コムギ無細胞系とAirIDを基盤とした複合体生産・探索・解析技術の支援と高度化
研究課題情報
- 課題管理番号
- 25ama121010j0004
- 統合プロジェクト(三期)
医薬品プロジェクト
- 統合プロジェクト(二期)
医薬品プロジェクト<第二期>
- 事業名
生命科学・創薬研究支援基盤事業
- タグ(2025)
研究開発目的: 研究開発基盤の整備研究
研究の性格: 創薬基盤の整備研究
ICD-10大分類: 新生物<腫瘍>
対象疾患領域: がん , 感染症
特記的事項: 病原体の研究
補足確認: 診断 , 治療
- タグ(2024)
研究開発目的: 研究開発基盤の整備研究
研究の性格: 創薬基盤の整備研究
ICD-10大分類: 新生物<腫瘍>
対象疾患領域: がん , 感染症
特記的事項: 病原体の研究
補足確認: 診断 , 治療
- タグ(2023)
研究開発目的: 研究開発基盤の整備研究
研究の性格: 創薬基盤の整備研究
ICD-10大分類: 血液および造血器の疾患ならびに免疫機構の障害
対象疾患領域: がん , 感染症
補足確認: 診断 , 治療
- タグ(2022)
研究の性格: 研究基盤及び創薬基盤の整備研究<創薬技術・ICT基盤・プラットフォーム関係含む>
開発フェーズ: 該当なし
承認上の分類: 薬機法分類非該当
対象疾患: 該当なし<対象とする疾患なし>
- 代表研究機関
- 国立大学法人愛媛大学
- 研究代表者
(2025) 澤崎達也, 国立大学法人愛媛大学, プロテオサイエンスセンター・教授
(2024) 澤崎達也, 国立大学法人愛媛大学, プロテオサイエンスセンター・教授
(2023) 澤崎達也, 国立大学法人愛媛大学, プロテオサイエンスセンター・教授
(2022) 澤崎達也, 国立大学法人愛媛大学, プロテオサイエンスセンター・教授
- 研究期間
- 2022年度 - 2026年度
- 課題への総配分額
- 152,198 千円
- 研究概要(2025)
- (支援)コムギ無細胞タンパク質合成技術を用い可溶性タンパク質、膜タンパク質および複合体タンパク質などを生産する(1)コムギ無細胞タンパク質合成支援、2万8千種ヒトプロテインアレイおよび近位依存性ビオチン標識酵素AirIDを用い相互作用タンパク質を探索する(2)複合体解析支援、ヒトやウサギのモノクローナル抗体の取得・改変技術を提供する(3)抗体の単離及び改変支援、の3つの支援を行う。 (高度化)今年度は、複合体安定化バインダーの創出を目指す。また、独自に開発した近接ビオチン標識酵素AirIDに薬剤融合した分子を創成し、薬剤標的同定技術の開発を目指す。 (人材育成)研究チームが開発したタンパク質合成・解析技術を若手研究員、技術支援者、企業研究者らに普及する体制を整備する。博士課程学生を雇用し、支援・共同研究に参加させる。また、アカデミア研究者、技術支援者、企業研究者を対象とした技術講習会やワークショップを開催する。 (BINDS司令塔・調整機能としての活動)ユニット間連携を積極的に実施する。
- 研究概要(2024)
- (支援)コムギ無細胞タンパク質合成技術を用い可溶性タンパク質、膜タンパク質および複合体タンパク質などを生産する(1)コムギ無細胞タンパク質合成支援、2万8千種ヒトプロテインアレイおよび近位依存性ビオチン標識酵素AirIDを用い相互作用タンパク質を探索する(2)複合体解析支援、ヒトやウサギのモノクローナル抗体の取得・改変技術を提供する(3)抗体の単離及び改変支援、の3つの支援を行う。 (高度化)今年度はビオチンバインダーとなる抗ビオチン抗体の取得とそれを用いたクライオEM解析による評価に着手する。さらに、複合体タンパク質に関しては、複数種類のmRNAを添加した共発現無細胞系を用いた複合体合成と、高親和抗体を用いた精製タグ(AGIAおよびCP5)やストレプトアビジン結合ペプチドタグを用いた簡便な高純度・高濃度の複合体精製法の確立を目指す。 (人材育成)研究チームが開発したタンパク質合成・解析技術を若手研究員、技術支援者、企業研究者らに普及する体制を整備する。博士課程学生を雇用し、支援・共同研究に参加させる。また、アカデミア研究者、技術支援者、企業研究者を対象とした技術講習会やワークショップを開催する。 (BINDS司令塔・調整機能としての活動)ユニット間連携を積極的に実施する。
- 研究概要(2023)
- (支援)コムギ無細胞タンパク質合成技術を用い可溶性タンパク質、膜タンパク質および複合体タンパク質などを生産する(1)コムギ無細胞タンパク質合成支援、2万8千種ヒトプロテインアレイおよび近位依存性ビオチン標識酵素AirIDを用い相互作用タンパク質を探索する(2)複合体解析支援、ヒトやウサギのモノクローナル抗体の取得・改変技術を提供する(3)抗体の単離及び改変支援、の3つの支援を行う。(高度化)今年度は、コムギ無細胞系にナノディスクを組み込んだ合成法を確立し、膜タンパク質等を対象とした膜タンパク質のクライオEM解析技術の方法論の構築を目指す。また、抗体医薬品にAirIDを融合した分子を創生し、抗体医薬品標的受容体と相互作用するタンパク質の同定・解析を目指す。(人材育成)研究チームが開発したタンパク質合成・解析技術を若手研究員、技術支援者、企業研究者らに普及する体制を整備する。博士課程学生を雇用し、支援・共同研究に参加させる。また、アカデミア研究者、技術支援者、企業研究者を対象とした技術講習会やワークショップを開催する。(BINDS司令塔・調整機能としての活動)ユニット間連携を積極的に実施する。
