[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

新たな特殊ペプチド合成を切り拓く「コドンボックスの人工分割」

[スポンサーリンク]

第51回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院理学系研究科化学専攻・博士課程3年の岩根由彦さんにお願いしました。

岩根さんの所属する菅研究室では、特殊ペプチドと呼ばれる次世代医薬シーズ群の迅速合成・スクリーニングシステムの開発をもとに、これまで未踏だった創薬科学領域へ切り込む研究に取り組んでいます。この技術を元にペプチドリームという大学発ベンチャーが設立され、大成功を収めていることは、ご存じの方も多いと思われます。岩根さんの取り組まれたテーマは、この特殊ペプチド合成の枠を大きく広げる技術開発の一つです。

この成果は先日Nature Chemistry誌に原著論文として掲載され、またこの業績によって岩根さんは「独創性を開く先端技術大賞」文部科学大臣賞を受賞されています。

“Expanding the amino acid repertoire of ribosomal polypeptide synthesis via the artificial division of codon boxes.”
Iwane, Y.; Hitomi, A.; Murakami, H.; Katoh, T.; Goto, Y.; Suga, H.  Nat. Chem. 2016, 8, 317-325. DOI: 10.1038/nchem.2446

それではいつも通り、現場のお話を伺ってみましたのでご覧ください。

Q1. 今回の受賞対象となったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

生物はmRNAの塩基配列(コドン)に則してアミノ酸を連結させ、ポリペプチド(タンパク質やペプチド)を合成します。この反応はmRNAをポリペプチドへと変換する翻訳反応と呼ばれ、生物共通のルールである遺伝暗号に従って61種のコドンが20種のアミノ酸へと翻訳されます(図A)。遺伝暗号の対応関係は冗長なものであり、例えばGUU・GUC・GUA・GUGの4つのコドン(まとめてGUNコドンボックスと呼ばれます)は同一のアミノ酸「バリン」へと翻訳されます(図B)。本研究では、試験管内翻訳系においてこのコドンボックスを人工的に分割し、片方にもとの天然アミノ酸を保持したまま、他方に特殊アミノ酸を遺伝暗号として新たに追加することに成功しました(図B)。「コドンボックス人工分割」と名付けた本手法は、「翻訳反応は20種のアミノ酸を基質とする」という生物の常識を覆す新技術であり、23種以上(原理上31種まで)のアミノ酸からなる特殊ポリペプチドを翻訳合成することを可能とします(図C,D)。

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

本研究はいわば生物のポリペプチド合成系を騙し、非天然型ポリペプチドを合成させる試みです。コドンとアミノ酸の対応関係を規定するアダプター分子(tRNA)を全て人工物で代替するという荒業を行ったのみならず、複数の特殊アミノ酸を誤認識させてポリペプチド中に導入させるという、かなりの無茶難題を生物の翻訳反応に課しています。このような人工翻訳反応においても、最終的には十分な合成効率と正確性を維持したままアミノ酸の種類を23種まで拡大することができ、粘り勝ったという達成感を感じました。

 

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

上述の通り、本研究は生物の翻訳反応にかなりの無茶をさせており、研究当初には、予想通り翻訳反応の低効率化や不正確化が観察されました。これを最適化研究によって克服するのですが、試験管内翻訳反応は100種程度の分子(リボソーム、タンパク質33種、核酸34種、アミノ酸20種、その他金属イオンやエネルギー分子等)を含む複雑な酵素反応群です。その中でどこがボトルネックになっているか網羅的に調べる必要があり、答えを見つけるまで非常に苦労しました。結果的に5つの要因が見つかり、その基質濃度や反応時間等を最適化することによって克服できました。

 

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

社会に新薬を提供する創薬研究に従事したいと考えています。チームワークで進む研究の中であっても、「自分らしさ」や「独自アイデア」を忘れない、いい意味で頑固な研究者でありたいと思います。また世界に負けない競争力を維持するため、最新の実験手法(最近ではCRISPR/Casによるゲノム編集やクライオ電子顕微鏡によるタンパク質立体構造解析など)にアンテナを張って、前向きに研究に取り入れるつもりです。

 

