研究課題

転写基本因子TFIIDの結晶構造解析を介したクロマチン転写制御機構の解明

安達 成彦
研究者紹介(安達 成彦)
氏名
安達 成彦(アダチ ナルヒコ)
所属
高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所 構造生物学研究センター
職位
特別助教
転写基本因子TFIIDは、クロマチン構造を形成したゲノムDNAから転写反応を活性化する分子機構の中心因子であり、細胞内外から到達する情報を転写反応のON/OFFへと変換する情報集約装置です。本研究提案では、X線結晶構造解析・単粒子解析・X線小角散乱等の手法を組み合わせてTFIID及びTFIIDを含む巨大複合体の立体構造を解析し、TFIIDによるクロマチン転写制御機構と情報集約機構を解明します。

細胞内NMR計測法によるタンパク質の構造多様性解析

猪股 晃介
研究者紹介(猪股 晃介)
氏名
猪股 晃介(イノマタ コウスケ)
所属
理化学研究所 生命システム研究センター 特別研究員
職位
特別研究員
生命活動の重要な担い手であるタンパク質は、その立体構造を「柔軟かつ多様に変化させ機能を発揮する」という一面を持ちます。本研究では、生きた細胞内環境において、タンパク質の構造や動態を原子レベルで解明できる細胞内NMR(核磁気共鳴)計測法を駆使し、「タンパク質立体構造の多様性」を明らかにします。さらに本手法を薬剤標的等に適用し、基盤技術の一つとして創薬研究等に貢献する事を目指します。

NMRによる脂質二重膜中におけるGPCRの動的構造平衡の解明

上田 卓見
研究者紹介(上田 卓見)
氏名
上田 卓見(ウエダ タクミ)
所属
東京大学大学院薬学系研究科
職位
助教
GPCRは、神経伝達物質やホルモン等の受容体であり、現在市販されている薬の約1/3がGPCRに作用します。本研究では、生理的条件に対応する脂質二重膜中における、GPCRの動的構造平衡をNMRにより解明して、活性化および制御の機構を明らかにします。本研究により、細胞内シグナルの一部だけを活性化することで、副作用が出にくくなるような薬を開発する指針を提示できるようになることが期待されます。

新規高速原子間力顕微鏡で解き明かすミオシンVの化学-力学エネルギー変換機構

古寺 哲幸
研究者紹介(古寺 哲幸)
氏名
古寺 哲幸(コデラ ノリユキ)
所属
金沢大学 理工研究域 バイオAFM先端研究センター
職位
准教授
本研究では、探針で触りながら生体分子の“構造”と“動き”を同時に観察することができる高速原子間力顕微鏡の特徴を活かし、観察対象の特定の部位だけを強く触りながらビデオイメージングすることができる新規の可視化実験技術を開発します。そして、その革新的分子イメージング技術を応用することによって、モータータンパク質であるミオシンVの化学-力学エネルギー変換のメカニズムを解明します。

小胞体糖タンパク質フォールディング装置作動メカニズムの解明

佐藤 匡史
研究者紹介(佐藤 匡史)
氏名
佐藤 匡史(サトウ タダシ)
所属
名古屋市立大学 大学院薬学研究科
職位
准教授
糖鎖はタンパク質が適切な完成品となって出荷されるための細胞内品質管理の標識になっています。本研究では、糖タンパク質品質管理機構の根幹をなす“小胞体糖タンパク質フォールディング装置”に焦点を当て、X線結晶構造解析、超高磁場NMR分光法、X線小角散乱、重水素標識を利用した中性子小角散乱を縦横に活用した相関構造解析を遂行することにより、その分子作動メカニズムを統合的に理解することを目指します。

原子間力顕微鏡を駆使した膜中イオンチャネル集団動作機構の革新的理解

角野 歩
研究者紹介(角野 歩)
氏名
角野 歩(スミノ アユミ)
所属
科学技術振興機構(福井大学医学部)
職位
さきがけ研究者
イオンチャネルは細胞膜のイオン透過を制御する膜タンパク質で、生命の維持に必要不可欠です。イオンチャネルは一分子の機能解析が進んでいますが、実際の細胞膜中でも孤立した一分子として働くかは不明です。本研究では、原子間力顕微鏡を基盤とするイオンチャネル構造とイオン電流の同時計測技術を開発し、チャネルの集団化を含む動作機構を直接的に解明します。得られた知見はチャネルを標的とした精密な薬剤開発へ繋がります。