- 研究概要(2022)
- (支援)コムギ無細胞タンパク質合成技術を用い可溶性タンパク質、膜タンパク質および複合体タンパク質などを生産する(1)コムギ無細胞タンパク質合成支援、2万8千種ヒトプロテインアレイおよび近位依存性ビオチン標識酵素AirIDを用い相互作用タンパク質を探索する(2)複合体解析支援、ヒトやウサギのモノクローナル抗体の取得・改変技術を提供する(3)抗体の単離及び改変支援、の3つの支援を行う。(高度化)本年度は、クライオEM解析に適した複合体試料の生産技術の高度化としてコムギ無細胞系を用いた複合体の合成、精製を試みる。また、AirIDを融合したタンパク質を用いて受容体タンパク質および受容体と相互作用する分子を同定する技術を開発する。(人材育成)研究チームが開発したタンパク質合成・解析技術を若手研究員、技術支援者、企業研究者らに普及する体制を整備する。博士課程学生を雇用し、支援・共同研究に参加させる。また、アカデミア研究者、技術支援者、企業研究者を対象とした技術講習会やワークショップを開催する。(BINDS司令塔・調整機能としての活動)ユニット間連携を積極的に実施する。
研究成果情報
2024
2023
2022
成果の概要
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支援に関しては、令和6年度中に拠点全体でBINDS Phase Iからの継続も含め64件の支援を実施し、12件の支援を終了した。企業利用に関しては、国内製薬企業7社と共同研究契約を締結し技術導出を行っている。ほかにも大学もしくは研究組織へのコンサルティングを20件以上実施しており、支援数の増加に貢献している。以上、当初の計画以上に支援を行えており、その一部においてはすでに研究成果が得られている。
高度化に関して、コムギ無細胞タンパク質合成系を基盤に、クライオ電子顕微鏡(EM)解析を見据えた複合体タンパク質の調整と安定化を目指したビオチンバインダーとなる抗ビオチン抗体の取得とそれを用いたクライオEM解析による評価を行った。また、高親和抗体を用いた精製タグ(AGIAおよびCP5)やストレプトアビジン結合ペプチドタグを用いた簡便な高純度・高濃度の複合体精製法の構築し安定な複合体形成を促進することができた。さらに、GPCR、チャネル、トランスポーターから1,240種類の膜タンパク質アレイの作製を行い、膜タンパク質の相互作用が支援できる技術の確立ができた。
これまでPROTAC(Proteolysis Targeting Chimera)で広く用いられているもう1つのE3バインダーであるVHLバインダーを有するPROTACの細胞内相互作用評価技術がなかった。そこで、融合VHL安定発現細胞を構築し、VHLバインダーPROTACとCRBNバインダーPROTACの2種類のPROTACを用いて細胞内相互作用を解析した結果、CRBNバインダーと同様に、VHLバインダーを有するPROTACの細胞内で薬剤依存的な相互作用を評価できる系の構築に成功した。
高度化に関して、コムギ無細胞タンパク質合成系を基盤に、クライオ電子顕微鏡(EM)解析を見据えた複合体タンパク質の調整と安定化を目指したビオチンバインダーとなる抗ビオチン抗体の取得とそれを用いたクライオEM解析による評価を行った。また、高親和抗体を用いた精製タグ(AGIAおよびCP5)やストレプトアビジン結合ペプチドタグを用いた簡便な高純度・高濃度の複合体精製法の構築し安定な複合体形成を促進することができた。さらに、GPCR、チャネル、トランスポーターから1,240種類の膜タンパク質アレイの作製を行い、膜タンパク質の相互作用が支援できる技術の確立ができた。
これまでPROTAC(Proteolysis Targeting Chimera)で広く用いられているもう1つのE3バインダーであるVHLバインダーを有するPROTACの細胞内相互作用評価技術がなかった。そこで、融合VHL安定発現細胞を構築し、VHLバインダーPROTACとCRBNバインダーPROTACの2種類のPROTACを用いて細胞内相互作用を解析した結果、CRBNバインダーと同様に、VHLバインダーを有するPROTACの細胞内で薬剤依存的な相互作用を評価できる系の構築に成功した。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Shibuya K, Nozawa A, Takahashi C, Sawasaki T. A chemical approach to extend flower longevity of Japanese morning glory via inhibition of master senescence regulator EPHEMERAL1. Nat Plants. 2024 Sep;10(9):1377-1388. doi: 10.1038/s41477-024-01767-z
