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記憶を操作するケミカルプローブの開発

公募研究

研究領域多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理
研究課題/領域番号 16H01282
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東邦大学

研究代表者

古田 寿昭  東邦大学, 理学部, 教授 (90231571)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワードケージド化合物 / エピジェネティクス / 光スイッチ / 光薬理学 / ケミカルバイオロジー / 光制御 / 化学プローブ / 化学生物学 / 有機化学 / 脳・神経 / 合成化学
研究実績の概要

標的細胞選択的にエピジェネティクス関連酵素の働きを制御する実験手法を開発するため,ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤として知られるSAHA(ボリノスタット)を修飾して,標的細胞選択的にその阻害活性を制御できる分子を設計・合成し,その化学系性質を検証した。光分解性保護基であるBhc基で修飾した Bhc-SAHA とPLE作動性が期待される MCPCM-Bhc-SAHA の合成を行った。精製PLEやPLE発現細胞溶解液との反応では、MCPCM-Bhc-SAHAの酵素分解性保護基が脱保護されることを確認した。405 nm光を照射すると、 Bhc-SAHAからSAHAが生成すること、一方,MCPCM-Bhc-SAHAは光分解が生じないことを確かめた。HeLa細胞核抽出液を用いてHDAC阻害作用の残存活性を評価したところ, Bhc-SAHAおよびMCPCM-Bhc-SAHAの阻害活性はSAHAの1/1000程度に低下していることを確認した。さらに Bhc-SAHAを用いると、405 nm光照射時間依存的にHDACの阻害作用が増加することが確認された。HEK293T細胞の内在性HDACの阻害効果を生細胞を用いて評価した。その結果,Bhc-SAHA存在下では核抽出液の結果と同様に、405 nm光照射を行うことでHDACの阻害効果の回復が確認できた。MCPCM-Bhc-SAHAでは、PLE発現細胞かつ光照射有りの条件下で強力なHDAC阻害作用が見られた。
標的細胞選択性を付与する酵素/基質ペアを探索することで,内在性酵素による影響を最小限に抑える組合せを見出すことも可能と考えられる。さらに,互いに直交的にはたらく酵素/基質ペアを用意して,同一細胞内で複数のシグナル分子を独立に操作する多因子制御への展開の道を拓く研究成果が得られたと考えている。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 増大特集 細胞多様性解明に資する光技術─見て,動かす Ⅳ.狙ったものを動かす ケージドヌクレオチドによる細胞機能の光制御2017

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 68 号: 5 ページ: 502-503

    • DOI

      10.11477/mf.2425200715

    • ISSN
      0370-9531, 1883-5503
    • 年月日
      2017-10-15
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Targeting of caged compounds to cells of interest2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Furuta
    • 学会等名
      International Symposium on Caged Compounds
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞種選択的に光活性化できるケージドHDAC阻害剤2018

    • 著者名/発表者名
      坂元 琴子,鈴木 商信,古田 寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞種選択性を持つケージドリアノジンレセプターアゴニスト の設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      青木 花美,船山 瑞季,鈴木 商信,古田 寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] リアノジン受容体阻害剤のケージド化合物の設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      横山 愛果,鈴木 商信,古田 寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] β-ガラクトシダーゼ存在下で光活性化できるケージドアニソマイシンの設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      大嶋 健太,岡本 栞,鈴木 商信,古田 寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 領域特異的に修飾されたビオチン化ケージド核酸の合成2018

    • 著者名/発表者名
      児玉 一徳,鈴木 商信,古田 寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 標的細胞に選択的に送達されるDDS型ケージド化合物の開発2018

    • 著者名/発表者名
      竹田 詩織,筧 和之,鈴木 商,古田 寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Design and synthesis of caged compounds with cell type specificity, ,仙台,2017年3月27日(シンポジウム依頼講演)2017

    • 著者名/発表者名
      T..Furuta, A. Z. Suzuki, T. Sakano
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Latent caged cNMPs that can be photoactivated only in the target cells expressing certain enzymes2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sakano, A. Z. Suzuki T. Ueno, T. Furuta
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 細胞種選択的にヒストンの脱アセチル化を制御する 分子の開発2017

    • 著者名/発表者名
      坂元 琴子,鈴木 商信,古田 寿昭
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞種選択的に光活性化できる リアノジンレセプターのアゴニストの設計と合成2017

    • 著者名/発表者名
      青木 花美,船山 瑞季,鈴木 商信,古田 寿昭
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] リアノジン受容体阻害剤の ケージド化合物の設計と合成2017

    • 著者名/発表者名
      横山 愛果,鈴木 商信,古田 寿昭
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Caged compounds as optochemical genetic tools -Design, synthesis and their use-2016

    • 著者名/発表者名
      T. Furuta
    • 学会等名
      The 17th RIES-HOKUDAI International Symposium on Ju
    • 発表場所
      シャトレーゼガトーキングダムサッポロ(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design and synthesis of modified inhibitors for epigenetic research2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sakamoto, A. Z. Suzuki, T. Furuta
    • 学会等名
      The Fourth Asian Chemical Biology Conference (ACBC2016)
    • 発表場所
      85 Sky Tower Hotel (Kaohsiung, TAIWAN)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Latent caged cNMP that can be photoactivated only in the b-galactosidase-expressing cells2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakano, A. Z. Suzuki, T. Furuta
    • 学会等名
      The Fourth Asian Chemical Biology Conference (ACBC2016)
    • 発表場所
      85 Sky Tower Hotel (Kaohsiung, TAIWAN)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and synthesis of autophagy inhibitors having cell type specificity2016

    • 著者名/発表者名
      S. Takeda, A. Z. Suzuki, T. Furuta
    • 学会等名
      The Fourth Asian Chemical Biology Conference (ACBC2016)
    • 発表場所
      85 Sky Tower Hotel (Kaohsiung, TAIWAN)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞種選択的にエピジェネティクスを制御する分子の開発2016

    • 著者名/発表者名
      坂元琴子・鈴木商信・古田寿昭
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 細胞種選択的にオートファジーを阻害する分子の開発2016

    • 著者名/発表者名
      竹田詩織・鈴木商信・古田寿昭
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 細胞種選択的に光活性化能を獲得するケージドcNMPの開発2016

    • 著者名/発表者名
      坂野太一・鈴木商信・古田寿昭
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-11-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 光で細胞機能を操作するOptochemical Biologyの創生

    • URL

      http://www.lab.toho-u.ac.jp/sci/biomol/tfuruta-lab/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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