杉本 直己 (スギモト ナオキ)
SUGIMOTO Naoki
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職名 |
教授 |
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学位 |
理学士(京都大学), 理学修士(京都大学), 理学博士(京都大学) |
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専門分野 |
生体化学, バイオ機能応用、バイオプロセス工学, ナノ材料科学 |
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外部リンク |
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学内職務経歴 【 表示 ／ 非表示 】
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甲南大学 先端生命工学研究所 特別客員教授
2024年4月 - 現在
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甲南大学 フロンティアサイエンス学部 生命化学科 教授
2009年4月 - 2024年3月
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甲南大学 先端生命工学研究所 所長
2004年4月 - 2024年3月
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甲南大学 ■廃止組織■ ハイテクリサーチセンター 所長
2001年4月 - 2004年3月
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甲南大学 理学部 教授
1994年4月 - 2009年3月
所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】
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日本化学会
1981年4月 - 現在
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高分子学会（国内）
1991年4月 - 現在
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日本薬学会
1989年4月 - 現在
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日本生物物理学会
1985年4月 - 現在
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日本生化学会
1985年4月 - 現在
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Contrasting effect of different crowding agents on pseudoknot RNA stability 査読あり
S. Satpathi, T. Endoh and N. Sugimoto
Med. Chem. Res 48 2024年8月
Pseudoknot (PK) is one of the prevalent and potential targets for drug discovery. It is still difficult to predict PK-forming regions within endogenous RNA transcripts because the intracellular environment consisting of various cellular agents has diverse effects on the structure and stability of nucleic acids. In this study, we have demonstrated the impact of the varied crowding conditions on the structural stability of pseudoknot RNA, emphasizing the distinct stabilities of PK structures depending on the crowding environment.
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Guanidine modification improves functions of natural RNA-targeting alkaloids 査読あり 国際共著
Tamaki Endoh, Sagar Satpathi, Yutong Chen, Saki Matsumoto, Tatsuya Ohyama, Peter Podbevšek, Janez Plavec, Kazumitsu Onizuka, Fumi Nagatsugi, Naoki Sugimoto
New Journal of Chemistry 48 ( 19 ) 8529 - 8533 2024年4月
出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)
Guanidine modification on berberine improved RNA binding affinity and enhanced suppression of protein expression.
DOI： 10.1039/d3nj05833f
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Hisae Tateishi-Karimata, Keiko Kawauchi, Shuntaro Takahashi, and Naoki Sugimoto
J. Am. Chem. Soc., 146 ( 12 ) 8005 - 8015 2024年3月
共著
出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)
Intracellular chemical microenvironments, including ion concentrations and molecular crowding, play pivotal roles in cell behaviors, such as proliferation, differentiation, and cell death via regulation of gene expression. However, there is no method for quantitative analysis of intracellular environments due to their complexity. Here, we have developed a system for highlighting the environment inside of the cell (SHELL). SHELL is a pseudocellular system, wherein small molecules are removed from the cell and a crowded intracellular environment is maintained. SHELL offers two prominent advantages: (1) It allows for precise quantitative biochemical analysis of a specific factor, and (2) it enables the study of any cell, thereby facilitating the study of target molecule effects in various cellular environments. Here, we used SHELL to study G-quadruplex formation, an event that implicated cancer. We show that G-quadruplexes are more stable in SHELL compared with in vitro conditions. Although malignant transformation perturbs cellular K+ concentrations, environments in SHELL act as buffers against G-quadruplex destabilization at lower K+ concentrations. Notably, the buffering effect was most pronounced in SHELL derived from nonaggressive cancer cells. Stable G-quadruplexes form due to the binding of the G-quadruplex with K+ in different cancer cells. Furthermore, the observed pattern of G-quadruplex-induced transcriptional inhibition in SHELL is consistent with that in living cells at different cancer stages. Our results indicate that ion binding to G-quadruplexes regulates gene expression during pathogenesis.
DOI： 10.1021/jacs.3c11160
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Hisae Tateishi-Karimata, Naoki Sugimoto
ACS Omega 9 ( 5 ) 5675 - 5682 2024年1月
G-quadruplexes in disease-related genes are associated with various biological processes and regulate disease progression. Although methods involving ligands and other techniques are available to stabilize G-quadruplexes, approaches for destabilizing G-quadruplexes remain limited. Here, we evaluated whether G-quadruplexes can be destabilized using choline dihydrogen phosphate (choline dhp), a highly biocompatible hydrated ionic liquid. Circular dichroism spectral measurements at increasing temperatures revealed that choline dhp destabilized G-quadruplexes more effectively than did KCl-containing solutions. Thermodynamic analysis indicated that destabilization occurred via an entropic contribution, suggesting that choline ions did not coordinate with the G-quartets, because of their large radii. Subsequently, plasmid DNAs containing G-quadruplexes were constructed, and transcription reactions were performed in nuclear extracts from living cells. G-quadruplexes repressed transcription, whereas the addition of choline dhp increased transcription. Although ionic liquids often inactivate biomolecules, choline dhp can be used to culture various cells. Furthermore, the transcription of template DNA containing the G-quadruplex was greatly enhanced in living MDA-MD-231 cells (aggressive human breast cancer cells) cultured with choline dhp. Our results show that choline dhp destabilizes G-quadruplexes in cells, indicating that choline dhp can regulate gene expression. Thus, choline dhp may be useful for regulating target disease-related genes.
