがんの新規治療薬へとつながることが期待される。

研究成果の概要

細胞の増殖や分化等の制御を行うTGF-βは、がんの発生や悪性化と強く関係する。細胞内におけるTGF-βシグナルの主役は、シグナル依存的に形成されるSMAD2/3を中心とする転写因子複合体である。本研究では、細胞内におけるTGF-βシグナルの精密な制御を可能とする新規手法の開発を目指し、SMAD2/3-転写因子複合体の構造学的な解析とその新規制御法の開発を行った。その結果、X線結晶構造解析法によりSMAD2/3-転写因子複合体(SMAD2-CBP, SMAD2-TMEPAI等)の構造を決定したほか、転写因子複合体の形成阻害を通じてTGF-βシグナルの抑制が可能であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

TGF-βシグナルを細胞内で伝達する転写因子SMAD2/3は、多様な転写因子複合体を形成することが知られている。本研究では、その多様な複合体形成にかかわる構造基盤を明らかにしたほか、構造を元に設計したペプチド配列を利用することで、タンパク質分子間相互作用の阻害を通じたTGF-βシグナルの抑制を可能とした。TGF-βシグナル伝達系の異常はがんの発生や悪性化に強く関係しており、そのシグナル伝達機構の解明と新規制御法の構築はがんの新規治療法の開発のために重要な知見となる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] New era in structural biology with the AlphaFold program2022

    • 著者名/発表者名
      MIYAZONO Ken-ichi、TANOKURA Masaru
    • 雑誌名

      Translational and Regulatory Sciences

      巻: 4 号: 2 ページ: 48-52

    • DOI

      10.33611/trs.2022-005

    • ISSN
      2434-4974
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TGF-βシグナル伝達系に見られる転写因子複合体の構造多様性とその制御2021

    • 著者名/発表者名
      宮園健一、田之倉優
    • 雑誌名

      高エネルギー加速器研究機構『PHOTON FACTORY NEWS』

      巻: 39 ページ: 13-17

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] TGF-βシグナル伝達系における主要転写因子SMAD2による転写活性化因子認識機構の構造基盤2021

    • 著者名/発表者名
      宮園健一、田之倉優
    • 雑誌名

      コスモ・バイオ株式会社『シグナリングに載った日本人研究者』

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural basis for transcriptional coactivator recognition by SMAD2 in TGF-β signaling2020

    • 著者名/発表者名
      Miyazono Ken-ichi、Ito Tomoko、Fukatsu Yui、Wada Hikaru、Kurisaki Akira、Tanokura Masaru
    • 雑誌名

      Science Signaling

      巻: 13 号: 662

    • DOI

      10.1126/scisignal.abb9043

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AlphaFoldによって加速する構造生物学2022

    • 著者名/発表者名
      宮園健一
    • 学会等名
      第6回 Translational and Regulatory Sciences Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TGF-βシグナル伝達系の主要転写因子SMAD2による転写活性化因子認識機構2021

    • 著者名/発表者名
      宮園健一、伊藤友子、深津由衣、和田ひかる、栗崎晃、田之倉優
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] TGF-βシグナ伝達系における転写因子複合体の構造解析とその制御2021

    • 著者名/発表者名
      宮園健一、伊藤友子、深津由衣、和田ひかる、栗崎晃、田之倉優
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] TGF-βシグナル主要転写因子SMAD2及びSMAD3のMH2ドメインにおける特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      楠林和貴、宮園健一、伊藤友子、栗崎晃、田之倉優
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] TGF-βシグナル伝達系にみられる転写因子複合体の構造多様性2021

    • 著者名/発表者名
      宮園健一、和田ひかる、森脇沙帆、大野陽介、伊藤友子、深津由衣、栗崎晃、浅島誠、田之倉優
    • 学会等名
      2020年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Structural basis for cofactor recognition mechanism by SMAD2/3 in TGF-β signaling2020

    • 著者名/発表者名
      Miyazono K, Ito T, Moriwaki S, Ohno Y, Wada H, Fukatsu Y, Kurisaki A, Asashima M, Tanokura M.
    • 学会等名
      第20回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] TGF-βシグナル伝達因子SMAD2及びSMAD3のMH2ドメインにおける性状比較2020

    • 著者名/発表者名
      楠林和貴、宮園健一、伊藤友子、栗崎晃、田之倉優
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] TGF-βシグナル伝達因子SMAD2及びSMAD3のMH2ドメインにおける性状比較2020

    • 著者名/発表者名
      楠林和貴、宮園健一、伊藤友子、栗崎晃、田之倉優
    • 学会等名
      第20回 東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] TGF-βシグナル伝達系の主要転写因子SMAD2/3による補因子選択機構2020

    • 著者名/発表者名
      宮園健一、森脇沙帆、大野陽介、和田ひかる、伊藤友子、深津由衣、栗崎晃、浅島誠、田之倉優
    • 学会等名
      第20回 東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] TGF-βシグナル伝達系の主要転写因子SMAD2/3による補因子の選択機構及びその制御2020

    • 著者名/発表者名
      宮園健一、和田ひかる、森脇沙帆、大野陽介、伊藤友子、深津由衣、栗崎晃、浅島誠、田之倉優
    • 学会等名
      日本結晶学会 令和2年(2020年)度年会及び会員総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] TGF-βシグナル伝達系の主要転写因子SMADの構造

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/Yojokun/SMAD-review/SMAD_structure.htm

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] TGF-βシグナル依存的な遺伝子発現の活性化機構の一端を解明

    • URL

      https://bsw3.naist.jp/research/index.php?id=2203

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] TGF-βシグナル依存的な遺伝子発現の活性化機構の一端を解明

    • URL

      https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/topics_20201216-1.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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