化学修飾型基質を特異的に取り込むDNAメチル化酵素を用いたメチル基継承機構の研究

• 研究課題/領域番号: 23710251
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 野村 渉 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (80463909)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 生体分子の化学修飾 / 蛋白質 / 遺伝子 / ゲノム / メチル化 / エピジェネティクス / タンパク質 / DNA / ジンクフィンガー

研究概要

メチル基の継承に関する解析を目的として、修飾型S-アデノシル-L-メチオニン(SAM)の化学合成とそれを特異的に取り込みメチル基の代わりにシトシンに導入するDNAメチル化酵素の創製を目的とした。分割型メチル化酵素の会合様式を詳細に解析するためにアフィニティー精製によって得られた酵素を用いたカイネティクス解析を行った。その結果、標的DNA配列の非存在下では分割型ドメイン間の相互作用は無く、それぞれの構造に関しても変化が起きていないことが明らかにされた。標的DNAが存在する場合は、各ドメインのDNA結合活性が上昇することから、会合に際して相互作用が存在することが示唆された。また、細胞内における標的配列特異的なDNAメチル化を行うために、数種類の標的に対して結合するジンクフィンガードメインを構築し、ゲノム遺伝子に対する結合も確認された。細胞内における酵素反応においては酵素の発現量も重要な要素になることが考えられた。そこで、コドン配列を最適化することによってメチル化酵素の細胞内発現量が向上することに成功した。本研究で得られた知見は細胞内におけるDNAメチル化パターンの維持に関する知見を得るために必要な技術要素として重要なものであると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] CD4 mimics as HIV entry inhibitors: Lead optimization studies of the aromatic substituents. (2013)
  • 著者名/発表者名: Narumi T, Arai H, Yoshimura K, Harada S, Hirota Y, Ohashi N, Hashimoto C, Nomura W, Matsushita S, Tamamura H.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 21 ページ: 2518-2526
• [雑誌論文] Low Molecular Weight CXCR4 Ligands with Variable Spacers. (2013)
  • 著者名/発表者名: Narumi, T., Aikawa, H., Tanaka, T., Hashimoto、C., Ohashi, N., Nomura, W., Kobayakawa, T., Takano, H., Hirota, Y., Murakami, T., Yamamoto, N. and Tamamura, H.
  • 雑誌名: ChemMedChem 巻: 8 号: 1 ページ: 118-124
  • DOI: 10.1002/cmdc.201200390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pharmacophore-Based Small Molecule CXCR4 Ligands. (2012)
  • 著者名/発表者名: Narumi, T., Tanaka, T., Hashimoto, C., Nomura, W., Aikawa, H., Sohma, A., Itotani, K., Kawamata, K., Murakami, T., Yamamoto, N. and Tamamura, H.
  • 雑誌名: Bioorg.Med. Chem. Lett. 巻: 22 号: 12 ページ: 4169-4172
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2012.04.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of a Synthetic C34 Trimer of HIV-1 gp41 as AIDS Vaccines (2012)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, C., Nomura, W., Ohya, A., Urano, E., Miyauchi, K., Narumi, T., Aikawa, H., Komano, J.A., Yamamoto, N., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Bioorg.Med.Chem. 巻: (in press) 号: 10 ページ: 3287-3291
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2012.03.050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of DNA Binding of Zinc Finger and Linkers for Domain Fusion on Catalytic Activity of Sequence-Specific Chimeric Recombinases Determined by a Facile Fluorescent System (2012)
  • 著者名/発表者名: Nomura, W., Masuda, A., Ohba, K., Urabe, A., Ito, N., Ryo, A., Yamamoto, N., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 51 号: 7 ページ: 1510-1517
  • DOI: 10.1021/bi201878x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthetic C34 Trimer of HIV-1 gp41 Shows Significant Increase of Inhibition Potency (2012)
  • 著者名/発表者名: W.Nomura, T.Tanaka, et.al.
  • 雑誌名: Chem Med Chem 巻: 7 号: 2 ページ: 205-208
  • DOI: 10.1002/cmdc.201100542
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conjugation of Cell-penetrating Peptides Leads to Identification of Anti-HIV Peptides from Matrix Proteins (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Narumi, T.Tanaka, et al
  • 雑誌名: Biochemistry & Medicinal Chemistry 巻: 20 号: 4 ページ: 1468-1474
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2011.12.055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small Molecular CD4 Mimics as HIV Entry Inhibitors (2011)
  • 著者名/発表者名: Narumi T, Nomura W, Matsushita S, Tamamura H, et al.
  • 雑誌名: Bioorg Med Chem 巻: 19 号: 22 ページ: 6735-6742
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2011.09.045
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Success and Failures of HIV Drug Discovery (2011)
  • 著者名/発表者名: C.Hashimoto, T.Tanaka, et.al.
