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タンパク質新生の超解像・迅速追跡を志向した高輝度タグ‐プローブシステムの構築

公募研究

研究領域共鳴誘導で革新するバイオイメージング
研究課題/領域番号 16H01420
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) 2016-06-30 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2016年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード蛍光イメージング / ゲノム編集 / CRISPR-Cas9 / 分子進化 / タンパク質 / タグープローブ / 蛋白質 / ゲノム / 核酸 / ペプチド / 可視化
研究実績の概要

生体高分子や代謝産物などを標的とした蛍光イメージングは非侵襲的に細胞や個体を観察可能なことから,それまで明らかでなかった細胞内イベントを解明することに役立っている。ゲノム編集技術は主にゲノム上の標的配列を特異的に切断するヌクレアーゼの作用によって修復時に変異が導入され,タンパク質のノックアウトに利用される。ここ数年でのCRISPR-Cas9の開発によって従来と比較して研究期間の大幅な短縮が実現されている。また,ゲノム上でのタンパク質配列の改変などこれまでとは異なる利用方法の実現が望まれている。本研究ではゲノム上の標的タンパク質遺伝子にタグ遺伝子を導入して,恒常的なタンパク質発現という条件下での観察手法を開発する。そのために,蛍光イメージング法とゲノム編集技術を組み合わせた,より高精度なタンパク質挙動観察の手法を確立する。これまでに開発してきたタグ-プローブシステムはタンパク質に遺伝子工学的に導入することができ,タグ-プローブペアの会合とほぼ同時に蛍光の増大が見られる。この特長を利用してタンパク質蛍光イメージングの問題点を克服するシステムを構築する。本年度は従来タグ配列として用いてきた二本鎖へリックスに環境応答性蛍光基NBDを導入し,より低分子量の1本鎖へリックスをタグ配列とするシステムの可能性を検討した。タグペプチドによる標的タンパク質機能への影響を抑制するためである。このシステムにおいてもストップトフローを利用した測定によって1秒以内での蛍光増大が確認され,細胞内にタグ融合型タンパク質を発現させた場合,プローブの導入によってタンパク質の局在解析が可能であることが示唆された。今回は核内に局在するヒストンタンパク質H2Bを対象としたが,細胞内,細胞膜表面などで発現するどのようなタンパク質にも利用できると期待できる。また,ゲノム上へのタグ組込みの可能性を引き続き検討する。

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

    (34件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 オープンアクセス 7件、 査読あり 8件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 8件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of a Chloroalkene Dipeptide Isostere-Containing Peptidomimetic and Its Biological Application2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kobayakawa, Yudai Matsuzaki, Kentaro Hozumi, Wataru Nomura, Motoyoshi Nomizu, Hirokazu Tamamura
    • 雑誌名

      ACS Med. Chem. Lett.

      巻: 9 号: 1 ページ: 6-10

    • DOI

      10.1021/acsmedchemlett.7b00234

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 生体分子間相互作用を基盤とする機能分子の創製とケミカルバイオロジーへの展開2017

    • 著者名/発表者名
      野村 渉
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 137 号: 10 ページ: 1223-1231

    • DOI

      10.1248/yakushi.17-00125

    • NAID

      130006109870

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • 年月日
      2017-10-01
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] DNAメチル化制御から精密エピゲノム編集へ2017

    • 著者名/発表者名
      野村 渉
    • 雑誌名

      MEDCHEM NEWS

      巻: 27 ページ: 200-207

    • NAID

      130007755934

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and Evaluation of Dimeric Derivatives of Diacylglycerol-lactones as PKC Ligands2017

    • 著者名/発表者名
      Nami Ohashi, Ryosuke Kobayashi, Wataru Nomura, Takuya Kobayakawa, Agnes Czikora, Brienna Herold, Nancy E. Lewin, Peter M. Blumberg, Hirokazu Tamamura
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chem.