2. Yamashita M, Ogawa C, Zhang B, Kobayashi T, Nomura A, Barker C, Zou C, Yamanaka S, Hayashi KI, Shinkai Y, Moro K, Fargarasan S, Imami K, Seita J, Shirai F, Sawasaki T, Kanemaki MT, Taniuchi I. Cell-type specific, inducible and acute degradation of targeted protein in mice by two degron systems. Nat Commun. 2024 Nov 29;15(1):10129. doi: 10.1038/s41467-024-54308-9
3. Yusuf A, Wakaya K, Sakamoto T, Uemura T, Okamura K, Ramadan A, Nozawa A, Suzuki T, Inui Y, Matsunaga S, Sawasaki T, Arimura GI. Histone Modification-Dependent Transcriptional Regulation of Defence Genes in Early Response of Arabidopsis to Spodoptera litura Attack. Plant Cell Environ. 2025 May;48(5):3257-3268. doi: 10.1111/pce.15345
4. Lin XX, Bai YD, Wang ST, Nozawa A, Sawasaki T, Masatani T, Hikosaka K, Asada M, Sakamoto H. Discovery of Evolutionary Loss of the Ubiquitin-like Autophagy-Related ATG12 System in a Lineage of Apicomplexa. Cells. 2025 Jan 15;14(2):121. doi: 10.3390/cells14020121
5. Desaki Y, Kato T, Nemoto K, Nozawa A, Uemura T, Ninomiya N, Sawasaki T, Arimura GI. Intricate intracellular kinase network regulates the Spodoptera lituta-derived elicitor response signaling in Arabidopsis. J Plant Res. 2025 Jan;138(1):95-103. doi: 10.1007/s10265-024-01586-5
6. Kaneko N, Kurata M, Yamamoto T, Sakamoto A, Takada Y, Kosako H, Takeda H, Sawasaki T, Masumoto J. CANE, a Component of the NLRP3 Inflammasome, Promotes Inflammasome Activation. J Immunol. 2024 Jul 1;213(1):86-95. doi: 10.4049/jimmunol.2300175.
7. Tachibana K, Sugimura S, Sakimura S, Bai L, Aoyama H, Takeda H, Niwa Y, Nagahama M, Kondoh M. Size-selective permeation-enhancing modulation of the tight junction by receptor-binding domains of Clostridium perfringens enterotoxin and Clostridium perfringens iota-toxin. Tissue Barriers. 2025, 2459963. doi: 10.1080/21688370.2025.2459963.
8. Sato K, Teranishi S, Sakaue A, Karuo Y, Tarui A, Kawai K, Takeda H, Kinashi T, Omote M. Rhodium-catalyzed homo-coupling reaction of aryl Grignard reagents and its application for the synthesis of an integrin inhibitor. Beilstein J Org Chem. 2024 Jun 12;20:1341-1347. doi: 10.3762/bjoc.20.118. PMID: 38887571.