  • 雑誌名: Expert Opinion in Drug Discovery 巻: 6 号: 10 ページ: 1067-1090
  • DOI: 10.1517/17460441.2011.611129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Azamacrocyclic-metal Complexes as CXCR4 Antagonists (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Tanaka, et.al.
  • 雑誌名: ChemMedChem 巻: 6 号: 5 ページ: 834-839
  • DOI: 10.1002/cmdc.201000548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence-Quenching Screening of Protein Kinase C Ligands with an Environ mentally Sensitive Fluorophore (2011)
  • 著者名/発表者名: Nomura, Wataru
  • 雑誌名: Bioconjugate Chem 巻: VOL.22 号: 5 ページ: 923-930
  • DOI: 10.1021/bc100567k
  • 査読あり
• [学会発表] ジンクフィンガー融合型酵素による遺伝子発現制御法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野村渉
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: 横浜市(招待講演)
• [学会発表] ジンクフィンガー融合型酵素による遺伝子発現制御法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 招待講演
• [学会発表] 人工酵素のデザインに基づくゲノム修飾・編集法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村渉
  • 学会等名: 細胞を創る研究会5.0
  • 発表場所: 横浜市
• [学会発表] ジンクフィンガー融合型酵素によるゲノム編集法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村渉、増田朱美、卜部亜里沙、玉村啓和
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第7回年会
  • 発表場所: 京都市
• [学会発表] 設計型DNA組換え酵素の配列特異的反応に関する定量的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増田朱美、野村渉、玉村啓和
  • 学会等名: 第49回ペプチド討論会
  • 発表場所: 鹿児島市
• [学会発表] Studies of Designer Zinc Finger Enzymes and Applications for Genome Editing and Modification (2012)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Masuda A, Kondo A, Ohba K, Yamamoto N, and Tamamura H.
  • 学会等名: The 26th Annual Symposiumof the Protein Society
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Development of zinc finger nucleases targeting Epstain-Barr virus genome for suppression of viral production in B cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Kondo A, Masuda A, Ryo A, and Tamamura H.
  • 学会等名: FASEB SRC, Genome Engineering: Research & Applications
  • 発表場所: Lucca, Italy
• [学会発表] Development of Zinc Finger Enzymes for Genome Engineering (2012)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Masuda A, and Tamamura H.
  • 学会等名: The First International Symposium on Biofunctional Chemistry
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Studies of Designer Zinc Finger Enzymes and Applications for Genome Editing and Modification. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Masuda A, Kondo A, Ohba K, Yamamoto N, Tamamura H
  • 学会等名: The 26th Annual Symposium of the Protein Society
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Development of zinc finger nucleases targeting Epstain-Barr virus genome for suppression of viral production in B cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Kondo A, Masuda A, Ryo A, Tamamura H
  • 学会等名: FASEB SRC, Genome Engineering: Research & Applications
  • 発表場所: Lucca, Italy
• [学会発表] Development of Zinc Finger Enzymes for Genome Engineering. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Masuda A, Tamamura H
  • 学会等名: The First International Symposium on Biofunctional Chemistry
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] 人工酵素のデザインに基づくゲノム修飾・編集法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会5.0
  • 発表場所: 横浜市
  • 招待講演
• [学会発表] ジンクフィンガー融合型酵素によるゲノム編集法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉、増田朱美、卜部亜里沙、玉村啓和
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第7回年会
  • 発表場所: 京都市
• [学会発表] Studies for Optimum Design of Artificial Zinc Finger Recombinases by Evaluation of Effects of DNA Binding Affinity and Linker Components on Recombination Efficiency (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuda A, Nomura, W, Ohba K, Yamamoto N, Tamamura H.
  • 学会等名: 22nd American Peptide Symposium
  • 発表場所: アメリカ・サンディエゴ
• [学会発表] Design and Synthesis of Traceable Linker for Efficient Enrichment and Specific Labeling of Target Proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto J, Tanaka T, Denda M, Shigenaga A, Nomura W, Tamamura H, Otaka A.
  • 学会等名: 22nd AmericanPeptide Symposium
  • 発表場所: アメリカ・サンディエゴ
• [学会発表] Synthesis of HIV Gp41 Trimer Mimics Inducing Neutralizing Antibodies Based on Remodeling of Dynamic Structures of HIV-1Envelope Proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Nakahara T, Hashimoto C, Ohba K , Narumi T, Yamamoto N, Tamamura H.
  • 学会等名: 22nd American Peptide Symposium
  • 発表場所: アメリ カ・サンディエゴ
• [学会発表] Sequence-Specific Recombination Enabled by a Pair of Zinc Finger Recombinases (2011)
  • 著者名/発表者名: Urabe A, Nomura W, Masuda A , Tamamura H.
