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2015 年度 実績報告書

タンパク質局在制御化合物による細胞機能制御技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H03835
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) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード小分子リガンド / タンパク質局在 / オルガネラ / 生体膜
研究実績の概要

本研究では、研究代表者が考案した「局在性リガンド」の方法論を発展させ、生細胞内のタンパク質の局在を小分子化合物によって自在に制御するための新技術・化合物体系を創出することを目的とする。本年度は主に以下の3つの成果を挙げることができた。
1)第二のタンパク質局在移行システムの構築:これまでに研究代表者のグループでは、大腸菌由来ジヒドロ葉酸還元酵素(eDHFR)を標的タグタンパク質として用い、eDHFRの融合タンパク質を細胞質から細胞膜(とゴルジ体)へ移行させることのできる局在性リガンド(mgcTMP)を創製している。本年度はこのeDHFRシステムの設計をSNAP-tagに展開し、SNAP-tagの融合タンパク質を細胞質から細胞膜へ移行可能な化合物(mgcBCP)ならびにシステムを開発することに成功した。
2)カチオンタグを利用した細胞膜選択的タンパク質局在移行法の開発:上記の1の研究の過程で、タグタンパク質の末端にLysなどのカチオン性側鎖を持つアミノ酸を複数個導入することで、mgcBCPによるSNAP-tagの局在移行が細胞膜選択的に進行することが明らかとなった。またこの原理はeDHFRにも適用でき、カチオンタグを付加するという戦略が細胞膜選択的を付与するためのジェネラルなアプローチになることを実証した。
3)エンド膜に対するタンパク質局在移行システムの開発:mgcTMPを改良・単純化することで、eDHFRの融合タンパク質を細胞質から小胞体やゴルジ体の膜(エンド膜)へ移行可能な新規局在性リガンドシステムを構築することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

概要に記載したとおり、本年度は主に3つの新しい成果を得ることができ、極めて順調に研究が進展しているものと考える。また、いずれの成果も、タンパク質の細胞内局在を自在に制御して、細胞内シグナル伝達や細胞機能を精密にコントロールする技術の確立に向けた重要な基盤となるものである。

今後の研究の推進方策

今後はまず、本年度開発したシステムを応用したシグナル制御ツールの創製に取り組む。特に、eDHFRシステムとSNAP-tagシステムを併用することで同一細胞内で2種類のシグナル分子を制御し、複数の分子が関与した高次な生命現象の解明・制御ツールとしての有用性を実証していく。また、さまざまなオルガネラに対する局在性リガンドの開発も引き続き行う。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] タンパク質の細胞内局在を操る小分子リガンド2016

    • 著者名/発表者名
      築地真也
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 136 ページ: 9-16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質の細胞内局在を操る化合物ー局在性リガンド2015

    • 著者名/発表者名
      築地真也
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 66 ページ: 95-101

    • 査読あり
  • [学会発表] 局在性リガンドツールの新展開1:Ras/Erkシグナルのオンオフ制御2016

    • 著者名/発表者名
      中村彰伸・石田学・沖超二・松田道行・築地真也
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] 局在性リガンドツールの新展開2:細胞膜選択的SNAP-tag局在移行誘導システム2016

    • 著者名/発表者名
      藤沼学子・沖超二・中村彰伸・石川瑛介・石田学・築地真也
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] 局在性リガンドツールの新展開3:ER/Golgi膜へのタンパク質局在移行誘導リガンド2016

    • 著者名/発表者名
      片平莉香・篠田英里・藤沼学子・石田学・築地真也
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-27
  • [学会発表] Synthetic molecules that control the location of proteins in living cells2015

    • 著者名/発表者名
      Shinya Tsukiji
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 局在性リガンドによる細胞内SNAP-tag局在移行誘導システム(1):基本分子設計と特性2015

    • 著者名/発表者名
      藤沼学子・沖超二・中村彰伸・石川瑛介・石田学・築地真也
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] 局在性リガンドによる細胞内SNAP-tag局在移行誘導システム(2);生細胞内シグナルの人工制御2015

    • 著者名/発表者名
      篠田英里・藤沼学子・沖超二・中村彰伸・石川瑛介・築地真也
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] 局在性化合物による生細胞内MAPKシグナルのTemporalコントロール2015

    • 著者名/発表者名
      中村彰伸・沖超二・小松直貴・松田道行・築地真也
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04

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公開日: 2017-01-06  

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