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In-Cell Stability Prediction of RNA/DNA Hybrid Duplexes for Designing Oligonucleotides Aimed at Therapeutics. 査読あり 国際共著 国際誌
Dipanwita Banerjee, Hisae Tateishi-Karimata, Maria Toplishek, Tatsuya Ohyama, Saptarshi Ghosh, Shuntaro Takahashi, Marko Trajkovski, Janez Plavec, Naoki Sugimoto
Journal of the American Chemical Society 145 ( 43 ) 23503 - 23518 2023年11月
In cells, the formation of RNA/DNA hybrid duplexes regulates gene expression and modification. The environment inside cellular organelles is heterogeneously crowded with high concentrations of biomolecules that affect the structure and stability of RNA/DNA hybrid duplexes. However, the detailed environmental effects remain unclear. Therefore, the mechanistic details of the effect of such molecular crowding were investigated at the molecular level by using thermodynamic and nuclear magnetic resonance analyses, revealing structure-dependent destabilization of the duplexes under crowded conditions. The transition from B- to A-like hybrid duplexes due to a change in conformation of the DNA strand guided by purine-pyrimidine asymmetry significantly increased the hydration number, which resulted in greater destabilization by the addition of cosolutes. By quantifying the individual contributions of environmental factors and the bulk structure of the duplex, we developed a set of parameters that predict the stability of hybrid duplexes with conformational dissimilarities under diverse crowding conditions. A comparison of the effects of environmental conditions in living cells and in vitro crowded solutions on hybrid duplex formation using the Förster resonance energy transfer technique established the applicability of our parameters to living cells. Moreover, our derived parameters can be used to estimate the efficiency of transcriptional inhibition, genome editing, and silencing techniques in cells. This supports the usefulness of our parameters for the visualization of cellular mechanisms of gene expression and the development of nucleic acid-based therapeutics targeting different cells.
DOI： 10.1021/jacs.3c06706
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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Stability Prediction of Canonical and Noncanonical Structures of Nucleic Acids.
S. Takahashi, H. Tateishi-Karimata, N. Sugimoto（ 担当： 共著）
Handbook of Chemical Biology of Nucleic Acids.Springer 2023年
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Liquid Phase Separation and Nucleic Acids
H. Tateishi-Karimata, S. Matsumoto, N. Sugimoto（ 担当： 共著）
Handbook of Chemical Biology of Nucleic Acids.Springer 2023年
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Effects of Molecular Crowding on Structures and Functions of Nucleic Acids.
T. Endoh, H. Tateishi-Karimata, N. Sugimoto（ 担当： 共著）
Handbook of Chemical Biology of Nucleic Acids.Springer 2023年
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Chemistry and Biology of Non-canonical Nucleic Acids
N. Sugimoto（ 担当： 単著）
WILEY 2021年4月
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相分離生物学の全貌（現代化学増刊46）
建石寿枝, 杉本直己（ 担当： 共著 , 範囲: 第Ⅳ部 生物学的相分離の理論）
東京化学同人 2021年
総説・解説記事（Misc） 【 表示 ／ 非表示 】
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分子夾雑系での核酸挙動
建石寿枝、三好大輔、杉本直己
CSJカレントレビュー「生体分環境の化学―分子夾雑と1分子で解き明かす生体の挙動―」化学同人 45 36 - 41 2023年2月
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遺伝子発現における核酸の新機能 査読あり
松本咲, 杉本直己
CSJカレントレビュー「進化を続ける核酸化学―ゲノム編集、非二重らせん、核酸医薬―」 41 146 - 154 2021年10月
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細胞内の核酸物理化学 査読あり
高橋俊太郎, 杉本直己
CSJカレントレビュー「進化を続ける核酸化学―ゲノム編集、非二重らせん、核酸医薬―」 41 14 - 21 2021年10月
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フロントランナーに聞く「令和の時代も進化を続ける核酸化学」
神谷真子, 建石寿枝, 永次史, 山吉麻子, 杉本直己
CSJカレントレビュー「進化を続ける核酸化学―ゲノム編集、非二重らせん、核酸医薬―」 41 2 - 13 2021年10月
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がん関連mRNAと光線力学療法
三好大輔, 杉本直己
CSJカレントレビュー「生体分子と疾患」 39 75 - 83 2021年8月