      巻: 28 号: 8 ページ: 2135-2144

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.7b00299

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of Anti-HIV Peptides Based on a Viral Capsid Protein2017

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Mizuguchi, Nami Ohashi, Daichi Matsumoto, Chie Hashimoto, Wataru Nomura, Naoki Yamamoto, Tsutomu Murakami, Hirokazu Tamamura
    • 雑誌名

      Biopolymers: Peptide Science

      巻: 印刷中 号: 1

    • DOI

      10.1002/bip.22920

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bivalent 14-mer Peptide Ligands of CXCR4 with Polyproline Linkers with Anti-Chemotactic Activity against Jurkat Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Tanaka, Toru Aoki, Wataru Nomura, Hirokazu Tamamura
    • 雑誌名

      J. Pept. Sci.

      巻: 印刷中 号: 7-8 ページ: 574-580

    • DOI

      10.1002/psc.2946

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microwave-Assisted Synthesis of Azacoumarin Fluorophores and the Fluorescence Characterization2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Takano, Tetsuo Narumi, Wataru Nomura, Hirokazu Tamamura
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 82 号: 5 ページ: 2739-2744

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b02656

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 多価型CXCR4リガンドの創製とがん細胞イメージング・検出2016

    • 著者名/発表者名
      野村 渉, 玉村啓和
    • 雑誌名

      医学のあゆみ 第5土曜特集「GPCR研究の最前線2016」

      巻: 5 ページ: 430-437

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 細胞内タンパク質を可視化するタグ-蛍光プローブシステム2016

    • 著者名/発表者名
      野村渉, 玉村啓和
    • 雑誌名

      「生化学」みにれびゅう

      巻: 89 ページ: 115-120

    • NAID

      40021119837

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] A minimally cytotoxic CD4 mimic as an HIV entry inhibitor2016

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Mizuguchi, Shigeyoshi Harada, Tomoyuki Miura, Nami Ohashi, Tetsuo Narumi, Hiromi Mori, Yu Irahara, Yuko Yamada, Wataru Nomura, Shuzo Matsushita, Kazuhisa Yoshimura, Hirokazu Tamamura
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 26 号: 2 ページ: 397-400

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2015.11.103

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Small-Molecule CD4 Mimics Containing Mono-cyclohexyl Moieties as HIV Entry Inhibitors.2016

    • 著者名/発表者名
      Nami Ohashi1, Shigeyoshi Harada, Takaaki Mizuguchi1, Yu Irahara1, Yuko Yamada, Misato Kotani, Wataru Nomura, Shuzo Matsushita, Kazuhisa Yoshimura, Hirokazu Tamamura.
    • 雑誌名

      Chem Med Chem

      巻: 19 号: 8 ページ: 940-946

    • DOI

      10.1002/cmdc.201500590

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of Fluorescein-Labeled Derivatives of a Peptide Inhibitor of the EGF Receptor Dimerization2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Toyama, Takaaki Mizuguchi, Wataru Nomura, Hirokazu Tamamura
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem.

      巻: 24 号: 16 ページ: 3406-3412

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2016.05.026

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Distinct chemically inducible system for orthogonal differential regulation of endogenous genes2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Nomura, Daisuke Matsumoto, Takuya Kobayakawa, Taisuke Sugii, Hirokazu Tamamura
    • 学会等名
      Keystone Symposia Conference A2: Precision Genome Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genome editing with a FokI-based chemically inducible nuclease system2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsumoto, Wataru Nomura, Hirokazu Tamamura
    • 学会等名
      Keystone Symposia Conference A2: Precision Genome Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Orthogonal differential regulation of endogenous genes by distinct chemically inducible systems2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Nomura, Daisuke Matsumoto, Takuya Kobayakawa, Taisuke Sugii, Hirokazu Tamamura
    • 学会等名
      武田薬科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of tools for the modification, regulation, and molecular imaging of gene and epigenetic functions2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Nomura, Hirokazu Tamamura
    • 学会等名
      NCU Global Young Investigator Forum 2018
    • 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] 標的タンパク質の動きをみるペプチド性蛍光イメージングツール2018

    • 著者名/発表者名
      野村渉 ,神村拓美 ,森あつみ ,小早川拓也 ,玉村啓和
    • 学会等名
      日本薬学会第 138年会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分割型部位特異的ヌクレアーゼを利用した化合物誘導型ゲノム編集技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      松本大亮, 野村 渉, 玉村啓和
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Controllable genome editing by chemically inducible split site-specific nucleases2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsumoto, Wataru Nomura, HIrokazu Tamamura
    • 学会等名
      2017 Keystone Symposia Conference A2: Precision Genome Engineering
    • 発表場所
      Breckenridge, USA
    • 年月日
      2017-01-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical-inducible artificial transcription factors based on sequence-specificity of TALE and dCas92017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Nomura, Taisuke Sugii, HIrokazu Tamamura
    • 学会等名
      2017 Keystone Symposia Conference A2: Precision Genome Engineering
    • 発表場所
      Breckenridge, USA
    • 年月日
      2017-01-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FokIを DNA切断ドメインとして用いた化合物誘導型配列特異的ヌクレアーゼの開発2017

    • 著者名/発表者名
      松本大亮 ,野村 渉 ,杉井太亮 ,玉村啓和
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第 12回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of chemical-inducible artificial transcription factors based on sequence-specific DNA binders2017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Nomura, Daisuke Matsumoto, Tsukasa Hashimoto, Taisuke Sugii, Hirokazu Tamamura
    • 学会等名
      The 254th ACS National Meeting and Exposition
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体分子間相互作用を制御する機能性ペプチド/タンパク質の設計と応用2017

    • 著者名/発表者名
      野村 渉
    • 学会等名
      熊本大学先端科学研究部セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of genome editing and gene regulation systems utilizing specific DNA binding domains2017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Nomura
    • 学会等名
      熊本大学 HIGO program seminar
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Differential regulation of endogenous genes in an orthogonal manner by distinct chemically inducible systems2017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Nomura, Daisuke Matsumoto, Takuya Kobayakawa, Taisuke Sugii, Hirokazu Tamamura
    • 学会等名
      International Conference on Epigenetics and Bioengineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 化合物による誘導が可能な分割型人工ヌクレアーゼの構築とその評価2016

    • 著者名/発表者名
      松本大亮, 野村 渉, 玉村啓和
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 化学誘導二量体形成法を応用したゲノム編集ツールの開発2016

    • 著者名/発表者名
      松本大亮, 野村 渉, 玉村啓和
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会 9.0
    • 発表場所
      早稲田大学井深大記念ホール(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 生体分子間相互作用を基盤とする機能分子の創製とケミカルバイオロジーへの展開2016

    • 著者名/発表者名
      野村 渉
    • 学会等名
      第60回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京大学山上会館 他(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-09-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TALEおよびdCas9を利用した化合物による標的遺伝子特異的な転写活性制御技術2016

    • 著者名/発表者名
      野村 渉, 杉井太亮, 玉村啓和
    • 学会等名
      第10回 バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      石川県立音楽堂 他(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 化合物による制御可能なゲノム編集を目指した分割型人工ヌクレアーゼの構築2016

    • 著者名/発表者名
      松本大亮, 野村 渉, 玉村啓和
    • 学会等名
      第10回 バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      石川県立音楽堂 他(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 末端架橋型ZIPタグプローブペアの創製2016

    • 著者名/発表者名
      斉藤 歩, 大橋南美, 野村 渉, 玉村啓和
    • 学会等名
      第60回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京大学山上会館 他(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 分割型人工ヌクレーゼを用いた化合物誘導型ゲノム編集系の構築2016

    • 著者名/発表者名
      松本大亮, 野村 渉, 玉村啓和
    • 学会等名
      第48回若手ペプチド夏の勉強会
    • 発表場所
      大学セミナーハウス(東京都八王子市)
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Protein dynamics imaging using tag-probe systems2016

    • 著者名/発表者名
      Wataru Nomura, Nami Ohashi, HIrokazu Tamamura
    • 学会等名
      The 14th Chinese International Peptide Symposium & the 5th Asia-Pacific International Peptide Symposium
    • 発表場所
      Nanjing, China
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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ホームページ

    • URL

      http://tamamura-tmd.sakura.ne.jp/members/teachers/nomura/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-07-04   更新日: 2018-12-17  

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