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細胞内オルガネラ膜結合分子の拡張とin vivo展開

公募研究

研究領域分子夾雑の生命化学
研究課題/領域番号 20H04706
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 理工系
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

築地 真也  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40359659)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード細胞内オルガネラ / オルガネラ膜 / 脂質 / 分子認識化学 / 局在性化合物 / in vivo / オルガネラ / 生体膜 / オルガネラ結合分子
研究開始時の研究の概要

本研究では、細胞内の特定のオルガネラ膜に特異的に結合する合成分子レパートリーを開拓・拡張することを目的とする。さらに本研究では、動物個体内で使えるオルガネラ膜結合分子ツールを創製する。これにより、培養細胞のみならず、in vivo夾雑環境下におけるオルガネラ膜の特性・機能や、オルガネラ膜が関与するさまざまな情報伝達・生命現象をin situ解析・ 制御するための強力で革新的な化学的アプローチを切り拓く。

研究実績の概要

本研究では、細胞内の特定のオルガネラ膜に特異的に結合する合成分子レパートリーを開拓・拡張することを目的とする。さらに本研究では、動物個体内で使えるオルガネラ膜結合分子ツールを創製する。これにより、培養細胞のみならず、in vivo夾雑環境下におけるオルガネラ膜の特性・機能や、オルガネラ膜が関与するさまざまな情報伝達・生命現象をin situ解析・ 制御するための強力で革新的な化学的アプローチを切り拓く。本年度は、以下の成果を達成した。
1)新規ゴルジ体蛍光プローブの開発。我々はこれまでに、ゴルジ体膜に局在する新規モチーフ(トリメチル化myrGCモチーフ)を見出すことに成功している。今回このゴルジ体局在化モチーフに、蛍光特性の異なる複数の小分子蛍光色素を連結することで、生細胞のゴルジ体膜を特異的に可視化することのできるゴルジ体蛍光プローブシリーズを開発することに成功した。今回開発したプローブは、市販のセラミドベースの蛍光プローブよりもゴルジ体特異性が高いことも確認した。一連の成果はまもなく論文投稿する予定である。
2)In vivoタンパク質局在制御技術の開発。我々は現在、in vivoで使えるchemogeneticなタンパク質局在制御システムの開発に取り組んでおり、in vivo環境下で標的タンパク質を細胞膜へリクルートすることのできる有望な新規化合物を創製することに成功した。マウス個体内でのタンパク質局在とシグナル伝達の制御が可能になりつつある。
3)タンパク質の細胞膜リクルート光誘導技術の開発。以前に開発した細胞膜インナーリーフレット局在性リガンドに光スイッチを導入することで、標的タンパク質の細胞膜への局在移行を光誘導する新技術を開発した。これにより、細胞膜上のシグナル分子を光で高速に時空間制御することが可能になった。一連の成果は論文として発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Synthetic protein condensates that inducibly recruit and release protein activity in living cells2021

    • 著者名/発表者名
      Masaru Yoshikawa, Tatsuyuki Yoshii, Masahiro Ikuta†, Shinya Tsukiji
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 17 ページ: 6434-6446

    • DOI

      10.1021/jacs.0c12375

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemogenetic control of protein localization and mammalian cell signaling by SLIPT2021

    • 著者名/発表者名
      Sachio Suzuki, Yuka Hatano, Tatsuyuki Yoshii, Shinya Tsukiji
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology: Mammalian Cell Engineering

      巻: 2312 ページ: 237-251

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1441-9_14

    • ISBN
      9781071614402, 9781071614419
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Chemo-optogenetic protein translocation system using a photoactivatable self-localizing ligand2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuyuki Yoshii, Choji Oki, Rei Watahiki, Akinobu Nakamura, Kai Tahara, Keiko Kuwata, Toshiaki Furuta, Shinya Tsukiji
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 16 号: 8 ページ: 1557-1565

    • DOI

      10.1021/acschembio.1c00416

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modularly built synthetic membraneless organelles enabling targeted protein sequestration and release2021

    • 著者名/発表者名
      Masaru Yoshikawa, Shinya Tsukiji
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 60 号: 44 ページ: 3273-3276

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.1c00675

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A chemogenetic platform for controlling plasma membrane signaling and synthetic signal oscillation2021

    • 著者名/発表者名
      Yuka Hatano, Sachio Suzuki, Akinobu Nakamura, Tatsuyuki Yoshii, Kyoko Atsuta-Tsunoda, Kazuhiro Aoki, Shinya Tsukiji
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: ---

