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2021 年度 実績報告書

心筋症関連ミトコンドリア・核内遺伝子の協奏的制御を可能にする人工転写因子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H03349
研究機関京都大学

研究代表者

ナマシヴァヤム パンディアン  京都大学, 高等研究院, 講師 (20625446)

研究分担者 杉山 弘  京都大学, 理学研究科, 教授 (50183843)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードピロールイミダゾールポリアミド / エピジェネティクス / 人工転写因子 / ナノテクノロジー / 心筋症
研究実績の概要

In this fiscal year, we accomplished the milestones mentioned in the proposal and have further broadened the applicability of functional nanomaterials in uncharted domains of precision medicine. First, we have shown that our advanced biomimetic epigenetic codes could operate as smart transcription factors (SMART-TFs) and artificially regulate nuclear genes associated with mitochondrial biogenesis and cellular energy metabolism. This nucleus targeting SMART-TF synergized with PD-1 blockade to enhance antitumor immunity and improve host survival. We also developed nanoparticle-based selective mitochondria targeting Mito-SMART-TF with high colloidal stability, outstanding biocompatibility, efficient cell uptake, and amenability to be monitored in live cells using near-infrared fluorescence. Both the nuclear and mitochondrial SMART-TFs demonstrated the individual capacity of altering the redox status of the live cells by regulating the reactive oxygen species (ROS) production. Also, we harnessed our transcription therapeutic strategy to construct a multi-functional conjugate capable of sequence-specific adenine alkylation and published the demonstration of targeted elimination of mutated mitochondrial DNA in HeLa cells. Furthermore, we have developed 1) chemical probe-based nanopore direct RNA sequencing approach to accurately assess the RNA modifications and 2) enhanced the bioapplicability of self-enclosed microfluidic devices to be used for pore-sized separation of biomolecular mixtures. These results are published and/or to be published in high impact research journals.

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。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 6件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 9件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] Rutgers University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Rutgers University
  • [国際共同研究] Indian Institute of Technology- Roorkee(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      Indian Institute of Technology- Roorkee
  • [国際共同研究] AO Research Institute/University of Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      AO Research Institute/University of Zurich
  • [国際共同研究] University of Cyberjaya(マレーシア)

    • 国名
      マレーシア
    • 外国機関名
      University of Cyberjaya
  • [雑誌論文] Classification of COVID-19 from chest x-ray images using deep features and correlation coefficient.2022

    • 著者名/発表者名
      R. Kumar, R. Arora, V. Bansal, V. J. Sahayasheela, H.Buckchash, J. Imran, N. Narayanan, Ganesh N Pandian*, B. Raman.
    • 雑誌名

      Multimedia Tools and Applications

      巻: 1 ページ: 1-25

    • DOI

      10.1007/s11042-022-12500-3.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Targeted elimination of mutated mitochondrial DNA by a multi-functional conjugate capable of sequence-specific adenine alkylation2022

    • 著者名/発表者名
      Hidaka Takuya、Hashiya Kaori、Bando Toshikazu、Pandian Ganesh N.、Sugiyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Cell Chemical Biology

      巻: 29 ページ: 690~695.e5

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2021.08.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Targeted epigenetic induction of mitochondrial biogenesis enhances antitumor immunity in mouse model2022

    • 著者名/発表者名
      Malinee Madhu、Pandian Ganesh Namasivayam、Sugiyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Cell Chemical Biology

      巻: 29 ページ: 463~475.e6

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2021.08.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of GLI-mediated transcription by cyclic pyrrole-imidazole polyamide in cancer stem cells.2022

    • 著者名/発表者名
      V.J. Sahayasheela, Z. Yu, Y. Hirose, Ganesh N. Pandian*, T. Bando and H. Sugiyama
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210453

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An informatics approach to distinguish RNA modifications in nanopore direct RNA sequencing2022

    • 著者名/発表者名
      Ramasamy Soundhar、Mishra Shubham、Sharma Surbhi、Parimalam Sangamithirai Subramanian、Vaijayanthi Thangavel、Fujita Yoto、Kovi Basavaraj、Sugiyama Hiroshi、Pandian Ganesh N.
    • 雑誌名

      Genomics

      巻: - ページ: 110372~110372

    • DOI

      10.1016/j.ygeno.2022.110372.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural colour enhanced microfluidics2022

    • 著者名/発表者名
      D. Qin, A.H. Gibbons, M.M. Ito, S.S. Parimalam, H. Jiang, H.e. Karahan, B. Ghalei, D. Yamaguchi, Ganesh N. Pandian, E. Sivaniah
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29956-4