Argonauteによる遺伝子発現制御機構の構造生物学的基盤

中西 孝太郎
研究者紹介(中西 孝太郎)
氏名
中西 孝太郎(ナカニシ コウタロウ)
所属
オハイオ州立大学、化学・生化学学科
職位
アシスタントプロフェッサー
RNAを使って遺伝子発現を制御するRNA干渉の機構を理解すべく、その中心的役割を担うタンパク質Argonauteと基質の複合体の立体構造を原子分解能レベルで決定します。得られた構造から仮説を派生させ、それらを生化学的・物理的手法を用いて検証します。その結果、RNA干渉の医療的応用を目指す科学者に、構造学的基盤と新しい概念を提供し、本研究が技術の発展や新たなアイデアを生み出す土台となることを目指します。

立体構造にもとづく次世代ゲノム編集ツールの創出

西増 弘志
研究者紹介(西増 弘志)
氏名
西増 弘志(ニシマス ヒロシ)
所属
東京大学大学院理学系研究科
職位
助教
ゲノムDNAを配列特異的に切断できる人工ヌクレアーゼは次世代ゲノム編集ツールとして注目されています。しかし、人工ヌクレアーゼによるDNA切断機構は不明な点が多く残されています。本研究課題では、X線結晶構造解析と構造情報に基づく機能解析により、人工ヌクレアーゼによるDNA切断機構の解明を目指します。さらに、立体構造情報に基づき、任意のDNA配列を切断できる効率的な人工ヌクレアーゼの開発を目指します。

ウイルスゲノム転写装置の動態解析

野田 岳志
研究者紹介(野田 岳志)
氏名
野田 岳志(ノダ タケシ)
所属
京都大学 ウイルス研究所
職位
教授
ゲノムからmRNAが合成される転写反応は、セントラルドグマの第一ステップであり、あらゆる生物に普遍的な生命現象です。本研究では、インフルエンザウイルスゲノムの転写装置であるvRNP複合体をモデルとして、転写反応中のゲノム転写装置の構造変化をリアルタイムで解析します。vRNP複合体の動態およびその動作機構を明らかにすることで、構造学的観点から転写機構を解明することを目指します。

ナノスケール細胞内位置情報・3次元超微細膜構造を基盤とするオートファジータンパク質ネットワークの相関構造解析

濱崎 万穂
研究者紹介(濱崎 万穂)
氏名
濱崎 万穂(ハマサキ マホ)
所属
大阪大学大学院 医学系研究科
職位
准教授
細胞内膜動態を伴う細胞機能は多岐に亘り、膜動態を制御するタンパク質の局在変化や膜動態の詳細な情報は必須です。本研究では複雑な膜動態を伴う細胞機能オートファジーを課題とし、ナノスケールでタンパク質の細胞内位置情報を取得可能な新しい光学顕微鏡・電子顕微鏡相関法と、電子線トモグラフィーによる3次元超微細膜構造観察を組み合わせ、タンパク質の分子構造から膜動態までをシームレスに繋ぐ相関構造解析に挑戦します。

緩和モード解析によるタンパク質構造ダイナミクスの解明

光武 亜代理
研究者紹介(光武 亜代理)
氏名
光武 亜代理(ミツタケ アヨリ)
所属
慶應義塾大学 理工学部 物理学科
職位
専任講師
原子レベルで構造変化を追跡する際、分子シミュレーションは強力です。近年、長時間シミュレーションが可能になってきて、動的な解析手法の開発が重要となってます。本研究では、得られた複雑な動きから遅い動き(モード)を抜き出す新規の動的解析手法の開発を主に行います。そして遅い動きと機能の相関について調べます。将来的に、これまで開発してきた方法を駆使しペプチドとタンパク質の会合系の分子認識機構の解明を目指します。

膜タンパク質の構造変化と物質輸送の1分子同時計測技術の開発

渡邉 力也
研究者紹介(渡邉 力也)
氏名
渡邉 力也(ワタナベ リキヤ)
所属
東京大学大学院工学系研究科
職位
助教
生体膜には物質輸送を担う膜タンパク質が存在し、恒常的な細胞内外の環境を維持しています。近年、様々な疾患がこれら輸送に関わる膜タンパク質の異常に起因することが同定され、各々の作動原理を理解することが急務とされていました。本研究では、ナノ反応容器を利用して、膜タンパク質の物質輸送と構造変化を1分子単位で同時に計測できる技術を新規開発し、構造機能相関の直接的な解明から、それらの作動原理の理解を試みます。