DNA結合ドメインの特長を生かしたDNA修飾酵素の開発とゲノム編集への応用

• 研究課題/領域番号: 25410171
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 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): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013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: タンパク質 / メチル化 / 人工酵素 / エピゲノム編集 / 核酸 / ケミカルバイオロジー / 合成生物学

研究成果の概要

CRISPR-Cas9などのゲノム編集技術の発展に伴い、ヒトゲノムへの理解を深化させる多様なゲノム機能改変ツールに関心が高まっている。分割型DNAメチル化酵素の酵素活性に与えるDNA結合活性の影響を明らかにし、酵素活性の向上につながる知見を得ることを目的とした。会合状態の分子モデリングよりZFPおよび分割型ドメイン同士が立体障害を起こす可能性が示唆された。標的配列上での会合様式やZFPと酵素ドメインを繋ぐリンカーの長さが与える酵素活性への影響について様々な変異体を用いて活性を評価した。異なるDNA鎖上に標的配列がある場合に高い活性を示し、複合体モデルからも実験結果を支持するデータが得られた。

研究成果

• [雑誌論文] 人工酵素によるゲノム編集工学とその応用，可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉
  • 雑誌名: 薬学雑誌 巻: 135 号: 3 ページ: 405-414
  • DOI: 10.1248/yakushi.14-00240-5
  • NAID: 130004756508
  • ISSN: 0031-6903, 1347-5231
  • 年月日: 2015-03-01
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ターゲットタンパク質を特異的に認識するプローブ (2014)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉、玉村 啓和
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 65 ページ: 8-14
• [雑誌論文] Screening for Protein Kinase C Ligands Using Fluorescence Resonance Energy Transfer (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohashi N, Nomura W, Minato N, Tamamura H.
  • 雑誌名: ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＆ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＢＵＬＬＥＴＩＮ 巻: 62 号: 10 ページ: 1019-1025
  • DOI: 10.1248/cpb.c14-00419
  • NAID: 130004677396
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of a fluoride-responsive amide bond cleavage device that is potentially applicable to a traceable linker (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Yamamoto, N. Maeda, C. Komiya, T. Tanaka, M. Denda, K. Ebisuno, W. Nomura, H. Tamamura, Y. Sato, A. Yamauchi, A. Shigenaga, and A. Otaka
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 70 号: 34 ページ: 5122-5127
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.05.110
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of the 8-aza-3-bromo-7-hydroxycoumarin-4-ylmethyl group as a new entry of photolabile protecting groups (2014)
  • 著者名/発表者名: Takano, H., Narumi, T., Ohashi, N., Suzuki, A., Furuta, T., Nomura, W., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: XX 号: 29 ページ: 4400-4404
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.04.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a traceable linker containing a thiol-responsive amino acid for the enrichment and selective labelling of target proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Yamamoto, M. Denda, N. Maeda, M. Kita, C. Komiya, T. Tanaka, W. Nomura, H. Tamamura, Y. Sato, A. Yamauchi, A. Shigenaga, and A. Otaka
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 12 号: 23 ページ: 3821-3826
  • DOI: 10.1039/c4ob00622d
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A CD4 Mimic as an HIV Entry Inhibitors: Pharmacokinetics (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, C., Narumi, T., Otsuki, H., Hirota, Y., Arai, H., Yoshimura, K., Harada, S., Ohashi, N., Nomura, W., Miura, T., Igarashi, T., Matsuhita, S., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 21 号: 24 ページ: 7884-7889
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2013.10.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] CXCR4-derived synthetic peptides inducing anti-HIV-1 antibodies. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto C, Nomura W, Narumi T, Fujino M, Nakahara T, Yamamoto N, Murakami T, Tamamura H.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 21 号: 22 ページ: 6878-6885
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2013.09.037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anti-HIV-1 Peptide Derivatives Based on the HIV-1 Co-receptor CXCR4. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto C, Nomura W, Narumi T, Fujino M, Tsutsumi H, Haseyama M, Yamamoto N, Murakami T, Tamamura H.
  • 雑誌名: ChemMedChem 巻: 8 号: 10 ページ: 1668-1672