9. Metwally H, Elbrashy M M, Ozawa T, Okuyama K, White J T, Tulyeu J, Sondergaard J N, Wing J B, Muratsu A, Matsumoto H, Ikawa M, Kishi H, Taniuchi I, Kishimoto T. Threonine phosphorylation of STAT1 restricts interferon signaling and promotes innate inflammatory responses. Proc Natl Acad Sci USA. 2024 Apr 23;121(17):e2402226121. doi:10.1073/pnas.2402226121
10. Shibata K, Moriizumi H, Onomoto K, Kaneko Y, Miyakawa T, Zenno S, Tanokura M, Yoneyama M, Takahashi T, Ui-Tei K. Caspase-mediated processing of TRBP regulates apoptosis during viral infection. Nucleic Acids Res. 2024 May 22;52(9):5209-5225. doi: 10.1093/nar/gkae246
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. 情報科学デザインによる近位依存性ビオチン標識酵素, 澤崎達也, 第9回デザイン生命工学研究会, 2024/3/8~9, 福岡, 招待講演
国内 / 講演
2. 化合物の標的タンパク質を探索する2つの技術, 澤崎達也, 第9回 医薬品開発研究センターシンポジウム, 2024/3/15, 仙台, 招待講演
国内 / 講演
3. 膜タンパク質の細胞内・外領域インタラクトーム解析技術, 澤崎達也, 東京理科大学セミナー, 2024/7/9, 東京, 招待講演
国内 / 講演
4. 網羅的タンパク質相互作用解析の最新技術, 澤崎達也, 日本ケミカルバイオロジー学会・産学連携委員会, 2024/9/24, 徳島, 招待講演
国内 / 講演
5. プロテオサイエンスを基盤とした共同利用・共同研究拠点(PRiME)への展開と医学への応用, 澤崎達也, Brainstorming in 直島, 2024/9/28, 直島, 招待講演
国内 / 講演
6. タンパク質の近接ワールド, 澤崎達也, 第3回GTPハッカソン:GTP研究が拓く食と健康の未来, 2024/11/16, 熱海, 招待講演
国内 / 講演
7. Protein analysis technologies for thalidomide-based drugs using protein array and proximity biotinylation enzyme AirID. Tatsuya Sawasaki and Satoshi Yamanaka, 第47回日本分子生物学会, 2024/11/27-29, 博多, 招待講演
国内 / 講演
8. Development of thalidomide derivatives for controlling neosubstrate degradation, Satoshi Yamanaka, Hirotake Furihata, Mai Usui, Koya Nagaoka, Yuki Shoya, Kohei Nishino, Hidetaka Kosako, Masaru Tanokura, Takuya Miyakawa, Norio Shibata, Tatsuya Sawasaki, 19th ANNUAL Drug Discovery Chemistry 2024/4/1-4, San Diego, Poster
国外 / ポスター
9. 近接ビオチン化酵素AirIDを用いたCetuximabにより変化するEGFRタンパク質相互作用の解析, 藤﨑日菜子, 山田航大, 西原優斗, 澤崎達也, 第65回 日本生化学会 中国四国支部例会, 2024/6/1-2, 松江, 口頭発表
国内 / 口頭
10. タンパク質分解誘導剤を惹起するDCAFファミリータンパク質DCAF3の機能解析, 三倉優美, 澤崎達也, 山中聡士, 第65回 日本生化学会 中国四国支部例会, 2024/6/1-2, 松江, 口頭発表
国内 / 口頭
「国民との科学・技術対話社会」に対する取り組み
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1. アサガオの花の寿命を延ばす転写因子阻害化合物の発見. 野澤 彰・渋谷健市・澤崎達也.バイオインダストリー 2025 83(2):134-135.
不明
2. 未利用サメ資源×陸上養殖×抗体工学=次世代抗体開発プラットフォーム, 竹田浩之, "未来へのバイオ技術"勉強会/「異分野・複合・新領域研究の現在地」, 2024/4/9, 国内.
国内
3. スクリーニングのための無細胞タンパク質合成(技術講習会), 竹田 浩之、第26回 スクリーニング学研究会チュートリアル, 参加者18名(企業研究者16名、アカデミア研究者2名), 2024/9/18-19, 国内.
国内