出版者・発行元：化学同人
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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In Cell Statistical Thermodynamics for Analyzing and Controlling Functions of Nucleic Acids 招待あり
N. Sugimoto
2024年9月
開催年月日： 2024年9月
国名：日本国
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“To B or not to B” in Nucleic Acids Chemistry 招待あり
N. Sugimoto
2024年9月 The Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
開催年月日： 2024年9月
国名：日本国
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“To B or not to B” in Nanotechnology of Nucleic Acids 招待あり
N. Sugimoto
Lecture at UCL School of Pharmacy (London) 2024年7月 UCL School of Pharmacy
開催年月日： 2024年7月
国名：グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)
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“To B or not to B" in Nucleic Acids Chemistry 招待あり
N. Sugimoto
Lecture at Nankai University (Tianjin) 2024年7月 The State Key Laboratory of Elemento-organic Chemistry of Nankai University
開催年月日： 2024年7月
国名：中華人民共和国
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“To B or not to B”in Nanotechnology of Nucleic Acids 招待あり
N. Sugimoto
11th International Conference on DNA Nanotechnology (Sainan) 2024年7月 The School of Chemistry & Chemical Engineering and Materials Science at Shandong Normal University
開催年月日： 2024年7月
国名：中華人民共和国
産業財産権 【 表示 ／ 非表示 】
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核酸の立体構造を制御する方法及びその用途、並びに、細胞内分子クラウディング環境を再現するための組成物
建石 寿枝、高橋 俊太郎、川内 敬子、杉本 直己
出願番号：特願2022-189538
学術関係受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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第72回日本化学会賞
2020年3月 公益社団法人日本化学会 分子クラウディング環境における非二重らせん核酸の化学
杉本直己
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The Imbach-Townsend Award
2018年8月 IS3NA（International Society for Nucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids）
N. Sugimoto
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Keynote Lecture賞
2016年6月 European Chemistry Congress (Euro Chemistry2016)
Naoki Sugimoto
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第39回井植文化賞（科学技術部門）
2015年10月 公益財団法人 井植記念会
杉本直己
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平成26年度 錯体化学会 貢献賞
2014年9月 錯体化学会
杉本 直己
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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いつ、どこで、どのように、核酸の高次構造は形成し機能するのかを予測する
2022年4月 - 2027年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(S)
杉本 直己, 松浦 和則, 沼田 圭司, 遠藤 玉樹, 高橋 俊太郎, 建石 寿枝
担当区分：研究代表者
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イオンチャンネルは核酸の非二重らせん構造の形成と遺伝子発現を制御しているのか
2020年7月 - 2022年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 萌芽研究
イオンチャンネルは核酸の非二重らせん構造の形成と遺伝子発現を制御しているのか
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核小体内クラウディング環境におけるリボソームRNA形成の定量的解析
2019年11月 - 2022年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
核小体内クラウディング環境におけるリボソームRNA形成の定量的解析
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核酸構造のトポロジーによる遺伝子発現の化学的制御
2019年4月 - 2022年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(A)
杉本 直己
核酸構造のトポロジーによる遺伝子発現の化学的制御
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細胞内環境で変化する非二重らせん構造の定量的機能解析と遺伝子発現制御
2018年10月 - 2021年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
細胞内環境で変化する非二重らせん構造の定量的機能解析と遺伝子発現制
科研費以外の競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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核酸の非標準構造を標的とした細胞応答の化学的制御技術の構築と先制核酸医
2014年4月 - 2019年3月
文部科学省 文部科学省私立大学戦略的研究基盤形成支援事業
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特異なmRNA構造を活用した翻訳フレームシフト及び産生タンパク質機能の制御
2013年4月 - 2014年3月
公益財団法人長瀬科学技術振興財団 長瀬科学技術振興財団助成金
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ひらめき☆ときめき サイエンス～要こそ大学の研究室～ＫＡＫＥＮＨＩ
2011年4月 - 2012年3月
文部科学省 「ひらめき☆ときめき サイエンス～ようこそ大学の研究室～KAKENHI」研究成果の社会還元・普及事業
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生命化学分野に関する学術動向の調査研究
2011年4月 - 2012年3月
文部科学省 学術システム研究センター研究員
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ひらめき☆ときめき サイエンス～要こそ大学の研究室～ＫＡＫＥＮＨＩ
2010年4月 - 2011年3月
文部科学省 「ひらめき☆ときめき サイエンス～ようこそ大学の研究室～KAKENHI」研究成果の社会還元・普及事業
共同・受託研究活動実績（公開） 【 表示 ／ 非表示 】
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フタロシアニンなどのπ共役化合物による細胞毒性検討および癌関連酵素の新規測定技術の開発
国内共同研究
2011年4月 - 2012年3月
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平成23年度調査研究「生命科学分野に関する学術動向の調査研究」
一般受託研究
2011年4月 - 2012年3月
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DNAの高次構造に注目した細胞のがん化機構の解明と化学物質のリスク評価システムの構築
一般受託研究
2010年9月 - 2011年8月
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フタロシアニンなどのπ共役化合物の抗腫瘍効果の検討および生体センシングへの応用検討
学内共同研究
2010年4月 - 2011年3月
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DNAの高次構造に注目した細胞のがん化機構の解明と化学物質のリスク評価システムの構築
一般受託研究
2009年9月 - 2010年8月
寄附金・講座・研究部門 【 表示 ／ 非表示 】
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文化厚生事業助成金
2011年5月
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文化厚生事業助成金
寄附者名称：その他公益法人等 2010年5月
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教育振興募金
2010年3月
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教育振興募金
2010年3月
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文化厚生事業助成金
寄附者名称：その他公益法人等 2009年5月
研究費にかかる研究（調査）活動報告書 【 表示 ／ 非表示 】
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2023年度 いつ、どこで、どのように、核酸の高次構造 は形成し機能するのかを予測する
研究費の種類： 科研費
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2022年度 いつ、どこで、どのように、核酸の高次構造は形成し機能するのかを予測する（非二重らせん核酸を活用した遺伝子発現の制御法を開発する核酸化学研究拠点の形成）
研究費の種類： 科研費
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2021年度 いつ、どこで、どのように、核酸の高次構造は形成し機能するのかを予測する、非二重らせん核酸を活用した遺伝子発現の制御法を開発する核酸化学研究拠点
研究費の種類： 科研費
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2020年度 核酸構造のトポロジーによる遺伝子発現の化学的制御, 細胞夾雑模範系の構築と細胞内活性分子設計指針の構築, 細胞内環境で変化する非二重らせん構造の定量的機能解析と遺伝子発現制御, イオンチャンネルは核酸の非二重らせん構造の形成と遺伝子発現を制御しているのか, 核小体内クラウディング環境におけるリボソームRNA形成の定量的解析
研究費の種類： 科研費
教育活動に関する受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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Platinum J-Quartet Award (FIBER International Symposium)
2011年11月 甲南大学
受賞者： 夜久 英信 -
Gold J-Quartet Award (FIBER International Symposium)
2011年11月 甲南大学
受賞者： 磯野 伸 -
第5回バイオ関連化学シンポジウム講演賞
2011年9月 日本化学会
受賞者： 夜久 英信 -
FIBER研究奨励賞（FIBER Forum）
2010年12月 甲南大学
受賞者： 川崎悠 -
FIBER研究奨励賞（FIBER Forum）
2007年12月 甲南大学
受賞者： 狩俣寿枝
その他教育活動及び特記事項 【 表示 ／ 非表示 】
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2019年8月
高校生向け実験講座 『FIBER リサーチカップ』
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2018年9月
高校生向け実験講座 『FIBER リサーチカップ』
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2018年8月
ひらめき☆ときめきサイエンス 分子の世界でナノ工作体験！
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2017年8月
高校生向け実験講座 『FIBER リサーチカップ』
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2017年7月
ひらめき☆ときめきサイエンス 同DNAから性質の異なるタンパク質を作ろう！
所属学協会等の委員歴 【 表示 ／ 非表示 】
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2017年11月 - 2020年8月 日本核酸化学会 会長
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2015年5月 - 2017年5月 日本化学会 理事
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2013年3月 - 2015年2月 日本化学会 生体機能関連部会監事
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2011年3月 - 2013年2月 日本化学会 生体機能関連部会部会長
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2010年4月 - 2017年3月 社団法人 日本学術振興会 学術システム研究センター専門研究員
社会貢献活動 【 表示 ／ 非表示 】
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ひょうご経済・雇用活性化プラン策定会議構成員
2018年6月 - 2019年3月
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ひょうご次世代産業高度化プロジェクト推進協議会委員
2018年4月 - 2021年3月
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南開大学客座教授
2017年3月 - 現在
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兵庫県ひょうご経済・雇用活性化プラン推進会議構成員
2016年7月 - 2017年3月
提供可能な資源 【 表示 ／ 非表示 】
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生体分子の細胞内導入
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RNA、あるいはペプチドの大量合成
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生体分子を用いた高感度分子センサーの設計
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核酸、ペプチド、有機化合物、無機化合物のコンジュゲート分子の作成
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非天然型核酸の設計と合成
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