| 研究課題/領域番号 |
19J01341
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究 |
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研究代表者 |
中村 彰伸 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| キーワード | 局在性リガンド / 細胞周期 / シグナル制御 |
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| 研究実績の概要 |
細胞周期を小分子化合物で制御することを目的として研究を進めている。細胞周期に関連する分子（細胞周期制御因子）やそのシグナル伝達系には多くのフィードバック反応が含まれており、その系のもつ特徴的な時定数よりも早い摂動を行い、かつその挙動をサンプリングする必要がある。また細胞周期は１細胞ごとに不均一であることから、タイムラプスイメージングと小分子化合物を用いた摂動による解析を計画している。
当該年度は、細胞周期関連因子に摂動を与えるための小分子化合物の開発と哺乳類培養細胞での評価を行った。大腸菌由来ジヒドロ葉酸還元酵素（eDHFR）に結合し、eDHFRの細胞膜局在化を長時間（24時間以上）誘導できる局在性TMPリガンド（mDcTMP）を開発し、Proof-of-conceptとしてERK経路やPI3K経路といった細胞膜を起点とするシグナル伝達経路の活性を長時間制御することに成功した。本結果は、筆頭著者として当該年度に発表している。
この局在性リガンドによる細胞内タンパク質の局在制御技術の分裂酵母への適用を現在進めており、分裂酵母においてeDHFR融合タンパク質の細胞内局在の急速操作が可能になりつつある。現在、さまざまな細胞周期制御因子にeDHFR遺伝子をノックインし、小分子化合物による細胞周期の制御を試みている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当該年度は、細胞周期関連因子に摂動を与えるための小分子化合物の開発と哺乳類培養細胞での評価を行った。大腸菌由来ジヒドロ葉酸還元酵素（eDHFR）に結合し、細胞内局在の移行を誘導できる局在性リガンドを開発し、Proof-of-conceptとしてERK経路やPI3K経路といった細胞膜を起点とするシグナル伝達経路を特異的に活性化することに成功した。これらの結果は、ACS Chemical Biology誌に筆頭著者として当該年度に発表している。
この局在性リガンドによる細胞内タンパク質の局在制御技術の分裂酵母への適用を現在進めており、分裂酵母においてeDHFR融合タンパク質の細胞内局在の急速操作が可能になりつつある。これらの結果から、当該年度は期待以上の研究の進展があったと考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
分裂酵母においてeDHFR融合タンパク質の細胞内局在の急速操作による細胞周期の制御を目指す。現在、さまざまな細胞周期関連因子にeDHFR遺伝子をノックインし、小分子化合物による細胞周期制御を試みている。必要に応じて、局在性リガンドの分子設計を分裂酵母用に最適化する。
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