  • DOI: 10.1002/cmdc.201300289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell-Permeable Stapled Peptides Based on HIV-1 Integrase Inhibitors Derived from HIV-1 Gene Products. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Aikawa H, Ohashi N, Urano E, Metifiot M, Fujino M, Maddali K, Ozaki T, Nozue A, Narumi T, Hashimoto C, Tanaka T, Pommier Y, Yamamoto N, Komano JA, Murakami T, Tamamura H.
  • 雑誌名: ACS Chem. Biol. 巻: 8 号: 10 ページ: 2235-2244
  • DOI: 10.1021/cb400495h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peptide-based Ligand Screening and Functional Analysis of Protein Kinase C (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, N., Nomura, W., Narumi, T., Tamamura, H.
  • 雑誌名: Biopolymers: Peptide Science 巻: 100 号: 6 ページ: 613-620
  • DOI: 10.1002/bip.22324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multimerized CHR-Derived Peptides as HIV-1 Fusion Inhibitors. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Hashimoto C, Suzuki T, Ohashi N, Fujino M, Murakami T, Yamomoto N, Tamamura H.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 21 号: 15 ページ: 4452-4458
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2013.05.060
  • 査読あり
• [学会発表] Efficient conversion of genomic promoter region by genome engineering systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nomura, Akemi Masuda, Hirokazu Tamamura
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: ホノルル（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Simultaneous digestion by site-specific nucleases for efficient gene deletion: Study of hTERT promoter function (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nomura, Akemi Masuda, Hirokazu Tamamura
  • 学会等名: Conference on Transposition and Genome Engineering 2015
  • 発表場所: 奈良春日野国際フォーラム（奈良県・奈良市）
  • 年月日: 2015-11-17
  • 国際学会
• [学会発表] Genome deletion by ZFN and CRISPR-Cas targeting promoter region for analysis of hTERT function (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nomura, Akemi Masuda, Hirokazu Tamamura
  • 学会等名: 細胞を創る 研究会8.0
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス銀杏会館（大阪府・吹田市）
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] 人工転写因子の協奏的な働きによる遺伝子発現調節機構の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉井太亮、野村 渉、玉村啓和
  • 学会等名: 第59回日本薬学会関東支部大会
  • 発表場所: 日本大学薬学部（千葉県・船橋市）
  • 年月日: 2015-09-12
• [学会発表] 配列特異的分割型DNAメチル化酵素の作用機構解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉、大浦伊代、玉村啓和
  • 学会等名: 第59回日本薬学会関東支部大会
  • 発表場所: 日本大学薬学部（千葉県・船橋市）
  • 年月日: 2015-09-12
• [学会発表] ペプチド性機能分子のデザインと応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉
  • 学会等名: 第47回若手ペプチド夏の勉強会
  • 発表場所: アスティかたおか（長野県・塩尻市）
  • 年月日: 2015-08-11
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝子を標的とした創薬ケミカルバイオロジー研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉
  • 学会等名: 長浜バイオ大学大学院講義
  • 発表場所: 長浜バイオ大学（滋賀県・長浜市）
  • 年月日: 2015-08-10
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム編集技術を用いた複数箇所切断によるプロモーター領域の配列変換 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉、増田朱美、玉村啓和
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第10回年会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス萩ホール（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-06-10
• [学会発表] 人工DNA修飾酵素の構築戦略とゲノム・エピゲノム編集への展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸学院大学
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム編集法による効率的な配列欠損反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉、増田 朱美、玉村 啓和
  • 学会等名: 細胞を創る会7.0
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] プロモーター領域を標的としたDNA二重鎖切断による配列欠損反応の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉、増田 朱美、玉村 啓和
  • 学会等名: 第4回ゲノム編集研究会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2014-10-06 – 2014-10-07
• [学会発表] ゲノム編集法による複数箇所同時切断が示す配列欠損反応効率の向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野村 渉、増田 朱美、玉村 啓和
  • 学会等名: 第8回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Efficient Gene Disruption at hTERT Promoter Region by Simultaneous Digestion by Pairs of ZFNs or Guide RNAs of CRISPR/Cas System. (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nomura, Akemi Masuda, Hirokazu Tamamura
