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2016 年度 実施状況報告書

単一ドメイン抗体無細胞ディスプレイと光を用いた創薬標的探索の効率化

研究課題

研究課題/領域番号 16K15206
研究機関順天堂大学

研究代表者

櫻井 隆  順天堂大学, 医学部, 教授 (70225845)

研究分担者 根本 直人  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60509727)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード神経科学 / プロテオーム / 組換え抗体
研究実績の概要

フルオレセイン標識抗体と光照射によるリアルタイム蛋白質不活性化法 (FALI) は、相互作用の場における時間分解能の高いタンパク質機能解析法である。これを効率化して細胞機能アッセイに適用し、特定の細胞間相互作用に関与する細胞表面分子を同定して創薬標的探索法として確立することを目指している。cDNA display技術を単一ドメイン抗体ライブラリー(VHH)に応用してFALIを行い、細胞機能アッセイ系と一体化させるための基盤技術を確立する。
本年度は、多様性を維持したライブラリーをなるべくスモールスケールで取り扱うため、化学合成VHHライブラリー cDNA displayの発現効率向上の検討を中心に行った。研究分担者が開発した光架橋によりmRNAと高効率に結合可能な改良型リンカー、最適な磁気ビーズの選択、反応条件、特に無細胞タンパク質合成系の至適化により、さらなる発現効率向上が可能であることが明らかとなった。
また、クローン選択条件設定のために必要な、GFPやペプチドタグに高親和性に結合するVHHクローンcDNA displayを作製し、抗原への結合確認とともに反応条件の検討を行った。
以上の検討結果にもとづき、膜タンパク質の細胞外ドメイン由来ペプチドを含む3種のペプチドを磁気ビーズに固定化し、VHHライブラリーのスクリーニングの試行を行った。これによりランダムな変異を導入してより高い親和性を持つクローンを得るための条件設定が可能となった。引き続きクローン選択の条件検討を進めるとともに、cDNA display発現効率の向上を図っている。

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

本年度のVHHライブラリー cDNA displayの発現効率向上の検討により、十分な多様性を維持したライブラリーをスモールスケールで取り扱うことが可能となった。
また、VHHライブラリーのスクリーニングの試行によりランダム変異導入による高親和性クローン選択のための条件設定が可能となった。

今後の研究の推進方策

今後、これまでに確立した実験条件をもとに、モデル系を用いて高親和性のVHHクローンを得るための変異導入実験を開始する。あわせて、研究分担者と協議しつつ、アッセイに十分な量のcDNA displayクローンを高効率で合成するための基盤技術開発を目指す。

次年度使用額が生じた理由

VHHライブラリーのcDNAディスプレイ発現効率向上が達成され、当初の予定よりも無細胞タンパク質合成系等の試薬・キット類の使用量が少なかったため。

次年度使用額の使用計画

今後は、VHHライブラリーを用いた結合クローン選択、変異導入による高親和性クローン取得、VHHクローンの高効率合成のために試薬・キット類を多く使用する予定であり、そのために研究費を使用する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Enhanced mRNA-protein fusion efficiency of a single-domain antibody by selection of mRNA display with additional random sequences in the terminal translated regions2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi K, Sunohara M, Terai T, Kumachi S, Nemoto N
    • 雑誌名

      Biophys Physicobiol

      巻: 14 ページ: 23-28

    • DOI

      10.2142/biophysico.14.0_23

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] cDNAディスプレイによる機能性ペプチドアプタマーの創生2016

    • 著者名/発表者名
      根本直人
    • 雑誌名

      日本生物工学会誌

      巻: 94 ページ: 481-484

  • [雑誌論文] 試験管内進化を加速するcDNA display システム2016

    • 著者名/発表者名
      熊地重文、根本直人
    • 雑誌名

      酵素工学ニュース

      巻: 76 ページ: 21-25

  • [学会発表] cDNAディスプレイ法を用いた単ドメイン抗体のFALIへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      橋本祥江、望月佑樹、熊地重文、樫山拓、上窪裕二、藤本健造、根本直人、櫻井隆
    • 学会等名
      第90回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2017-03-17
  • [学会発表] ハイスループット淘汰技術を用いた配列空間探査による新機能分子(ネオバイオ分子)の創製2016

    • 著者名/発表者名
      根本直人
    • 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
      2016-12-02
  • [学会発表] cDNA display method and its applications for the in vitro selection of functional peptides2016

    • 著者名/発表者名
      根本直人
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会 国際シンポジウム
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 完全人工デザインVHH抗体の進化工学的創製2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木武尊、根本直人
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会 ワークショップ
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-06-09
    • 招待講演
  • [備考] 順天堂大学大学院細胞・分子薬理学ホームページ

    • URL

      http://pharmacology.sakura.ne.jp/jp/research/fali_res/fali_res.html

  • [備考] 埼玉大学大学院理工学研究科物質科学部門生体高分子研究グループ根本研究室ホームページ

    • URL

      http://park.saitama-u.ac.jp/~nemoto/

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公開日: 2018-01-16  

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