  • 学会等名: The 9th Australian PeptideConference
  • 発表場所: オーストラリア・クイーンズランド
• [学会発表] Synthesis of C1b Domains of Protein Kinase C Having Solvatochromism and their Application to Bio-sensing (2011)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Ohashi N, Narumi T , Lewin NE, Blumberg PM, and Tamamura H.
  • 学会等名: The 9th Australian PeptideConference
  • 発表場所: オーストラリア・クイーンズランド
• [学会発表] Development of Artificial Recombinases for Genome Editing (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuda A, Nomura W, Ohba K , Yamamoto N, Tamamura H
  • 学会等名: 8th AFMC International Medicinal ChemistrySymposium
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 配列特異的DNA切断の化合物による制御法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村渉、玉村啓和
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第6回年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 高い反応効率をもつ亜鉛フィンガー融合型DNA組換え酵素の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増田朱美、野村渉、卜部亜里沙、玉村啓和
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第6回年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 亜鉛フィンガーヌクレアーゼを用いたEBウイルス弱毒化に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村渉、近藤麻美、卜部亜里沙、増田朱美、梁明秀、玉村啓和
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第6回年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 細胞内における配列特異的DNA組換え反応の定量的測定法開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村渉、増田朱美、卜部亜里沙、玉村啓和
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Studies for Optimum Design of Artificial Zinc Finger Recombinases by Evaluation of Effects of DNA Binding Affinity and Linker Components on Recombination Efficiency. (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuda A, Nomura, W, Ohba K, Yamamoto N, Tamamura H
  • 学会等名: 22nd American Peptide Symposium
  • 発表場所: アメリカ・サンディエゴ
• [学会発表] Design and Synthesis of Traceable Linker for Efficient Enrichment and Specific Labeling of Target Proteins. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto J, Tanaka T, Denda M, Shigenaga A, Nomura W, Tamamura H, Otaka A
  • 学会等名: 22nd American Peptide Symposium
  • 発表場所: アメリカ・サンディエゴ
• [学会発表] Synthesis of HIV Gp41 Trimer Mimics Inducing Neutralizing Antibodies Based on Remodeling of Dynamic Structures of HIV-1 Envelope Proteins. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Nakahara T, Hashimoto C, Ohba K , Narumi T, Yamamoto N, Tamamura T
  • 学会等名: 22nd American Peptide Symposium
  • 発表場所: アメリカ・サンディエゴ
• [学会発表] Sequence-Specific Recombination Enabled by a Pair of Zinc Finger Recombinases. (2011)
  • 著者名/発表者名: Urabe A, Nomura W, Masuda A , Tamamura H
  • 学会等名: The 9th Australian Peptide Conference
  • 発表場所: オーストラリア・クイーンズランド
• [学会発表] Synthesis of C1b Domains of Protein Kinase C Having Solvatochromism and their Application to Bio-sensing. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Ohashi N, Narumi T , Lewin NE , Blumberg PM , Tamamura H
  • 学会等名: The 9th Australian Peptide Conference
  • 発表場所: オーストラリア・クイーンズランド
• [学会発表] Development of Artificial Recombinases for Genome Editing. (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuda A, Nomura W, Ohba K , Yamamoto N, Tamamura H
  • 学会等名: 8th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 配列特異的DNA切断の化合物による制御法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉, 玉村啓和
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第6回年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 高い反応効率をもつ亜鉛フィンガー融合型DNA組換え酵素の構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増田朱美, 野村 渉, 卜部亜里沙, 玉村啓和
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第6回年会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 亜鉛フィンガーヌクレアーゼを用いたEBウイルス弱毒化に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉, 近藤麻美, 卜部亜里沙, 増田朱美, 梁 明秀, 玉村啓和
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第6回年会
  • 発表場所: 東京
• [図書] HIV阻害剤・腫瘍認識プローブとしてのケモカイン受容体リガンド (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村渉、田中智博、玉村啓和
  • 出版者: (株)シーエムシー出版
• [図書] 多価結合型GPCRリガンドの合成とがん細胞イメージングへの応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村渉、田中智博、相川春夫、玉村啓和
  • 出版者: 株式会社メディカルドゥ
• [図書] 「HIV阻害剤・腫瘍認識プローブとしてのケモカイン受容体リガンド」ペプチド医薬の最前線 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉、田中智博、玉村啓和
  • 総ページ数: 240
  • 出版者: （株）シーエムシー出版
• [図書] 「多価結合型GPCRリガンドの合成とがん細胞イメージングへの応用」最新ペプチド合成技術とその創薬研究への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉、田中智博、相川春夫、玉村啓和
  • 総ページ数: 309
  • 出版者: 株式会社メディカルドゥ
• [備考] 東京医科歯科大学生体材料工学研究所メディシナルケミストリー分野ウェブページ
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/i-mde/www/molb/member/nomura.html
• [備考] 東京医科歯科大学生体材料工学研究所メディシナルケミストリー分野ウェブページ
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/i-mde/www/molb/member/nomura.html