  • 学会等名: The 28th annual symposium of protein society
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-07-30
  • 招待講演
• [学会発表] Enhanced Gene Disruption at Specific Promoter Region By Simultaneous Digestion of ZFN or CRISPR/Cas System. (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nomura, Akemi Masuda, Hirokazu Tamamura
  • 学会等名: The Synthetic Biology: Engineering, Evolution & Design (SEED) conference 2014
  • 発表場所: Manhattan Beach, USA
  • 年月日: 2014-07-14 – 2014-07-17
• [学会発表] Enhanced Gene Disruption by Simultaneous Digestion of ZFN or CRISPR/Cas System at hTERT Promoter Region. (2014)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nomura, Akemi Masuda, Hirokazu Tamamura
  • 学会等名: FASEB SRC "Genome Engineering Cutting-Edge Research and Applications
  • 発表場所: Nassau, Bahamas
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] 人工酵素によるゲノム編集工学とその応用、可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野村渉
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: ホテル日航熊本
  • 招待講演
• [学会発表] ジンクフィンガーヌクレアーゼによるテロメア活性の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野村渉、増田朱美、玉村啓和
  • 学会等名: 第7回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] Effects of Zinc Finger Nucleases Targeting Telomerase Promoter Region (2013)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nomura, Akemi Masuda, Hirokazu Tamamura
  • 学会等名: The 2nd Annual Conference of the International Chemical Biology Society
  • 発表場所: 京都大学紫蘭会館
• [学会発表] DNA Modification Enzymes Utilizing Sequence-Specificity of Zinc Finger Domains (2013)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nomura, Hirokazu Tamamura
  • 学会等名: CBI学会2013年大会
  • 発表場所: 船堀タワーホール
• [学会発表] Creation of Zinc Finger Nucleases Targeting Telomerase Promoter Region (2013)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nomura, Akemi Masuda, Hirokazu Tamamura
  • 学会等名: 4th Asia-Pacific International Peptide Symposium
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] Development of Peptide-derived Molecular Probes and Inhibitors Based on the Interactions with Biomacromolecules (2013)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nomura
  • 学会等名: 4th Asia-Pacific International Peptide Symposium
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
  • 招待講演
• [学会発表] テロメラーゼプロモーター領域を標的としたゲノム編集 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野村渉、増田朱美、玉村啓和
  • 学会等名: 細胞を創る会6.0
  • 発表場所: 慶應義塾大学鶴岡タウンキャンパス
• [学会発表] ジンクフィンガーからゲノム編集ツールへの展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野村渉
  • 学会等名: 2013年東日本スクリプス会
  • 発表場所: ゆうぽうと五反田
  • 招待講演
• [図書] pp19-20, Peptide Science 2014, Akira Otaka (Ed.) (2015)
  • 著者名/発表者名: Takano H, Narumi T, Ohashi N, Nomura W, Furuta T, Tamamura H.
  • 総ページ数: 369
  • 出版者: The Japanese Peptide Society, Osaka
• [図書] pp75-76, Peptide Science 2014, Akira Otaka (Ed.) (2015)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Koseki T, Mizuguchi T, Tamamura H.
  • 総ページ数: 369
  • 出版者: The Japanese Peptide Society, Osaka
• [図書] pp103-104, Peptide Science 2014, Akira Otaka (Ed.) (2015)
  • 著者名/発表者名: Honda Y, Mizuguchi T, Nomura W, Tamamura H.
  • 総ページ数: 369
  • 出版者: The Japanese Peptide Society, Osaka
• [図書] Peptide Science 2012 (2013)
  • 著者名/発表者名: Masuda A, Nomura W, Tamamura H.
  • 総ページ数: 419
  • 出版者: Kazuhisa Sugimura (Ed.), The Japanese Peptide Society, Osaka
• [図書] Peptide Science 2012 (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto C, Nomura W, Komano JA, Tamamura H.
  • 総ページ数: 419
  • 出版者: Kazuhisa Sugimura (Ed.), The Japanese Peptide Society, Osaka
• [図書] Peptide Science 2012 (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomura W, Narumi T, Aikawa H, Tamamura H.
  • 総ページ数: 419
  • 出版者: Kazuhisa Sugimura (Ed.), The Japanese Peptide Society, Osaka
• [備考] 東京医科歯科大学 玉村研究室 ホームページ
  • URL: http://tamamura-tmd.sakura.ne.jp/
• [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 研究業績
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/i-mde/www/molb/publication/index.html