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] AI-based Diagnosis of COVID-19 Patients Using X-ray Scans with Stochastic Ensemble of CNNs2021

    • 著者名/発表者名
      R. Arora, V. Bansal, H.Buckchash, R. Kumar, V. J. Sahayasheela, N. Narayanan, Ganesh N Pandian, B. Raman
    • 雑誌名

      Physical and Engineering Sciences in Medicine

      巻: 44 ページ: 1257-1271

    • DOI

      10.1007/s13246-021-01060-9.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Designing Biomimicking Synthetic Transcription Factors for Therapeutic Gene Modulation2021

    • 著者名/発表者名
      Pandian Ganesh N.、Sugiyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Designing Biomimicking Synthetic Transcription Factors for Therapeutic Gene Modulation

      巻: x ページ: 135~161

    • DOI

      10.1007/978-3-030-55924-3_6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequence-Specific Control of Using Programmable Synthetic Gene Switches Called MITO-PIPs2021

    • 著者名/発表者名
      Hidaka Takuya、Sugiyama Hiroshi、Pandian Ganesh N.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2275 ページ: 217~225

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1262-0_13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical Probe-Based Nanopore Sequencing to Selectively Assess the RNA Modification2021

    • 著者名/発表者名
      ramasamy soundhar、Sahayasheela Vinodh J.、Yu Zutao、Hidaka Takuya、Cai Li、Sugiyama Hiroshi、Pandian Ganesh N.
    • 雑誌名

      SSRN Electronic Journal

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.2139/ssrn.3906935

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparative analysis of mitochondrial genomes in different species reveals the evolution of G-quadruplexes2021

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Hiroshi、Sahayasheela Vinodh、Yu Zutao、Pandian Ganesh
    • 雑誌名

      Research Square Preprint

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.21203/rs.3.rs-1126357/v1

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Programmable synthetic gene switches for mitochondrial gene modulation2021

    • 著者名/発表者名
      NAMASIVAYAM Ganesh Pandian
    • 学会等名
      World Mitochondria Society Congress- Targeting Mitochondria 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Big data for Precision Medicine2021

    • 著者名/発表者名
      NAMASIVAYAM Ganesh Pandian
    • 学会等名
      UK-Japan Young Scientist Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA-based genetic switches: Impact on our health2021

    • 著者名/発表者名
      NAMASIVAYAM Ganesh Pandian
    • 学会等名
      Department of Biotechnology-India - National DNA day
    • 招待講演
  • [学会発表] Smart biomaterials for precision medicine2021

    • 著者名/発表者名
      NAMASIVAYAM Ganesh Pandian
    • 学会等名
      SMART BIOMATERIALS: From Diagnostics to Therapeutics,
    • 招待講演
  • [学会発表] Genetic switches for precision medicine2021

    • 著者名/発表者名
      NAMASIVAYAM Ganesh Pandian
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Symposium on Advanced Materials for Biotechnology and Precision Health and Medicine with AI
    • 招待講演
  • [学会発表] Programmable epigenetic codes for therapeutic gene modulation2021

    • 著者名/発表者名
      NAMASIVAYAM Ganesh Pandian
    • 学会等名
      China Medical University Hospital-Kyoto University iCeMS Joint Meeting
    • 招待講演
  • [学会発表] Mitochondrial Gene Switches2021

    • 著者名/発表者名
      NAMASIVAYAM Ganesh Pandian
    • 学会等名
      Indian Embassy Science and Technology Seminar - 2021
    • 招待講演
  • [学会発表] Precision medicine for future2021

    • 著者名/発表者名
      NAMASIVAYAM Ganesh Pandian
    • 学会等名
      Chennai Science Colloquium - 2021
    • 招待講演
  • [学会発表] Changing humanity: Physiological and psychological changes during Covid-192021

    • 著者名/発表者名
      NAMASIVAYAM Ganesh Pandian
    • 学会等名
      International Webinar on Science during Pandemic- Meston College
    • 招待講演
  • [備考] PD-1阻害剤によるがん免疫治療法の効果を高めるミトコンドリア活性化剤

    • URL

      https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/news/4468/

  • [備考] ミトコンドリアの変異DNAを減らす化合物の開発

    • URL

      https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/news/4421/

  • [備考] Namasivayam Group Homepage

    • URL

      https://www.namasivayam.icems.kyoto-u.ac.jp/research

  • [備考] スマート遺伝子スイッチが切り開く高精度医療への道

    • URL

      https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/people/frontrunners/6872/

  • [備考] iCeMS Principal Investigator Page

    • URL

      https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/people/961/

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公開日: 2022-12-28  

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