    • DOI

      10.1101/2021.03.16.435568

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Golgi recruitment assay for visualizing small-molecule ligand-target engagement in cells2020

    • 著者名/発表者名
      Sachio Suzuki, Masahiro Ikuta, Tatsuyuki Yoshii, Akinobu Nakamura, Keiko Kuwata, Shinya Tsukiji
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 57 ページ: 7961-7964

    • DOI

      10.1039/d0cc02020f

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An improved intracellular synthetic lipidation-induced plasma membrane anchoring system for SNAP-tag fusion proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuyuki Yoshii, Kai Tahara, Sachio Suzuki, Yuka Hatano, Keiko Kuwata, Shinya Tsukiji
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 59 号: 33 ページ: 3044-3050

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00410

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein-recruiting synthetic molecules targeting the Golgi surface2020

    • 著者名/発表者名
      Sawada Shunsuke、Nakamura Akinobu、Yoshii Tatsuyuki、Kuwata Keiko、Nakatsu Fubito、Tsukiji Shinya
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 98 ページ: 15422-15425

    • DOI

      10.1039/d0cc06908f

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞内在性タンパク質を化合物および光で操作する基盤技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木祥央、吉井達之、青木一洋、築地真也
    • 学会等名
      第85回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細胞膜シグナル制御のための汎用的な化学遺伝学ツールの開発2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木祥央、波多野結香、中村彰伸、吉川優、吉井達之、青木一洋、築地真也
    • 学会等名
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メンブレンコンタクトの化学遺伝学操作を介した膜脂質代謝の可逆制御2021

    • 著者名/発表者名
      吉川優、阿喰萌香、中津史、築地真也
    • 学会等名
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 合成化合物の細胞内分解:酵素同定と一般性評価2021

    • 著者名/発表者名
      田原海、中村彰伸、市橋祐樹、浦野泰照、小松徹、築地真也
    • 学会等名
      第52回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 脂質交換輸送を操作するメンブレンコンタクト誘導技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      吉川優、阿喰萌香、中津史、築地真也
    • 学会等名
      第52回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 光応答型局在性リガンドによる細胞内シグナル時空間光操作2021

    • 著者名/発表者名
      築地真也
    • 学会等名
      第43回日本光医学・光生物学会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内の分子局在を操作するケミカルアプローチ2021

    • 著者名/発表者名
      築地真也
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical tools for manipulating signaling proteins and lipids on organelle membranes2021

    • 著者名/発表者名
      築地真也
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内シグナル制御のための改良型SNAP-tag局在移行システム2020

    • 著者名/発表者名
      田原海、波多野結香、鈴木祥央、吉井達之、築地真也
    • 学会等名
      第84回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 化学遺伝学アプローチによる細胞内在性タンパク質の操作2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木祥央、吉井達之、青木一洋、築地真也
    • 学会等名
      第84回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞膜局在性リガンドを用いた細胞内シグナル独立制御技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      中村彰伸、沖超二、真流玄武、吉井達之、松田道行、青木一洋、築地真也
    • 学会等名
      第72回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内在性タンパク質の化学遺伝学操作2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木祥央、吉井達之、青木一洋、築地真也
    • 学会等名
      第72回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内合成脂質修飾に基づいたSNAP-tag融合タンパク質の細胞膜アンカリング誘導システム2020

    • 著者名/発表者名
      田原海、波多野結香、鈴木祥央、吉井達之、築地真也
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ゲノムにコードされた内在性タンパク質を操作するための化学遺伝学技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木祥央、吉井達之、青木一洋、築地真也
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ループ改変タンパク質を用いた細胞内シグナルの可逆的化学誘導システム2020

    • 著者名/発表者名
      波多野由香、鈴木祥央、吉井達之、築地真也
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] SLIPT:タンパク質局在と細胞内シグナルを操る化学遺伝学テクノロジー2020

    • 著者名/発表者名
      築地真也
    • 学会等名
      第72回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Methods in Molecular Biology: Mammalian Cell Engineering2021

    • 著者名/発表者名
      Sachio Suzuki, Yuka Hatano, Tatsuyuki Yoshii, Shinya Tsukiji
    • 出版者
      Springer Nature
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] ゴルジ体に局在する化合物及びその使用2020

    • 発明者名
      築地真也、中村彰伸、澤田隼佑、吉井達之
    • 権利者名
      築地真也、中村彰伸、澤田隼佑、吉井達之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-141893
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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