科研費(文科省・学振)獲得実績 - 三好 大輔
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生体分子の液液相分離制御工学構築による新規創薬モダリティの提唱
2022年4月 - 2024年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)
担当区分:研究代表者
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核酸とタンパク質の液液相分離の分子機構解明と制御に向けた最小モデルシステムの構築
2021年4月 - 2023年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
担当区分:研究代表者
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RNA四重らせん構造によるストレス顆粒の制御
2018年7月 - 現在
学術振興機構 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
RNA四重らせん構造によるストレス顆粒の制御
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細胞夾雑模倣系の構築と細胞内活性分子設計指針の構築
2017年6月 - 現在
学術振興機構 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型) (分担)
細胞に見られる高濃度に多様な生体分子か存在する分子夾雑環境に着目し、細胞環境を化学模倣した細胞夾雑模倣実験系を構築する。さらに、その細胞模倣環境における生体分子の物性を定量解析する。同時に、細胞環境でものぞみん活性をもつ機能性分子の合目的的設計指針を提唱する。これらの試みを通して、最終的には細胞のセントラルドグマを細胞内環境因子や開発した機能性分子で制御することを試みる。
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がん細胞特異的mRNAの四重らせん構造に対する分子標的型光線力学療法の創製
2016年4月 - 現在
学術振興機構 科学研究費助成事業 萌芽研究
がん細胞で高発現するがん関連遺伝子には、グアニンに富んだ配列が多く含まれている。転写されたmRNAにおいても、非翻訳領域にグアニンに富んだ配列が局在している。これらのグアニンに富んだ配列は、G-quadruplexとよばれる四重らせん構造を形成する。
本研究では細胞特異的mRNAの四重らせん構造に対する分子標的型光線力学療法の創製を目指す。 -
DNA・ヒストン・オズモライトの三元効果による遺伝子発現人工制御系の構築
2015年4月 - 現在
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
エピジェネティクスの最小単位であり、がん発症にも関与するヌクレオソームは、DNAとヒストンタンパク質から構成されている。ヌクレオソームの構造や挙動は、(1)DNAの化学修飾、(2)ヒストンの化学修飾、(3)ヌクレオソーム近傍の化学環境に依存する。そのため、ヌクレオソームの化学的理解には、DNA、ヒストン、化学環境を決定するオズモライトの三元的な相乗効果を解明する必要がある。
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細胞が産生する浸透圧調節分子と人工高分子化合物を用いた細胞モデル実験系の構築
2014年4月 - 2016年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
生体分子の機能に影響を及ぼす因子の一つに、周辺の分子環境がある。細胞内は生体分子が非常に混み合った分子クラウディング状態にあるに対し、生化学的な実験が行われる試験管内環境は分子濃度が極めて希薄である。そのため、試験管内での実験結果をもとにして、細胞での生体分子の物性を解明することが困難であることが明らかになりつつある。
そこで本研究では、①細胞核の化学環境を模倣するために、領域内の共同研究者が設計した負電荷高分子を用いて核内に高濃度に存在するゲノムを模倣した。また、②細胞質を化学模倣するために、細胞質に数百mMから数M程度も存在する浸透圧調節分子を用いて細胞を化学模倣した実験系を構築した。これらの分子環境において、核酸の構造安定性を定量解析したところ、核酸の非標準構造が特異的に安定化されることが明らかとなった。③さらにこれらの知見をもとにして、四重らせん構造リガンドを細胞内で放出するシステムを構築した。
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グラフェンナノ表面における核酸の定量解析と核酸結合リガンド選択システムの構築
2012年4月 - 2015年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
グラフェンナノ表面における核酸の結合を熱力学的・速度論的に定量解析し、その知見を活用することで核酸結合リガンド選択システムを構築する
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細胞内分子環境の化学模倣系の構築とそれを用いたテロメア核酸プローブの開発
2012年4月 - 2014年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 新学術領域研究「ナノメディシン分子科学」
細胞内分子環境を分子クラウディングなどに着目しながら化学的に模倣したシステムを構築し、その環境においてテロメア核酸の構造と熱力学的安定性を解明し、さらにテロメア拡散に対するプローブを開発する
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核酸の自在設計性と金属錯体の機能性をもつ核酸―金属―有機構造体の創製
2011年4月 - 現在
学術振興機構 科学研究費助成事業 萌芽研究
本研究では、DNA ナノ構造体に化学刺激応答能をもつ四重らせん構造を導入し、ナノ構造体の形成・解離を自在制御する。さらに、分子認識能をもつ四重らせん構造を鎹として、DNA ナノ構造体と金属-有機構造体を融合する。これにより、核酸(DNA)の自在設計性と金属錯体の機能性を併せもつ分子集合体「核酸―金属―有機構造体(Nucleic acid with Metal-Organic Framework:nMOF)」を構築する。
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細胞内分子環境で機能する新規核酸マテリアル創製
2010年4月 - 現在
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(A)(分担)
核酸の相互作用に対する分子クラウディング効果をナノバイオテクノロジー開発に利用するために、機能性DNAおよびRNAに対する分子クラウディングの化学的側面を明らかにする。分子クラウディング実験系を用いて、分子環境の違いがもたらす核酸構造と相互作用エネルギーへの影響を定量的に解明することで、均一希薄水溶液を使って得られるin vitroデータと、細胞内反応やバイオセンサー表面で行われる相互作用や化学反応の橋渡しとなる実験データを得る。さらに、この定量的な実験データに基づいて、分子クラウディングのような特殊な分子環境を利用した機能性核酸の開発とその機能解析を行い、新規ナノバイオテクノロジーの開発を試みる。
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非コードデオキシリボ核酸とリボ核酸の高次構造に関する定量的研究
2009年4月 - 2011年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 若手研究(B)
ヒトゲノムプロジェクトをはじめとするDNAの研究においては、遺伝情報の抽出を目的となる場合が多く、DNAの塩基配列(一次構造)が注目されてきた。しかし、RNAと同様に、DNAにおいても、二重らせん以外の高次構造が形成され、遺伝子発現の調節などに関与していることが明らかになりつつある。そのため、細胞内において、DNAがどのような構造を形成するかを検討することが重要である。特に、細胞内には多量の生体分子が存在し、分子クラウディング状態にあることから、本研究では、遺伝情報の発現を制御する非コード領域のDNAが形成する高次構造とその熱力学的安定性を分子クラウディング環境下で検討した。
まず、DNAの標準構造である逆平行型二重らせん構造、非標準高次構造である平行型二重らせん構造および三重らせん構造を形成するDNA鎖を設計した。これらの構造形成に及ぼす分子クラウディングの効果を検討したところ、Watson-Crick塩基対によって形成される構造は、その熱力学的安定性が分子クラウディングによって低下することが示された。これとは逆に、非標準型塩基対の代表例であるHoogsteen塩基対によって形成される構造は、分子クラウディングによって安定化することが明らかになった。これは、遺伝子の組み換えやRNAの高次構造中に頻出するジャンクション(枝分かれ)構造においても観測された。すなわち、二重らせん構造は不安定化し、ジャンクション部位は分子クラウディングによって安定化したのである。これらの結果から、分子クラウディング環境にある細胞内においては、DNAが多様な構造を形成する可能性が示唆された。 -
細胞内環境を再現するヒストン模倣ナノ粒子の作製とそれによる転写活性の制御
2007年4月 - 2009年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 若手研究(B)
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