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遠藤 玉樹 (エンドウ タマキ)

ENDOH Tamaki

職名

准教授

学位

博士(工学)(東京工業大学)

専門分野

生体関連化学, 生物機能・バイオプロセス

出身大学 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    2001年03月

    東京工業大学   生命理工学部    生物工学科   卒業

出身大学院 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    2006年03月

    東京工業大学  生命理工学研究科  博士課程  修了

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 2016年04月
    -
    継続中

    甲南大学   先端生命工学研究所   准教授  

  • 2009年04月
    -
    2016年03月

    甲南大学   先端生命工学研究所   講師  

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 2006年04月
    -
    2009年03月

      岡山大学大学院自然科学研究科   

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 2012年09月
    -
    継続中
     

    日本化学会 生体機能関連化学部会

  • 2006年04月
    -
    継続中
     

    日本化学会

  • 2006年04月
    -
    継続中
     

    RNA学会

 

研究経歴 【 表示 / 非表示

  • 核酸構造のトポロジーによる遺伝子発現の化学的制御

    科学研究費補助金  

    研究期間: 2019年04月  -  継続中

  • 細胞内で機能するRNA構造スイッチの最適化および合理的設計技術の構築

    科学研究費補助金  

    研究期間: 2019年04月  -  継続中

  • 疾患発症に関わる核酸非標準構造の構造及び機能の定量的解析

    その他の研究制度  

    研究期間: 2018年04月  -  継続中

  • 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

    科学研究費補助金  

    研究期間: 2018年04月  -  継続中

  • 核酸構造の多様性に基づく新規の遺伝暗号Dimensional Codeの解析

    科学研究費補助金  

    研究期間: 2016年04月  -  2019年03月

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論文 【 表示 / 非表示

  • Improved nearest-neighbor parameters for the stability of RNA/DNA hybrids under a physiological condition.

    Dipanwita Banerjee, Hisae Tateishi-Karimata, Tatsuya Ohyama, Saptarshi Ghosh, Tamaki Endoh, Shuntaro Takahashi, Naoki Sugimoto

    Nucleic acids research     2020年07月

    共著

    The stability of Watson-Crick paired RNA/DNA hybrids is important for designing optimal oligonucleotides for ASO (Antisense Oligonucleotide) and CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)-Cas9 techniques. Previous nearest-neighbour (NN) parameters for predicting hybrid stability in a 1 M NaCl solution, however, may not be applicable for predicting stability at salt concentrations closer to physiological condition (e.g. ∼100 mM Na+ or K+ in the presence or absence of Mg2+). Herein, we report measured thermodynamic parameters of 38 RNA/DNA hybrids at 100 mM NaCl and derive new NN parameters to predict duplex stability. Predicted ΔG°37 and Tm values based on the established NN parameters agreed well with the measured values with 2.9% and 1.1°C deviations, respectively. The new results can also be used to make precise predictions for duplexes formed in 100 mM KCl or 100 mM NaCl in the presence of 1 mM Mg2+, which can mimic an intracellular and extracellular salt condition, respectively. Comparisons of the predicted thermodynamic parameters with published data using ASO and CRISPR-Cas9 may allow designing shorter oligonucleotides for these techniques that will diminish the probability of non-specific binding and also improve the efficiency of target gene regulation.

    DOI PubMed

  • Nearest-neighbor parameters for predicting DNA duplex stability in diverse molecular crowding conditions.

    Saptarshi Ghosh, Shuntaro Takahashi, Tatsuya Ohyama, Tamaki Endoh, Hisae Tateishi-Karimata, Naoki Sugimoto

    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America   117 ( 25 ) 14194 - 14201   2020年06月

    共著

    The intracellular environment is crowded and heterogeneous. Although the thermodynamic stability of nucleic acid duplexes is predictable in dilute solutions, methods of predicting such stability under specific intracellular conditions are not yet available. We recently showed that the nearest-neighbor model for self-complementary DNA is valid under molecular crowding condition of 40% polyethylene glycol with an average molecular weight of 200 (PEG 200) in 100 mM NaCl. Here, we determined nearest-neighbor parameters for DNA duplex formation under the same crowding condition to predict the thermodynamics of DNA duplexes in the intracellular environment. Preferential hydration of the nucleotides was found to be the key factor for nearest-neighbor parameters in the crowding condition. The determined parameters were shown to predict the thermodynamic parameters (∆H°, ∆S°, and ∆G°37) and melting temperatures (Tm) of the DNA duplexes in the crowding condition with significant accuracy. Moreover, we proposed a general method for predicting the stability of short DNA duplexes in different cosolutes based on the relationship between duplex stability and the water activity of the cosolute solution. The method described herein would be valuable for investigating biological processes that occur under specific intracellular crowded conditions and for the application of DNA-based biotechnologies in crowded environments.

    DOI PubMed

  • Signaling Aptamer Optimization through Selection Using RNA-Capturing Microsphere Particles.

    Tamaki Endoh, Naoki Sugimoto

    Analytical chemistry   92 ( 11 ) 7955 - 7963   2020年06月

    共著

    An RNA signaling aptamer is composed of two units: a sensing aptamer that binds the input target molecule and a working aptamer that binds the output target molecule to result in a detectable signal. A conformational change of the signaling aptamer that induces an allosteric interaction with the output target molecule in response to the input target molecule depends on a junction region, which connects the two aptamer units. Efficient and effective optimization of the junction region remains a technical challenge. In this study, we demonstrate a simple strategy for optimizing the junction region through functional RNA selection using RNA-capturing microsphere particles. From approximately 0.2 million sequence variants, a signaling aptamer that enabled intracellular detection of S-adenosyl methionine with a high signal-to-noise ratio, which is approximately 2-fold higher relative fluorescence increment compared to the previously reported signaling aptamer, was obtained after single round of selection. The technology demonstrated here can be used to select RNA sequences that carry out specific functions in response to particular stimuli.

    DOI PubMed

  • RNA-capturing microsphere particles (R-CAMPs) for optimization of functional aptamers

    Endoh T., Ohyama T., and Sugimoto N.

    Small   15 ( 26 ) e1808062   2019年06月  [査読有り]  [招待有り]

    共著

    DOI

  • Validation of the nearest-neighbor model for Watson-Crick self-complementary DNA duplexes in molecular crowding condition

    Ghosh S., Takahashi S., Endoh T., Tateishi-Karimata H., Hazra S., and Sugimoto N.

    Ncleic Acids Res.   47 ( 7 ) 3284 - 3294   2019年04月  [査読有り]

    共著

    DOI

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 生体分子化学 基礎から応用まで

    杉本直己、内藤昌信、橋詰蜂雄、高橋俊太郎、田中直毅、建石寿枝、遠藤玉樹、津本浩平、長門石曉、松原輝彦、上田実、朝山章一郎 (担当: 共著 , 担当範囲: 第6章 セントラルドグマ )

    講談社  2017年01月 ISBN: 978-4-06-156806-8

  • 生体分子化学 : 基礎から応用まで = biomolecular chemistry

    杉本 直己, 内藤 昌信, 橋詰 峰雄, 高橋 俊太郎, 田中 直毅, 建石 寿枝, 遠藤 玉樹, 津本 浩平, 長門石 曉, 松原 輝彦, 上田 実, 朝山 章一郎, 講談社サイエンティフィク (担当: その他 )

    講談社  2017年 ISBN: 9784061568068

  • CSJカレントレビュー ここまで進んだバイオセンシング・イメージング 1分子から細胞、脳まで

    遠藤玉樹、杉本直己 (担当: 共著 , 担当範囲: 細胞内核酸化学 (pp 86-91) )

    化学同人  2012年

  • 特定配列RNAの検出法 「新しいDNAチップの科学と応用」

    遠藤玉樹 (担当: 単著 )

    講談社サイエンティフィック  2007年

    、関根光雄 編集(講談社サイエンティフィック)、194-204 (2007)

  • 生体材料プローブを利用した特定RNA検出法の開発 バイオテクノロジーシリーズ「一細胞定量解析の最前線 –ライフサーベイヤ構築に向けて–」

    遠藤玉樹 (担当: 単著 )

    シーエムシー出版  2006年

    、神原秀記、松永是、植田充美 監修(シーエムシー出版)、240-252 (2006)

総説・解説記事(Misc) 【 表示 / 非表示

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • バルジを含むRNA二重鎖と天然アルカロイドとの相互作用解析

    遠藤玉樹、SATPATHI Saga、PODBEVŠEK Peter、PLAVEC Janez、杉本直己

    第14回バイオ関連化学シンポジウム  (オンライン開催)  2020年09月  -  2020年09月   

  • Development of the prediction method for stability of RNA/DNA hybrids under a physiological condition

    BANERJEE Dipanwita、建石寿枝、大山達也、GHOSH Saptarshi、遠藤玉樹、高橋俊太郎、杉本直己

    第14回バイオ関連化学シンポジウム  (オンライン開催)  2020年09月  -  2020年09月   

  • Stability prediction of DNA duplexes available under diverse molecular crowding conditions

    GHOSH Saptarshi、高橋俊太郎、大山達也、遠藤玉樹、建石寿枝、杉本直己

    第14回バイオ関連化学シンポジウム  (オンライン開催)  2020年09月  -  2020年09月   

  • Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (61): Effect of Neighboring Base Pairs of Cytosine Bulge on Berberine Induced RNA Stabilization

    S. Satpathi, T. Endoh, and N.Sugimoto

    日本化学会第100回春季年会  (東京理科大学 (野田キャンパス))  2020年03月  -  2020年03月   

  • Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (57): Parameters for prediction of DNA duplex stabilities under the crowding conditions

    S. Ghosh, S. Takahashi, T. Ohyama, T. Endoh, H. Tateishi-Karimata, and N. Sugimoto

    日本化学会第100回春季年会  (東京理科大学 (野田キャンパス))  2020年03月  -  2020年03月   

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産業財産権 【 表示 / 非表示

  • 核酸の検出方法

    特開2006-055017 

    小畠 英理、三重 正和、遠藤 玉樹

    【特許コード】  P06P003883

学術関係受賞 【 表示 / 非表示

  • バイオ関連化学シンポジウム 講演賞

    2013年09月   第7回バイオ関連化学シンポジウム  

    受賞者:  遠藤玉樹

  • The First International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2012) Poster Award

    2012年11月   日本化学会 生体機能関連化学部会  

    受賞者:  遠藤玉樹

  • ISNAC Outstanding Oral Presentation Award for Young Scientist in 2012

    2012年11月   核酸化学シンポジウム組織委員会  

    受賞者:  遠藤玉樹

  • 日本化学会第92春季年会 優秀講演賞(学術)

    2012年03月   日本化学会  

    受賞者:  遠藤玉樹

  • 遺伝子・デリバリー研究会 第8回シンポジウム 奨励賞

    2008年05月   遺伝子・デリバリー研究会  

    受賞者:  遠藤玉樹

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科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 細胞内で機能するRNA構造スイッチの最適化および合理的設計技術の構築

    基盤研究(C)

    研究期間:  2019年04月  -  継続中 

    本研究では、細胞内で効率良く機能するRNA構造スイッチを合理的に設計する技術基盤を確立する。

  • 伝子の同時・並列転写制御によるヒト細胞内での遺伝子発現ネットワークの構築

    基盤研究(C)

    研究期間:  2014年04月  -  2017年03月 

    本研究では、ヒト細胞内において複数遺伝子の転写活性化を、同時かつ並列に制御できる人工システムを構築する。さらに、光刺激により遺伝子発現を時空間的かつ定量的に制御できるシステムへ展開する。

  • 遺伝子発現に重要な関与をする核酸の非標準構造のエネルギーデータベース化とその活用

    基盤研究(A)

    研究期間:  2012年04月  -  2015年03月 

    本研究では、細胞内の化学的分子環境下での核酸の構造特性及びその熱安定性に着目し、これを制御する機能性分子を設計することで遺伝子発現の制御システムを開発することを目的とする。その中で、
    (1)天然の核酸構造及びその安定化エネルギーの観点から遺伝子発現の調節機構を『知る』。
    (2)細胞内環境下で核酸の構造形成及び構造変性を誘起する人工分子を合目的的に『生む』。
    (3)細胞内における遺伝子発現の制御に『活かす』。
    というステップを段階的に遂行することにより、効率的かつ合理的な機能性分子の創出を行う。特に、核酸の非標準構造(三重鎖構造、四重鎖構造、シュードノット構造など)の重要性に着目し、これらの核酸構造により緻密に調節される転写や翻訳の遺伝子発現過程を解析する。そして、合理的設計に基づいた機能性分子を用いて核酸構造の安定化エネルギーを調節することで、遺伝子発現過程の制御を目指す。

  • 新生RNAの合理的な構造遷移速度制御に基づく細胞内におけるRNAスイッチの機能化

    若手研究(B)

    研究期間:  2012年04月  -  2014年03月 

    本研究では、転写反応と共に進行する新生RNAの構造形成(co-transcriptional folding)に着目し、RNA構造スイッチの速度制御を行う。
    (1) 転写直後の速度論的に有利なRNAの準安定構造から、熱力学的に有利なRNAの最安定構造への構造遷移に関して速度論的な解析を行う。
    (2) 転写直後の準安定構造に対してリガンド分子を結合させ、構造遷移のための活性化エネルギーを増大させることで、構造遷移に要する時間を制御する。
    という流れで研究を遂行し、RNAの生合成過程と新生RNAの準安定構造を考慮した、効率的なRNA構造スイッチの設計・構築指針を得る。さらには、構築したRNA構造スイッチを用いて細胞内における機能性RNAの構造を制御することにより、RNAに対するリガンドを検出するための細胞内バイオセンサーの構築や、RNA結合リガンドによる遺伝子発現制御システムの構築を試みる。

  • Protein Folding Codonによるタンパク質機能調節機構の解明

    萌芽研究

    研究期間:  2010年04月  -  2012年03月 

    本研究では、mRNA 中のRNA 高次構造が、翻訳速度調節によりタンパク質の高次構造を決める役割を担っていることを示す。そのうえでProtein Folding Codon と言うアミノ酸配列コード以外の新たなRNA コードを提唱する。まず、mRNA の翻訳領域内にあるRNA 高次構造がリボソームの翻訳速度に及ぼす影響を評価し、RNA高次構造の熱安定性と翻訳速度との相関を定量する。次に、分子クラウディングなどの細胞内類似環境において、RNA高次構造の安定性と翻訳速度がどの程度影響されるのかを評価する。そして、得られた定量データをデータベース化し、Protein Folding Codonとして機能するであろうmRNAの探索に活用する。さらに、翻訳と同時進行するタンパク質の折り畳みとそれに伴う機能変化が、翻訳速度の変化を介して規定されているかどうかを調べ、RNA 構造とタンパク質構造の相関に法則性があるや否やを検討する。

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科研費以外の競争的資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 翻訳反応を調節し得るmRNA構造の熱安定性と構造特性との相関解析

    提供機関:  ひょうご科学技術協会  ひょうご科学技術協会学術研究助成

    研究期間: 2014年04月  -  2015年03月 

共同研究希望テーマ 【 表示 / 非表示

  • 幹細胞分化制御 大学等の研究機関との共同研究を希望する。

研究費にかかる研究(調査)活動報告書 【 表示 / 非表示

  • 2020年度  細胞内で機能するRNA構造スイッチの最適化および合理的設計技術の構築

    研究費の種類: 科研費

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    同一配列のDNAとRNAが固定化された微粒子群(RNA-capturing microsphere particles: R-CAMPs)を数百万種類のバリエーションで獲得する技術を構築した。さらに、R-CAMPsを活用して、代謝産物であるS-アデノシルメチオニン(SAM)を蛍光シグナルで検出するシグナリングアプタマーの配列最適化に成功した(T. Endoh and N. Sugimoto, Anal. Chem., 92, 7955-7963 (2020))。

 

その他教育活動及び特記事項 【 表示 / 非表示

  • 2009年04月
    -
    継続中

    e-learningの利用

  • 2009年07月
    -
    継続中

    「ベーシックキャリアデザイン」での講師担当

 

提供可能な資源 【 表示 / 非表示

  • 遺伝子工学関連技術

    遺伝子工学関連技術

  • 細胞培養操作

    細胞培養操作