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2022 年度 実績報告書

天然化合物の活性発現分子機構を解析するための統合的プラットフォーム構築

研究課題

研究課題/領域番号 21H02073
研究機関早稲田大学

研究代表者

中尾 洋一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60282696)

研究分担者 町田 光史  早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (30778163)
松本 健  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専任研究員 (60222311)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード作用メカニズム解明 / 天然化合物
研究実績の概要

本研究では化合物の作用メカニズムを明らかにするためのプラットフォームを構築することを目的として、『①半田ビーズを用いた標的タンパク質の釣り上げ』に加え、『②shRNA/CRISPR-Cas9スクリーニング法』『③RNAシーケンス解析』『④セルベースヒストン修飾解析』という異なるレベルの機能的なスクリーニング・解析を行うことで、各種天然化合物の標的タンパク質や作用経路を絞り込むための研究を行うことを目的としている。
2022年度は、海綿由来の細胞毒性天然環状ペプチドkapakahineの標的候補タンパク質として浮かび上がった、ミトコンドリアタンパク質のプロヒビチン1(PHB1)、PHB2、アデニンヌクレオチドトランスロカーゼ2(ANT2)について作用メカニズムにかかわる機能を検証した。特に、がん抑制遺伝子の発現を誘導するPHB2タンパク質は、乳がん細胞においてはBIG3との複合体形成によってその核移行が抑制されることが知られているため、kapakahineがこの複合体形成に影響を及ぼす可能性について検証した。
一方、いずれもアストロサイトへの分化誘導活性を示した春ウコン由来のコロナリンDおよび味噌由来のフェルラ酸エチルエステルについて『②shRNA/CRISPR-Cas9スクリーニング法』による標的遺伝子の解析を行った。
また、海綿由来の細胞毒性物質onnamideの新規類縁体について単離・構造決定を行い、細胞毒性およびヒストン修飾調節活性について構造―活性相関解析を行うことで、作用メカニズムについて検討を行った。

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

2022年度8月に、研究室が火災事故から復活し、その後は順調に研究活動が進展している。
『①半田ビーズを用いた標的タンパク質の釣り上げ』については、心筋分化誘導活性を有するプローブ分子を全合成により作成中であり、おおむね順調に進んでいる。
『②shRNAスクリーニング法』については、研究分担者(理研・松本)との間での連携も順調にすすみ、フェルラ酸エチルエステルおよびコロナリンDについてのデータが出そろったため、解析を行っている。また、2023年5月からは大学院生が理研に出向き、本アッセイ系の導入のためのトレーニングを受ける予定である。
『③RNAシーケンス解析』については、各種化合物について分析データを集め、解析を進めている。
『④セルベースヒストン修飾解析』については、セルアナライザーを用いた第二世代の解析法を順調に構築中であり、2023年度は本解析法を用いたより高感度・広範囲の解析が可能となる。

今後の研究の推進方策

【現在までの進捗状況】で述べた通り、研究室の火災から復旧した研究環境で順調に研究が進んでいる。最終年度である2023年度は現在進行中の研究方針に沿って研究を進め、成果を論文や特許としてまとめる予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Two Onnamide Analogs from the Marine Sponge Theonella conica: Evaluation of Geometric Effects in the Polyene Systems on Biological Activity2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, F.; Kimura, H.; Fusetani, N.; Nakao, Y.
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 28 ページ: 2524

    • DOI

      10.3390/molecules28062524

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alotamide B, a New Cyclic Depsipeptide Isolated from Assemblies of Marine Cyanobacteria, Mainly Consisting of Moorena sp.2023

    • 著者名/発表者名
      Aihara, K.; Nakamura, F.; Nakao, Y.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 52 ページ: 270-272

    • DOI

      10.1246/cl.230035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 春ウコンに含まれるアストロサイト分化誘導促進物質の同定2023

    • 著者名/発表者名
      大塚悟史,中尾洋一
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 61 ページ: 6-8

    • DOI

      10.1271/kagakutoseibutsu.61.6

  • [雑誌論文] Cultivation of previously uncultured sponge-associated bacteria using advanced cultivation techniques: A perspective on possible key mechanisms.2022

    • 著者名/発表者名
      Jung, D.; Machida, K.; Nakao, Y.; Owen, J. S.; He, S.; Kindaichi, T.; Ohashi, A.; Aoi, Y.
    • 雑誌名

      Front. Mar. Sci., Sec. Aquatic Microbiology

      巻: 9 ページ: 963277

    • DOI

      10.3389/fmars.2022.963277

    • 査読あり
  • [学会発表] Food Ingredients Controlling Cell Differentiation and Histone Modifications2022

    • 著者名/発表者名
      Nakao, Y.; Otsuka, S.; Kawamura, M.; Fujino, S.; Nakamura, F.; Arai, D.; Fusetani, N.
    • 学会等名
      22nd IUNS-ICN INTERNATIONAL CONGRESS OF NUTRITION IN TOKYO
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Changes over time of metabolite profile in the decay process of marine sponge2022

    • 著者名/発表者名
      Machida, K.; Chiba, Y.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      2022 American Society of Pharmacognosy (ASP) Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Approach to Maximize Utilization of Unclassified Small Pieces of Marine Organisms2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura F.; Nakao, Y.
    • 学会等名
      2022 American Society of Pharmacognosy Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋環状ペプチド kapakahine 類のプローブ化および作用機序の解析2022

    • 著者名/発表者名
      神平梨絵、新井大祐、中尾洋一
    • 学会等名
      第34回 海洋生物活性談話会
  • [学会発表] コーヒー生豆由来ヒストン修飾調節活性物質の探索2022

    • 著者名/発表者名
      藤井怜子,中村文彬,中尾洋一
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
  • [学会発表] サンショウに含まれる神経幹細胞分化調節活性を有する化合物の探索2022

    • 著者名/発表者名
      上島朋音,中村文彬,中尾洋一
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
  • [学会発表] ニホンスイセン(Narcisssus tazzeta)由来の細胞毒性物質の探索2022

    • 著者名/発表者名
      竹口陸斗,町田光史,中尾洋一
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
  • [学会発表] 春ウコン由来の抗トリパノソーマ活性化合物の探索2022

    • 著者名/発表者名
      大枝一喜,菅沼啓輔,中村文彬,中尾洋一
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
  • [学会発表] 海洋環状ペプチド kapakahine 類のプローブ化および作用機序の解析2022

    • 著者名/発表者名
      神平梨絵、新井大祐、中尾洋一
    • 学会等名
      第64回 天然有機化合物討論会
  • [学会発表] 春ウコン Curcuma aromatica 由来抗トリパノソーマ活性化合物の探索2022

    • 著者名/発表者名
      大枝一喜,菅沼啓介,中尾洋一
    • 学会等名
      第91回日本寄生虫学会大会

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公開日: 2023-12-25  

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