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

私は、菅研究室の最先端で挑戦的な研究内容に敬意を抱き、「特殊ペプチド創薬」技術に貢献したいと夢見ながら研究を進めてきました。その憧れと貢献したいという想いが、私にとって研究の推進力であったと感じます。最終的に「コドンボックス人工分割法」開発によって、既存技術に付加価値を追加できたことを大変嬉しく思います。最後になりましたが、本研究のために素晴らしい環境とご指導を与えてくださった菅裕明教授および研究室メンバーの方々に心より感謝申し上げます。

 

関連リンク

研究者の略歴

sr_Y_Iwane_2岩根 由彦 (いわね よしひこ)

所属:東京大学大学院理学系研究科化学専攻 菅研究室 博士課程3年

研究テーマ:非天然アミノ酸含有ペプチドの翻訳合成手法開発

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. Nature主催の動画コンペ「Science in Shorts…
  2. 私がケムステスタッフになったワケ(3)
  3. アリルC(Sp3)-H結合の直接的ヘテロアリール化
  4. 光と熱で固体と液体を行き来する金属錯体
  5. 3.11 14:46 ①
  6. 明るい未来へ~有機薄膜太陽電池でエネルギー変換効率7.4%~
  7. ケムステVシンポ、CSJカレントレビューとコラボします
  8. タンパクの「進化分子工学」とは

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 「文具に凝るといふことを化学者もしてみむとてするなり」シリーズ
  2. 男性研究者、育休を取る。
  3. 有機アジド(3):アジド導入反応剤
  4. アメリカで Ph. D. を取る –希望研究室にメールを送るの巻– (実践編)
  5. 危険物取扱者試験の乙種全類 磐田農高生6人が合格
  6. 「薬草、信じて使うこと」=自分に合ったものを選ぶ
  7. ポンコツ博士の海外奮闘録③ 〜博士,車を買う~
  8. 「超分子」でナノホース合成 人工毛細血管に道
  9. 「重曹でお掃除」の化学(その2)
  10. ウルマンエーテル合成 Ullmann Ether Synthesis

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2016年7月
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

注目情報

注目情報

最新記事

有機合成化学協会誌2022年8月号:二酸化炭素・アリル銅中間体・遺伝子治療・Phaeosphaeride・(−)-11-O-Debenzoyltashironin・(−)-Bilobalide

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2022年8月号がオンライン公開されました。筆…

生体分子と疾患のビッグデータから治療標的分子を高精度で予測するAIを開発

第 408 回のスポットライトリサーチは、九州工業大学 情報工学府 博士後期課程…

尿酸 Uric Acid 〜痛風リスクと抗酸化作用のジレンマ〜

皆さん、尿酸値は気にしてますか? ご存知の通り、ビールやお肉に豊富に含まれるプリ…

第173回―「新たな蛍光色素が実現する生細胞イメージングと治療法」Marina Kuimova准教授

第173回の海外化学者インタビューは、マリナ・クイモヴァ准教授です。インペリアル・カレッジ・ロンドン…

Biotage Selekt のバリュープライス版 Enkel を試してみた

Biotage の新型自動フラッシュクロマトシステム Selekt のバリュープライ…

【9月開催】第1回 マツモトファインケミカル技術セミナー 有機チタン、ジルコニウムが使用されている世界は?-オルガチックスの用途例紹介-

■セミナー概要当社ではチタン、ジルコニウム、アルミニウム、ケイ素等の有機金属化合物を“オルガチッ…

超分子ランダム共重合を利用して、二つの”かたち”が調和されたような超分子コポリマーを造り、さらに光反応を利用して別々の”かたち”に分ける

第407回のスポットライトリサーチは、千葉大学大学院 融合理工学府 先進理化学専攻 共生応用化学コー…

セレンディピティ:思いがけない発見・発明のドラマ

hodaです。今回は1993年に刊行され、2022年7月に文庫化された書籍について書いていき…

第29回 ケムステVシンポ「論文を書こう!そして…」を開催します

コロナ禍による規制も少しずつ緩和されてきて、逆にオンライン会議が逆に少し恋しくなっている今日この頃か…

マテリアルズ・インフォマティクス活用検討・テーマ発掘の進め方 -社内促進でつまずやすいポイントや解決策を解説-

開催日:2022/08/24 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

Chem-Station Twitter

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP