レターNo. 26 (2008 年 2 月)
１．

2

巻頭言
「襷 を

繋

ぐ」

井原敏博（熊本大学大学院自然科学研究科）

２．

4

主催シンポジウム報告
第 10 回生命化学研究会シンポジウム・研究会 熊本（2008）「つくる生命化学３．

– 未来への展望 –」

10

研究紹介
合理的設計に基づく核酸機能の拡張と生命化学への展開
山東信介（京都大学大学院工学研究科）
核酸分子の生理活性の化学的解剖−金属イオンとの相互作用研究から見えてきたもの−

田中好幸（東北大学大学院薬学研究科）

４．

秋山
迎

元英（奈良先端科学技術大学院大学）

文都子（熊本大学大学院自然科学研究科）
湯澤

狩俣

５．

24

論文紹介 「気になった論文」

賢（東京大学大学院工学系研究科）

寿枝（甲南大学大学院自然科学研究科）

35

生命化学研究法
NMR による RNA の立体構造解析
坂本泰一（千葉工業大学工学部）

６．

マサチューセッツ大学留学体験記

42

河原正浩（東京大学大学院工学系研究科）

７．

シンポジウム等会告46

８．

お知らせコーナー

58

受賞・会員異動のお知らせ／編集後記

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 2

襷

を

（いはら

繋

ぐ

熊本大学大学院自然科学研究科
井原敏博としひろ：toshi@chem.kumamoto-u.ac.jp）

年開けすぐの１月１１日、熊本大学工学部百周年記念館で第 10 回生命化学研究会シンポジウ
ム・熊本（2008）を開催致しました。午前中からの雨にも関わらず全国から 130 名を超える多くの参加者を集めたいへん盛況でした。三原会長の話にもあったように、このキャンパスで産声をあげた研究会の（当時は前身のかたちで）12 年ぶりのはじめての里帰りでした。参加者の皆さん、そして協力いただいたすべての企業、団体に心から感謝致します。
今回は、『つくる生命化学』をテーマとして設定しました。これまでの 10 年余の成果を土台にして、そこから化学の醍醐味である分子レベルのモノづくりにどう繋げるか．．．。そんなお話を伺えそうな７人の先生にご講演をお願いしました。生物、細胞、タンパク、ペプチド、糖、核酸と、お互いに異なる生命単位を対象に非常に活発に研究されている先生方ですので（4~5 ページ参照）、すべての参加者の皆さんに何かを感じていただけたのではないかと思います。どのご講演もたいへん
新鮮で示唆に富み、それぞれが今後の生命化学の向かうべき方向の一つを明確に示しているようでした。記念となる第 10 回シンポジウムにおいて、次の 10 年にしっかりと襷を繋ぐことができたのではないかと、一緒にお世話をさせて頂いた、中島さん（化血研）、石田さん（北里大）とともに安堵しております。
さて、この拙文を書いている１月末、私の研究室では学生たちが卒業、修了論文をまとめるために昼夜を問わず必死に研究に励んでいます。「そのペースで４月から、いや、それはお前らには無理か．．．、せめて半年でもいいからやってくれていれば．．．。」と毎年のように思うのですが。
それはさておき、これらの論文には後輩に襷を繋ぐという重要な役割もあります。例えば、実験操作の本質を理解していない学生が意味のないプロトコールを残すと、その後の数年間、呪文のよ
うにそのもつれた襷が引き継がれるというのはよく耳にする話です。そして大抵の場合、呪文のエ
ントロピーは年々増大するので（笑）数年後に破綻して発覚する。そんなとき私が学生に言うのは「自分以外、何も信じるな！」。もちろんこれは非常に極端な言い方で誤解を受けているかもしれません（苛ついているのでそんな言い方になるんです．．．反省。）。要は、先輩のデータはもちろ
んとっても大切、だけど、あなた自身がその原理にまで、遡って、考えて、腑に落ちるまでは、その内容、特に解釈を鵜呑みにしないでねということ。
何事にも批判的で偏見を持たないこと。妄信することなく、わからないことはわからないこととして認識すること（主観を排除して不確定性を最大にすること）。翻ればこれは科学者の行動原理であり良心でもあります。同じことが統計熱力学の原理、“principle of minimum prejudice (= maximum
uncertainty)”（“最小偏見（= 最大不確定性）の原則”）、に端的に表現されており、科学の美しい生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 3までの普遍性にはもうひれ伏すしかありません。しかしこれは科学者としてのあるべき姿勢を示すだけでなく、それ以前に一人の人間として、リベラルに生きること、寛容であることの大切さを自然が我々に説いているようにも思えます。全ての人々が道徳としてこれを共有できれば、この社会に存在する多くの不快なできこと、対立、摩擦が消え、日々随分気持ちよく暮らすことができるのに．．．かなり単純で笑われそうですが、私が学生に繋ぎたい襷（科学的宗教？）です。
次の 10 年に向けて生命化学の“フロンティア”に挑む全てのリベラルな会員の皆さんとそのご家族にとって、2008 年が実り多き一年となりますように。

第 10 回生命化学研究会シンポジウム・熊本（2008）「つくる生命化学 – 未来への展望 –」（平成 20 年 1 月 11 日（金）熊本大学工学部百周年記念館）

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 4

第10回生命化学研究会シンポジウム・熊本（2008）「つくる生命化学 ･ 未来への展望 ･」＆
第10回生命化学研究会
平成 20 年 1 月 11 日（金）に熊本大学工学部百周年記念館において第 10 回生命化学研究会
シンポジウム・熊本（2008）「つくる生命化学 – 未来への展望 –」が、翌 1 月 12 日（土）に日赤温泉アソシエートにおいて第 10 回生命化学研究会が、井原敏博氏（熊本大学）、中島敏博
氏（（財）化学及血清療法研究所）、石田 斉氏（北里大学）のお世話により開催され、活発な討議が行われました。シンポジウムならびに研究会の様子については、井原氏の巻頭言、下記のプログラム・写真などから感じ取って頂ければ幸いです。

第10回生命化学研究会シンポジウム・熊本（2008）「つくる生命化学 – 未来への展望 –」主催

日本化学会生命化学研究会

共催

高分子学会、日本薬学会、日本分析化学会

会期

2008年1月11日（金）9:00〜17:00

会場

熊本大学

工学部百周年記念館（熊本市黒髪2-39-1

熊本大学黒髪南キャンパス）プログラム：
9:00-9:05
9:05-9:45

9:45-10:25

10:25-10:40

10:40-11:20

あいさつ

三原久和（生命化学研究会会長）
座長 井原敏博（熊本大院工）L1『遺伝子人工転写調節システムとがん診断・治療への応用』
片山佳樹（九大院工）座長 神谷典穂（九大院工）L2『ユビキチン様蛋白質SUMO（スモ）による分子架橋と新規
バイオポリマーのデザインと合成』
斉藤寿仁（熊本大院自）休憩
座長 桑原正靖（群馬大工）
L3『架橋型人工核酸BNAの開発とその応用』
小比賀聡（阪大院薬・さきがけ）

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 5

11:20-12:00

座長 中島敏博（化血研）
L4『蛋白質相互作用解析：材料・医療への展開』
津本浩平（東大新領域）

12:00-13:00
13:00-14:30
14:30-14:40

昼食
ポスター発表（P01 - P55）
休憩

14:40-15:20

座長 野島高彦（東大生産研）
L5『生命分子の自己集合をデザインしてナノ構造を作る』
松浦和則（九大院工・さきがけ）

15:20-16:00

座長 井川善也（九大院工）L6『細胞内と試験管内の人工遺伝子回路』
木賀大介（東工大院総理）

16:00-16:40

座長 大神田淳子（阪大産研）
L7『ペプチド折り紙：金属錯体をコアとする人工蛋白質の構築』石田 斉（北里大院理）

16:40-16:55
17:00-18:10

総会
ミキサー

一般講演（ポスター発表）：
P01 フロックハウスウイルス由来ペプチドの効率的細胞内移行様式
広瀬久昭 1・武内敏秀 1・中瀬生彦 1・○二木史朗 1,2（1 京大化研・2SORST, JST）
P02 繰り返し配列を持つ DNA を鋳型とする無細胞蛋白質合成○野島高彦・木村啓志・藤井輝夫（東大生産研）
P03 14-3-3 たんぱく質ペプチド結合溝が誘導する Chemical Ligation○大神田淳子・牧俊央・加藤修雄（阪大産研）

P04 抗体 10C9 が示すポリエーテル系海洋毒素シガトキシン認識機構○宇井美穂子 1・田中良和 1・円谷

健 2・藤井郁雄 2・井上将行 3,4・平間正博 3・津本浩平 1（1

東大院新領域・2 大阪府大院理・3 東北大院理・4 東大院薬）
P05 IL15 受容体 α 鎖が示す多重特異性に関する速度論解析○坂本壮・田中良和・津本浩平（東大院新領域）

P06 二本鎖 DNA―超好熱菌由来 TBP 蛋白質間の相互作用が示す熱力学的特性○長門石曉・田中良和・津本浩平（東大院新領域）
P07 EPR による MutT の 8-oxo-dGTP 加水分解反応機構の研究○中村照也 1・内田真希代 1・森岡弘志 1・右田たい子 2・山縣ゆり子 1 （1 熊本大院薬・2 山口
大農 ）P08 硫酸化糖鎖高分子を用いたアミロイドβ凝集抑制剤の開発と機能○三浦佳子・山本清文・小野木俊介・釘崎大輔・木野光（北陸先端マテリアルサイエンス）

P09 リガンド依存的な蛋白質間相互作用マニピュレーションに対するラショナルデザイン

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 6○水野稔久・鈴木久美子・田中俊樹（名工大院工）P10 ホロ抗体酵素（Holoabzyme）○円谷

健・石川文洋・藤井郁雄（大阪府大院理）P11 RNA とペプチドの cross-catalysis モデル構築へ向けた試み○柏木紀賢・古田弘幸・井川善也（九大院工）P12 膜透過性ペプチドを用いたポルフィリノイドの細胞導入○竹田麻里 1・原田紘行 1・戸叶基樹 1・井川善也 1,2・古田弘幸 1（1 九大院工・2JST さきがけ）
P13 生物の翻訳系最適化戦略– tRNA アンチコドンループ配列が保存された理由とは？–○村上 裕 1・太田

淳 2・菅 裕明 1,2（1 東大先端研・2 東大院工）P14 N 末端に特殊骨格を持つペプチド翻訳合成及び環状ペプチド合成への応用○後藤佑樹 1・村上裕 1・菅 裕明 1,2（1 東大先端研・2 東大院工）P15 N-メチル化ペプチド合成に向けた遺伝暗号の再構築○川上隆史 1・村上裕 2・菅 裕明 1,2（1 東大院工・2 東大先端研）

P16 リボソームによる非天然型環状化ペプチドの合成○佐古佑介 1・後藤佑樹 2・村上裕 2・菅 裕明 1,2（1 東大院工・2 東大先端研）

P17 試験管内分子進化法によるフレキシザイムの機能拡張およびペプチド翻訳合成系への応用○丹羽慶吉 1・菅 裕明 1,2（1 東大先端研・2 東大院工）P18 RNA によるペプチド結合の特異性のテーラリング
菅谷麻希 1・西村

太 2・加藤明良 1・○原田和雄 2（1 成蹊大・2 東京学芸大）

P19 DNA の主鎖リン酸部位の改変がポリメラーゼ反応に及ぼす影響
永島潤一 1・峯崎賢巳 1・○桑原正靖 1,2・尾崎広明 1・澤井宏明 1（1 群馬大工・2JST さきがけ）
P20 ゲノム創薬のための細胞内リン酸化シグナル網羅的解析可能なチップの開発○韓 暁明 1・森3

健 2,3・新留琢郎 2,3,4・片山佳樹 2,3,4（1 九大院システム生命・2 九大院工・JST-CREST・4 九大未来化学創造センター）

P21 葉酸修飾デンドリマー/a-シクロデキストリン結合体を用いたがん細胞選択的遺伝子導入用キャリアの構築○有薗雅代 1・平山文俊 2・上釜兼人 2・有馬英俊 1（1 熊本大院医薬・2 崇城大薬）
P22 TLR3 リガンド刺激後のマクロファージからの一酸化窒素産生に対する 2,6-O-ジメチル-a-シ
クロデキストリンの抑制効果○橋本洋輔 1・平山文俊 2・上釜兼人 2・有馬英俊 1（1 熊本大院医薬・2 崇城大薬）
P23 シクロデキストリン分子ネックレス化による PEG 化インスリン制御放 出システムの構築○東 大志 1・平山文俊 2・有馬英俊 1・上釜兼人 2（1 熊本大院医薬・2 崇城大薬）
P24 PEG 製マイクロスフェアに固定化された酵素の有機溶媒中での活性に及ぼす糖類の影響○船越修・迫口明浩・田丸俊一・後藤雅宏（崇城大工・九大院工）P25 超分子ナノファイバーの分子認識デバイスへの展開○田丸俊一・池田将・浜地格（崇城大工・京大院工）P26 直交性を有する蛋白質標識システムによる蛋白質相互作用の解析○中田栄司 1,2・Arnaud Gautier1・宇都義浩 2・堀 均 2・Kai Johnsson1（1EPFL・2 徳島大院ソシ
オテクノサイエンス研究部）

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 7

P27 細胞内在性蛋白質の非失活型アフィニティーラベル化○高岡洋輔・宮川雅好・田村智則・築地真也・浜地

格（京大院工）P28 ３次元ナノ構造効果による金の異常反射法のタンパク質検出感度向上○Amir Syahir・富崎欣也・渡辺晋也・梶川浩太郎・三原久和（東工大院生命理工・COE21・
東工大院総合理工）
P29 酸誘導型ヒト IgG 特異ペプチド固定化カラムによる、抗体精製システムの改善と応用○林田

潤 1・伊東祐二 1・坂元孝太郎 1・畠中孝彰 1・Preeti Soni2・杉村和久 1（1 鹿児島大院

理工・2JST イノベーションサテライト宮崎）
P30 プロテアーゼ感受性酵素センサーの開発○神谷典穂・鶴田幸人・後藤雅宏（九大院工・九大未来化学創造センター）
P31 細胞に作らせる糖鎖ライブラリー（41）糖鎖–アミノ酸型糖鎖プライマーによる糖鎖合成○佐藤智典・薛 蓮・村上

舞・朱性宇・何 シューブン（慶応大理工）

P32 特異なタンパク質複合体形成反応を利用したプロテインタグシステムの開発○末田慎二 1,2・田中一史 1・山岸正憲 1・近藤寛樹 1（1 九工大情報工・2JST さきがけ）
P33 ヘムオキシゲナーゼのヘム結合能の解析とヘムセンサーへの応用○坂本 寛 （九工大情報工）P34 種々のトリペプチド修飾電極上での FDH 及び BOD の酵素電極反応○櫛山菜摘子 1・島村健吾 1・西山勝彦 1・櫻井敏彦 2・谷口 功 1（1 熊本大院自・2 鳥取大工）
P35 修飾 ITO 電極上へのタンパク吸着と細胞増殖および電位印加時の膜障害におよぼす影響○吉坂菜希紗 1・永石洋一朗 1・熊谷エツ子 2・原田信志 2・冨永昌人 1・谷口功 1（1 熊本大院自・2 熊本大院医薬）P36 ケミカル CCD を用いる D-アミノ酸センサの設計○前田雄太郎・篠原寛明（富山大院理工）P37 超高速アザ電子環状反応を用いた生体分子標識化法の開発と PET イメージングへの応用
増山達郎 1・○南香莉 1・藤井遥平 1・長谷川功紀 2・田原

強 2・水間広 2・和田康弘 2・

渡辺恭良 2,3・田中克典 1・深瀬浩一 1（1 阪大院理・2 理研分子イメージング研究プログラム・3
大阪市大院医）P38 ヒスチジン誘導体による Meldal-Sharpless クリック反応の活性化：自己活性化クリックペプチ
ドのダイナミックコンビナトリアル合成
影山知佳・○白坏早苗・田中克典・深瀬浩一（阪大院理）P39 Click Chemistry によるナフタレンジイミド誘導体の合成とその性質○大塚圭一・小溝紘平・竹中繁織（九工大工）P40 テロメラーゼ活性に及ぼすフェロセン化ナフタレンジイミド誘導体の阻害効果○佐藤しのぶ 1・小川啓二 2・大塚圭一 2・近藤寛樹 1・竹中繁織 2（1 九工大情報工・2 九工大工）P41 環状フェロセン化ナフタレンジイミドとテロメア四本鎖 DNA との相互作用解析○小川啓二 1・渡辺貞佳 1・佐藤しのぶ 2・大塚圭一 1・近藤寛樹 2・竹中繁織 1（1 九工大工・2
九工大情報工）P42 新規合成プローブと二本鎖 DNA との相互作用解析○渡辺貞佳 1・佐藤しのぶ 2・大塚圭一 1・竹中繁織 1（1 九工大工・2 九工大情報工）P43 金属塩添加によって成長促進するβシートペプチドナノファイバー

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 8○山田真輔 1・村里和也 1・松浦和則 1,2・君塚信夫 1（1 九大院工・2JST さきがけ）
P44 生体内分子認識空間の解析を目指す電子状態計算シミュレーション○杉本

学（熊本大院自）P45 ライフゲーム・アルゴリズムに基づく個体数分布変動パターンの計算シミュレーション解析○松尾昭昌・杉本学（熊本大院自）P46 Fluorescein 誘導体の電子状態と蛍光プローブ特性に関する理論的研究○二宮寿一・伊藤康宏・杉本 学 （熊本大院自）P47 両親媒性 2,6-ジアミドピリジン型レセプターの合成と糖認識能
八田泰三・青島秀幸・○井上裕介・前田弘憲・柘植乙彦（崇城大工）P48 フェニルアラニンと 4-フォルミルイミダゾールからなる三座配位子亜鉛(II)錯体のキラル識別
集合構造○飯星朋孝・松本尚英（熊本大院自）P49 4-フォルミルイミダゾール類と 2-アミノエチルピリジンの縮合物を配位子とするコバルト錯体のプロトン移動とキラル集合構造○金子美咲 1・鳥越晴菜 1・松本尚英 1・小島正明 2・高野賢太朗 3・柴原隆志 3（1 熊本大院自・2

岡山大理・3 岡山理大）

P50 光学活性ルテニウム錯体-DNA コンジュゲートのタンデム二本鎖形成に見られる非対称な協同性○北村裕介 1・井原敏博 2,3・城昭典 2・千喜良誠 1（1 中央大理工・2 熊本大院工・3JST さきがけ）
P51 金属配位子−DNA コンジュゲートの協同的ハイブリダイゼーションを利用した遺伝子の蛍光検出○富森 岳 1・北村裕介 1・井原敏博 2,3・城3

昭典 2・千喜良誠 1（1 中央大理工・2 熊本大院工・JST さきがけ）

P52 金属配位基を有する DNA の合成およびその高次構造に及ぼす金属イオンの効果○今村隆亮 1・井原敏博 1,2・佐藤仁宣 1・嶋田裕史 1・城昭典 1（1 熊本大院自・2JST さきがけ）
P53 DNA コンジュゲートと蛍光性小分子を用いた協同的核酸プロービング○上村明日香 1・井原敏博 1,3・馬場紀幸 2・西澤精一 2,4・寺前紀夫 2,4・城昭典 1（1 熊本大院自・2

東北大院理・3JST さきがけ・4JST-CREST）

P54 金属配位能を有する DNA コンジュゲートの合成およびその錯体の発光挙動○大澤由佳 1・井原敏博 1,2・城昭典 1（1 熊本大院自・2JST さきがけ）

P55 シクロデキストリン修飾 DNA を用いた DNA の電気化学的検出に関する基礎研究○和佐野次俊 1・井原敏博 1,2・清水政道 1・城昭典 1（1 熊本大院自・2JST さきがけ）

P56 ペプチドナノファイバー機能化を目指した結合ペプチドのセレクション◯澤田敏樹・高橋剛・三原久和（東工大院生命理工）生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 9

第10回生命化学研究会 in 阿蘇
主催

日本化学会生命化学研究会

会期

2008年1月12日（土）9:00～15:00

会場

日赤温泉

アソシエート（熊本県阿蘇郡南阿蘇村河陽4369-19）

9:00- 9:45 野島高彦（東京大学生産技術研究所）
遺伝子工学実験にマイクロ流体チップを採り入れる試み
9:45-10:30 今井輝子（熊本大学大学院医学薬学研究部）
体内動態を考慮した医薬品開発のために（15分休憩）10:45-11:30

神谷典穂（九州大学大学院工学研究院）
タンパク質ラベル化触媒としてのトランスグルタミナーゼの魅力（11:30-12:30

12:30-13:15

昼食）

舩橋靖博（名古屋工業大学大学院工学研究科）
酸素活性化能を有する非ヘム鉄型金属酵素活性中心の仕組み

13:15-14:00

中島敏博（化学及血清療法研究所）
進化分子工学による機能性分子創成 −スーパー抗原と抗体を例に−14:00-15:45

竹中繁織（九州工業大学工学部）
金基板へのDNA固定化法の開発

14:45-15:00

挨拶と事務連絡 No. 26 (2008 February) 10k ¨ §, q&  ° - { )
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Sá$õÝ¸4 1 H NMR n>HCb^%ð9:OÔ{$X°Ámª÷ð9:OÔ{#]«îj­ên6x£n>HCbnø6Ý¸3

#["1"tëÙð9:OÔ{±6½3

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416ok3 $0"ôº6e§3-$¡·Ö.Ô{unÁ#%ð9:O$Ô{®í^³6ZÔ{÷³ÒÔ{ø 3#.

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15

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f$ÌÒ«$n>HCb^6é N7(G10.1)$>;EN
2-4>HC) 6Ê¦.

"^ (19.6 ppm $öÉtð9:O$

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113

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0&uÚæ

2

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Äâ%14"
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15N n>H1÷Ð 20 ppm $IIöÉ>HCøCd $ N7(G10.1)'$Ô{%í^Ô{3Ê402g_Á#%;8F>O$ð9:O (ZnIIHgII) ¹
#03 15N n>HCb^ 8w&´ñ·÷DFT calculationø#03 15N n>
HCb^$¿æb
4 (Table 1)

9

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Figure 2 One-dimensional 15N NMR spectra of
the metallated guanine in the RNA duplex.

  No. 26 (2008 February) 18-Öy78LÜZnIICdIIMgII[CoIII(NH3)6]3+Ý *g!H?MC5h+ RNA \r
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15

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N NMR _t<CAYpV!Ï^@M>

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G10.1 l 8 V

-X Table 1(Table 1)S:JMD!@M>-¸¹ªÊ'1 3,4

¯ 11,122/!@M>.0Öy78L´!_t<CAYpV
13/gu1,!l®@M

15

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GL²´&!Öy78L!ÒV·fÜDKAL_.%´·f-Ý"·fÑV²´!_t!:6B<L N7 [N7(G)]
>

º

15

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DKAL-Öy78LQc5¶1·f{\rTO!Û\rÓ!·Ð"!sk¿W
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Figure 3

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/21

º

/21`Öy-²´Z-2Å¡-Áj5$

2
Table 1

Chemical shift perturbations upon metal ion-bindinga

sample (M)/solvent

metal (M)
II

site

II

15N

13C (C8)ref.

RNA duplex-1 (0.5 mM)/H2O (pH 6)

Cd /Mg (2.5 mM) N7(G)-19.6/N.D.

+2.3/+0.12

2-4

RNA duplex-2 (3 mM)/H2O (pH 6.8)

CdII/MgII (12 mM)N7(G)-20.5/-6.5

N.D.

10

II

DNA duplex-1 (0.29 mM)/H2 O (pH 5.0)

Zn (4.9 mM)

N7(G)

-14.8

N.D.

11

DNA duplex-2 (1.7 mM)/H2O (pH 6)

ZnII (13.0 mM)

N7(G)

N.D.

+2.5

12

guanosine (0.5 M)/DMSO

II

Hg /Zn (0.5 M)

N7(G)-20.5/-20

N.D.

8

guanine (DFT calculation)

ZnII (1 eq.)

N7(G)

-14.8

N.D.

9

DNA duplex-3 (2.0 mM) / H2 O (pH 6)

HgII (4.0 mM)

N3(T)+29.9 - +35.3

n.a.

7

a

II

Chemical shift changes are listed in ppm. RNA duplex-1: r(GGACGAGUCC)2; RNA duplex-2:r(CGGAGUUGGC)•r(GCCAAAGCCG);

DNA

duplex-1:

d(GGTACCGGTACC)2;DNA

duplex-2:d(ATGGGTACCCAT)2; DNA duplex-3: d(CGCGTTGTCC)•d(GGACTTCGCG). For DNA/RNA duplexes, thechemical shift changes of the underlined residues are indicated. Positive and negative values represent lower-field
shifts and higher-field shifts, respectively. n.a.: not applicable; N.D.: not determined.

  No. 26 (2008 February) 191us$ÕÊ
15+ N ÏØ2ªÕÊ2
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Figure 3-Ê/II,#us#% N-Hg -N_¼n$".

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<EI¡15

s$ N3 2 N Ï/
15

15

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DNA OÙ-3ayäT5 ¡s¡s2 15N Ïå$K

T16^ 15N NMR

;D 8 ?G # % doublet # e 0É¥0 7(NMR :9@G±Ì$*K$<EI¡s2ßÏY DNA OÙ-3ay

15

Figure 3

N NMR spectrum of T-HgII-T base-pair.

$:9@G$;CF=>5I
9

¤

/

-±

7

/ ¼% DNA OÙ-3ayN$p
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N3 W [N3(T)]  Hg 2R8H;
/ 2JNN $¨Î]+¸¿-$}â](($KÄ

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x(TÕ£|(0 T-HgII-T us$h}â]1950 S#Ø-¢Û67I¯PZª°´

JNN (2.4 Hz) /II

n<EI¡s

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¢Û67I$ N3(T) &$¼n#V$h{:B?]X²t:B?/Ê 7äCH?I¼n$Ô<Ei¶»LCH?I-Ú67
I N3(T) $h{:B?]% 1H-15N HSQC ;D8?G,.£|å
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15

N NMR     15N h{:B?]¶»$Þy§)¼Î

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15h{­À#¾~

N NMR h{:B?]$Ü#%$,"Ý\

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ä N NMR h{:B?]$¨ÎÀ#%$ Appendix +j¦å¶»L$HJID4äh{¼n#,/å½2lgÐ#"/:B?,.Â«#gÐmÁ"§#"/15

N h{:B?]%ã²t

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Ú67I

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n Þy%×W¼n#,.Ú$µÑÖ#[M0  No. 26 (2008 February) 20

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L½3Û(QI;5L!å5

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´00§N@UF

å57TÉvN@UFo©¼­Í/¸»/Ì-0/"eN7(G10.1)!R5={yW/!1óÃ!`Ö"®!ß.
/G10.1 ¯y" sheared x G-A {yñG12A9 ¯yòGQT{y\-Figure 4

3D structure of the cleavage site of ahammerhead ribozyme.

/Ðï¹íé.*ëQA@ G-A {y
5={y*W- G10.1 ¯y%!ëgZ/!"

00#N7(G10.1)!ë*W.R

Ì/ ! G-A {y!:4DT{y G12 ¯y"±x!QI;5LÉ¤¬àè~µò!°äy°ÈÉv/,0#m¢âbñsÓ/ (Figure 4)WÝ!,ë!²0

w/-G12 ¯y"ëYØ.°ÈÉv!GSCTgZâb/ G12 ¯y 1 bÅÈr[N1(G12)] !ä3W/¦0/!zvG12 ¯y"äÔ¼

/ 2'°äy O-H Év!Óê6ER9U3X/Z/!"

GSCTtâbÌ/_W·  No. 26 (2008 February) 21¢)RNA ºV|[p»fÃ¸a¥<D7EXÄ¼)£P®)n¶&²

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58`B>2.@ RNA ºV|A/93@')$¢)

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UgA/93@ªud NMR UT&(\¤(RÂ())OmI«P®­+ NMR UT+#)]UT&(¨¢)£Yeheh½§hFUgc

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  No. 26 (2008 February) 22[Appendix]

coordination bond

Ó_- 15

gz:A=`!Í¾|

MIIA ! A1¾|
A !¡| A;C8=H

Í¾| H *# C NMR

1

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σP(B)

>

σP(F)

r¢¤Å

δN

δN(B)higher field

<

δN(F)
lower field



.-MË
-

Figure 5+A !A

15

N chemical shifts:9>H

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fÆ5@H7KÛEÜUN

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15

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P >>

*Ó_

--4

A   P 92?J 7 Wµ¹ [N7(G)]Ñ36JÏWºn*-Ú°s:A=»-%

Ñ36JÏWºn1-e! N7(G)!½Ùª
-L|

×cIKJC2Ûn ÔxÜ¯§*ÈÌfÆÛn-*Î²Ü-

36JÏWºn1- n Ôx!ÏWºn*,ÑfÆ5@H7KÛEÜuw(+. 3 *,P(+.- N7(G)$yp-

m¼-LÑ´ÈÌ]O.{|g1l<J:GH5@H7KXNÝ(h¸! N:( -)•••MII ÕÔ®S[«*-{|gÜÚ°s:A=q

³!gz:A=`Ûk!Í¾|Ü |oxab­-¶ÊV1."UNn Ôx-D !Ôx3jx! p ÈÌd ÈÌ^Ôx1-'P



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

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1
*(Ôxd Ö±)
E

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-

- 15

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!P

gz:A=`A !|PÇ·-Í¾|A !DÛgz:A=`1Ú°s:A=-ØÜPÛgz:A=`1X°s:A=-ØÜRØdÚ

P!|

Á- Í¾|AÛÜ

Theoretical background of+LÐ¿Q}*ref !¥|gn¤-i 1yr¢¤Å-¿-

ΔEFstabilization bycoordination bond

HOMO-n15N NMR gz:A=`1¦ÒÉ

%%

NH2

σP

!nitromethaneY2JF?22JF?4Etp-¦*Z1 0 ppm

N

0 ppm 

H *# 13C NMR :9>H

'+.- 15N NMR ;C8=H

NH

N

NH2

ΔEB

13

r¢¤Å! TMSÛtetramethylsilaneÜ'+.,TMSN

LUMO-n

Í

N

NH

N

gz:A=`ref !r¢¤Å¬:9>H

O

O

N

1

A  ref - A = f(A)

metal-free-ÛD

º*ÈÌ$ÛX°s:A=ÃÆØ

ÜiÑ36JÏWºn*-Ú°s:A=!MÂ

  No. 26 (2008 February) 23

G1K&C5

M8+N7?
>@:$ Appendix *4#F-%H'I

C

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Photodynamic molecular beacon as an activatable photosensitizer based on protease-controlled singlet
oxygen quenching and activation
G. Zheng, J. Chen, K. Stefflova, M. Jarvi, H. Li, and B. C. Wilson, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104,
8989-8994 (2007).
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Transvascular delivery of small interfering RNA to the central nervous system
P. Kumar, H. Wu, J. L. McBride, K. E. Jung, M. H. Kim, B. L. Davidson, S. K. Lee, P. Shankar, and N.
Manjunath, Nature, 448, 39-43 (2007).
ß±-ÜôñÿBlood-Brain Barrier; BBBĀß±Ü%Ûý,s#Y¡ËÔÐÓÖÓÖ±ó´çZ,iö)¨¥(z!ËÔÐÀ{´ç BBB u¬ÂÝY¡ËÔÐÓÖ

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Accumulation of liposome with Sialyl Lewis X to inflammation and tumor region: application to invivo bio-imaging
M. Hirai, H. Minematsu, N. Kondo, K. Oie, K. Igarashi, and N. Yamazaki, Biochem. Biophys. Res. Commun.,
353, 553-558 (2007).
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Superior structure stability and selectivity of hairpin nucleic acid probes with an L-DNA stem
Y. Kim, C. J. Yang and W. Tan, Nucleic Acids Res., 35, 7279-7287 (2007).
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Nano-Flares: Probes for transfection and mRNA detection in living cells
D. S. Seferos, D. A. Gilijohann, H. D. Hill, A. E. Prigodich, and C. A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc., 129,
15477-15479 (2007).
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Light-triggered polymerase chain reaction
D. D. Young, W. F. Edwards, H. Lusic, M. O. Lively and A. Deiters, Chem. Commun., 462-464, (2008).
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Regulation of p53 activity through lysine methylation
Sergel Chuikov, Julia K. Kurash, Jonathan R. Wilson, Bing Xiao, Neil Justin, Gleb S. Ivanov, Kristine
McKinney, Paul Tempst, Carol Prives, Steven J. Gamblin, Nickolai A. Barlev & Danny Reinberg
Nature 432, 353-360 (2004).
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 p53 'ª®i}Repression of p53 activity by Smyd2-mediated methylation
Jing Huang, Laura Perez-Burgos, Brandon J. Placek, Roopsha Sengupta, Mario Ritcher, Jean A. Dorsey,
Stefan Kubicek, Susanne Opravil, Thomas Jenuwein & Shelley L. Berger, Nature 444, 629-632 (2006).
 p53 'IALU£h6

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Nature 449, 105-108 (2007).
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Modulation of DNA constraints that control macromolecular folding
C. V. Miduturu and S. K. Silverman, Angew. Chem. Int. Ed., 45, 1918-1921 (2006).
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Influence of hydrostatic pressure and cosolutes on RNA tertiary structure.
C. D. Downey, R. L. Ceisman, T. W. Randolph, and A. Pardi, J. Am. Chem. Soc., 129, 9290-9291 (2007).
RNAtq¥>5E<2G7/hydrostatic pressure (I) /TkR³Ô´
XØÂW%ÐP¯[}q¥J³[}ÙU%

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I. Lubitz, N. Borovok, and A. Kotlyar, Biochemistry, 46, 12925-12929 (2007).
uG-K-Dw¢)TMPyP [5,10,15,20-Tetrakis (N-methyl-4-pyridyl) porphyrin]o{Ère)Í½+Z!G-K-Dw4ÁDNA~
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生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 35

NMR による RNA の立体構造解析
千葉工業大学

工学部

生命環境科学科

坂本泰一

tsakamoto@sky.it-chiba.ac.jp

近 年 ，多 く の 機 能 性 RNA が 生 命 現 象 に 関 わ っ て い る こ と が 明 ら か と な っ た り ， RNA
医 薬 品 が 開 発 さ れ る な ど に よ り ， RNA 研 究 は 大 変 注 目 さ れ て い る 1) ． こ れ ら の RNAの 作 用 メ カ ニ ズ ム を 明 ら か に す る に は 立 体 構 造 解 析 が 重 要 で あ る が ， RNA の 立 体 構 造
解 析 は タ ン パ ク 質 に 比 べ て 遅 れ て い る ． Protein Data Bank（ PDB） 2) に 登 録 さ れ て い る
タ ン パ ク 質 の 構 造 は 43,842 個 で あ る の に 対 し て ，RNA の 構 造 は 605 個 し か な い（ 2007
年 12 月 ）．登 録 さ れ て い る タ ン パ ク 質 に つ い て 解 析 法 を み て み る と ，NMR に よ っ て 構
造 決 定 さ れ た も の は 5,991 個 で あ り ， X 線 結 晶 構 造 解 析 の 37,658 個 と 比 べ て 少 な い ．
一 方 ，RNA に つ い て み て み る と ，NMR に よ っ て 決 定 さ れ た も の が 321 個 で あ る の に 対
し ， X 線 結 晶 構 造 解 析 に よ っ て 決 定 さ れ た も の が 273 個 で あ り ， NMR で 構 造 決 定 さ れたものの方がやや多い．タンパク質の場合には X 線結晶構造解析法は有効であるが，RNA の 場 合 に は 単 結 晶 を 作 る の が 難 し い の で あ る ．
こ の よ う に ， RNA の 構 造 解 析 に は NMR 法 が 有 効 で あ る が ， NMR に よ る タ ン パ ク
質 の 立 体 構 造 解 析 に 比 べ る と 難 し い ．そ の 理 由 と し て ，次 の ３ つ の こ と が あ げ ら れ る ．
① タ ン パ ク 質 は 20 種 類 の ア ミ ノ 酸 か ら 構 成 さ れ て い る の に 対 し て ，RNA は 4 つ の ヌ ク
レ オ チ ド か ら 構 成 さ れ て い る ． ま た ， RNA の リ ボ ー ス 部 分 は ， す べ て 同 じ 化 学 構 造 を持 っ て い る ． こ れ ら の こ と に よ り ， RNA の NMR シ グ ナ ル は タ ン パ ク 質 の も の に 比 べて 重 な り が 激 し く ，解 析 が 困 難 と な っ て い る ．② RNA は 二 重 結 合 が 多 く ，窒 素 ，酸 素 ，およびリン原子を含むため，プロトンの密度がタンパク質に比べて低い．このため，
1

H-NMR よ り 得 ら れ る 構 造 情 報 の 数 は ，タ ン パ ク 質 の 場 合 よ り 少 な い ．③ タ ン パ ク 質 の

NMR シ グ ナ ル の 解 析 で は ス ピ ン 結 合 を 介 し た 連 鎖 帰 属 が 可 能 で あ る た め ，シ グ ナ ル 帰
属 の 自 動 化 が 進 ん で い る ．一 方 ，RNA の 場 合 は 立 体 構 造 に 依 存 し た NOE を 利 用 し て 連
鎖帰属を行うため，シグナル帰属の自動化が難しい．
以 上 の よ う に ， NMR に よ る RNA の 立 体 構 造 決 定 に は 解 決 す べ き 問 題 が あ る ． そ のた め 私 た ち は ，効 率 よ い 解 析 法 を 開 発 し な が ら ，立 体 構 造 解 析 を 行 っ て い る ． NMR に
よ る RNA の 立 体 構 造 解 析 法 の 基 本 に つ い て は ，Wüthrich の 本 で 紹 介 さ れ て い る 3) ．また ， 近 年 の 技 術 開 発 も 含 め て 詳 し い 総 説 が 書 か れ て い る 4-7) ． こ こ で は ， 私 た ち の 研 究室で行っている方法について紹介する．

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 36

RNA 試 料 の 調 製
NMR に よ っ て RNA の 立 体 構 造 を 決 定 す る た めに は ， 約 1 mM の 試 料 を 約 0.2 ml 調 製 す る （ 近 年
普及しつつある高感度プローブを使用すれば，もっ と 薄 く て も よ い ）．ま た ，立 体 構 造 解 析 を 効 率 よく行うためには，安定同位体標識が必要となる．
安定同位体は高価であるため，試料調製の収率はとても重要である．試料調製の方法としては，化学 合 成 と 酵 素 合 成 が あ る ．短 鎖 の RNA を 調 製 す る
場合や酵素合成の収量が低い場合には，化学合成を行う．また，１残基のみなど，部位特異的に安

図１

変 性 PAGE

定同位体標識する場合にも化学合成は有効である．
一 方 ，長 鎖 の RNA を 調 製 す る 際 に は ，酵 素 合 成 を行 う ．ま た ，安 定 同 位 体 標 識 し た NTPs（ 大 陽 日 酸
社 製 ） を 転 写 反 応 に 用 い る こ と に よ っ て ， RNAの安定同位体標識を行う．
T7 RNA ポ リ メ ラ ー ゼ を 用 い た 調 製 法 に つ い て述べる．はじめに，プロモーター配列を付加した
鋳 型 DNA を 外 注 す る ．次 に ，鋳 型 DNA を 変 性 ポ
リ ア ク リ ル ア ミ ド ゲ ル 電 気 泳 動（ PAGE）で 精 製 し（ 図 １ ）， ハ ン デ ィ UV 照 射 ラ ン プ で DNA の バ ン
ド を 確 認 し て ゲ ル を 切 り 出 す（ 図 ２ ）．切 り 出 し た
ゲ ル か ら DNA を 水 で 抽 出 し た 後 （ 図 ３ ）， エ タ ノ

図２

核酸の切り出しー ル 沈 澱 法 を 行 い ， 最 後 に UV 分 光 計 に よ り 定 量
す る ． 変 性 PAGE に よ り DNA を 精 製 す る 際 に は ，
特 注 の 1 mm 厚 の ス ペ ー サ ー お よ び コ ー ム を 使 用
し て い る ． 転 写 反 応 に は ， Ampliscribe T7 Flush
Transcription kit (Epicentre Technologies 社 製 )を 使
用 し て い る ． 転 写 反 応 後 に は ， 鋳 型 DNA の 調 製と 同 様 に 変 性 PAGE を 用 い て 精 製 す る ． さ ら に ，
試 料 の コ ン フ ォ メ ー シ ョ ン を 整 え る た め に ， 95℃
で 3 分間加熱した後，一本鎖のヘアピン構造の場
合には急冷し，二本鎖以上の場合には徐冷する．
最 後 に ，セ ン ト リ コ ン（ ミ リ ポ ア 社 製 ）の 限 外 ろ過膜を用いて，試料の濃縮および溶媒の交換を行っ た 後 ，ミ ク ロ 対 称 試 料 管（ シ ゲ ミ 社 製 ）に 試 料
を入れる．

図３

ゲルからの核酸抽出

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 37

NMR ス ペ ク ト ル の 測 定 お よ び 解 析RNA の NMR ス ペ ク ト ル を 測 定 し た時に観測されるプロトンの化学シフトを図４に示す．軽水中で易動性のプロトンについて一連の測定をした後に溶媒を重水に置換してさらに測定を行う．
はじめに，構造解析しやすい（シグナル が シ ャ ー プ で 分 離 が よ い ）NMR ス ペ
クトルを得るために，温度や溶液の検討を行う．良好なスペクトルが得られるか，あるいは立体構造解析を効率よ

図 ４ RNA の プ ロ ト ン の 化 学 シ フ ト ．
上 段（ 赤 ）は 易 動 性 プ ロ ト ン ．中 段 は 塩 基 部
分 の プ ロ ト ン ．下 段 は リ ボ ー ス 部 分 の プ ロ トン．

く進められるか否かは，実際に測定してみないとわからないので，構造解析の難しいところの一つとなっている．
軽 水 中 の 測 定 で 10～ 15 ppm に 観 測 されるグアニンとウラシルのイミノプロ
トンシグナルは，塩基対形成の情報を与 え る （ 図 ５ ）． A:U 塩 基 対 に お け る
イ ミ ノ プ ロ ト ン は ， 13.5～ 15 ppm の 間に 観 測 さ れ る こ と が 多 く ， G:C 塩 基 対で は 12～ 14 ppm，非 Watson-Crick 型 の塩基対はそれより高磁場側に観測されることが多い．イミノプロトンシグナ
ル を 帰 属 す る た め に は ，NOESY ス ペ ク
トルを解析する．イミノプロトンを帰図 ５ RNA に よ く 見 ら れ る 塩 基 対 ． 丸
で囲んだプロトンはイミノプロトン．

属 す れ ば ，RNA の 二 次 構 造 が 明 ら か となる．
重水中の測定では，非易動性のプロ
ト ン の シ グ ナ ル が 得 ら れ る が ， 3.5～ 5
ppm 付 近 は シ グ ナ ル の 重 な り が 激 し く ，解 析 が 非 常 に 難 し い ． H2´，H3´，H4´，
H5´，H5´´の シ グ ナ ル が 非 常 に 狭 い 範 囲に観測されるためである．図６のスペ
ク ト ル は ， 600 MHz の NMR 分 光 計（ DRX600; Bruker 社 製 ）で 測 定 し た ものであるが，さらに高磁場の装置を使用 す れ ば ，シ グ ナ ル の 分 離 が よ く な る ．

図６

2D NOESY ス ペ ク ト ル （ 重 水 中 ）．

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 38

非 易 動 性 の プ ロ ト ン シ グ ナ ル を 帰 属 す る た め に ，図 ７ に 示 す よ う な 連 鎖 帰 属 を 行 う ．
図 7 に 示 し た NMR ス ペ ク ト ル の 領 域 に は ， H8， H6 お よ び H2（ 横 軸 ） と H1´お よ び
H5（ 縦 軸 ） と の 間 の NOE が 観 測 さ れ る ． RNA の 化 学 構 造 に そ っ て 残 基 内 の H8/H6 とH1´の NOE， そ し て 残 基 間 の H8/H6 と H1´の NOE（ 赤 丸 ） を 線 で つ な い で い く こ と に
よって連鎖帰属する．この領域のシグナルの帰属結果を利用して，シグナルの重なりが 多 い 領 域 （ 3.5～ 5 ppm 付 近 ） を 解 析 す る ． た だ し ， シ グ ナ ル の 重 な り が 多 い 領 域 の
解 析 に は ， 安 定 同 位 体 標 識 が 必 須 で あ る ． NMR ス ペ ク ト ル の 解 析 ソ フ ト ウ エ ア Felix（ Accelrys 社 製 ）を 用 い て ，帰 属 し た シ グ ナ ル の 体 積 を プ ロ ト ン 間 の 距 離 情 報 に 変 換 して ，構 造 計 算 に 用 い る 拘 束 条 件 フ ァ イ ル を 作 成 す る ．NOESY ス ペ ク ト ル の シ グ ナ ル を多く帰属することができれば，精度よく立体構造を決定することができる．

図７

2D NOESY ス ペ ク ト ル の 連 鎖 帰 属 ．
（ 塩 基 の プ ロ ト ン と リ ボ ー ス の H1´と の 間の NOE が 観 測 さ れ る 領 域 ）． 4 残 基 に つ い て 連 鎖 帰 属 の 結 果 を 線 で 表 し ， 残 基 内 の
NOE シ グ ナ ル に つ い て 残 基 番 号 ， 残 基 間 の NOE シ グ ナ ル を 赤 丸 で 示 し た ． 右 の 図の 黒 い 矢 印 は 残 基 内 の NOE を 表 し ， 赤 い 矢 印 は 残 基 間 の NOE を 表 す ．

立体構造計算NOESY ス ペ ク ト ル か ら 作 成 し た 拘 束 条 件 フ ァ イ ル に ，塩 基 対 の 情 報 と 化 学 結 合 の ね
じ れ 角 の 情 報 を 加 え る ． 塩 基 対 の 情 報 は 軽 水 中 の NMR ス ペ ク ト ル の 解 析 で 得 ら れ る ．
例 え ば ，DQF-COSY ス ペ ク ト ル あ る い は TOCSY ス ペ ク ト ル か ら は ，リ ボ ー ス の コ ン フォメーションの情報を得られる．
NMR 解 析 よ り 得 ら れ た 拘 束 条 件 を 導 入 し て ，simulated annealing（ SA）法 に よ る 計 算を 行 い ， 立 体 構 造 を 決 定 す る ． Amber の 力 場 を 用 い て ， 立 体 構 造 計 算 ソ フ ト ウ エ ア
InsightII/Discover Package（ Accelrys 社 製 ） あ る い は Xplor-NIH 8) に よ り 計 算 す る ． 計 算 プ
ロ ト コ ル は ， お お よ そ 次 の ３ ス テ ッ プ よ り な る ． ① 初 期 構 造 を ラ ン ダ ム に し た 後 ， 1000 K

ぐ ら い に す る ．② 温 度 を 下 げ な が ら ，NMR 解 析 か ら 得 ら れ た 拘 束 を 強 く し て い く ．③

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 39

エネルギーの最小化計算を行う ． こ の よ う な 計 算 を 100 回
程 度 の 計 算 を 行 う と ， NMR の拘束条件を満たす構造が相当数得られる．エネルギーが低い構造が拘束条件を満たし，それらが互いによく似ている
場合に，計算が収束したと判
断 す る （ 図 ８ ）．
安定同位体標識
RNA の 立 体 構 造 を 決 定 す る
ためには，安定同位体標識は
立 体 構 造 計 算 に よ り 得 ら れ た RNA の 立 体 構 造 ．

必 須 で あ る ． 15 N あ る い は 13 C

図８の化学シフトを利用すれば，左 の 図 は ， 100 回 計 算 し た 中 で エ ネ ル ギ ー が 低 か っ た

重なっているシグナルを区別

15 個 の 構 造 の 重 ね 合 わ せ ． 右 の 図 は ， 15 個 の 構 造 のすることができる．また，直平均構造．

接結合した核間の大きなスピン 結 合 を 利 用 し て 磁 化 を 移 す こ と が で き る ． 例 え ば ， HCCH-TOCSY ス ペ ク ト ル 9) を 測
定 す れ ば ，A の H8 と H2 の 相 関 シ グ ナ ル が 得 ら れ ，H2 の シ グ ナ ル を 帰 属 す る こ と が で
き る ．ま た ，HNN-COSY ス ペ ク ト ル 10) の よ う に 水 素 結 合 を 介 し た 磁 化 の 移 動 を 観 測 す
れ ば ， 塩 基 対 の 形 成 を 確 認 で き る ． さ ら に ， HCP ス ペ ク ト ル 11) と い う 核 酸 に 特 有 の 三
重 共 鳴 の 測 定 も 可 能 に な り ， 31 P の シ グ ナ ル を 帰 属 で き る よ う に な る ．
残余双極子相互作用
立 体 構 造 決 定 の 重 要 な 情 報 と な る NOE は ，核 間 距 離 の ６ 乗 に 反 比 例 し て 観 測 さ れ る
ため，プロトン間の距離が約５Å以内の時のみに観測される．このため，生体高分子の立体構造解析では約５Å以内の距離情報から全体構造を決定することになる．しかし，この従来の解析法では離れた部分どうしを関係付ける直接的な構造情報がないことが，生体高分子の全体構造を決定する上で問題点となっていた．つまり，局所的な構造情報の積み重ねによって全体構造を決定しているために，構造情報の誤差も積み重ねられてしまうのである．分子量が大きい場合あるいは核酸のように細長い分子の場合には，構造決定は特に難しかった．しかし近年，生体高分子を磁場に対して配向
さ せ る こ と に よ っ て ，従 来 の 溶 液 の NMR で は 観 測 で き な か っ た 異 方 的 な 磁 気 相 互 作 用から遠距離間の構造情報を引き出すことができるようになった．異方的な磁気相互作
用 と し て 注 目 さ れ て い る の が ，残 余 双 極 子 相 互 作 用（ residual dipolar coupling: RDC）で
あ る 12-14 ）． RDC の 解 析 は RNA の 立 体 構 造 を 決 定 す る た め に は 必 須 と な っ て い る ．

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 40

現 在 ， 安 定 同 位 体 標 識 お よ び 残 余 双 極 子 相 互 作 用 を 用 い て ， RNA の 立 体 構 造 解 析 は
約 80 残 基 の RNA が 構 造 決 定 さ れ て い る 15,16 ）．さ ら に ，こ の よ う に 大 き な RNA 分 子 の立体構造を決定するためには，まず解析可能な大きさに分割してそれぞれの立体構造
を 決 定 し ，そ れ ら を 組 み 合 わ せ る こ と に よ っ て 全 体 構 造 を 構 築 す る 方 法（ 部 分 分 割 法 ）が 有 効 で あ る ． さ ら に 高 分 子 量 の RNA の 立 体 構 造 を 決 定 す る た め に は ， RNA の NMR
解析に関する技術開発が必要である．
最後に，本原稿の執筆の機会を与えてくださった東京学芸大学の原田和雄先生，いつ も NMR 解 析 に つ い て ご 指 導 い た だ い て い る 千 葉 工 業 大 学 の 河 合 剛 太 先 生 に 感 謝 します．
NMR ス ペ ク ト ル に つ い て 補 足
NOESY (Nuclear Overhauser Effect SpectroscopY）
空 間 的 な 磁 気 的 相 互 作 用 （ dipolar coupling） に よ っ て 生 じ る NOE を 観 測 す る 方 法 ．
NOE は 1 H 間 の 距 離 の ６ 乗 に 反 比 例 し て 観 測 さ れ る た め ， NOE シ グ ナ ル の 強 度 か ら 1 H間の距離情報が得られる．

DQF-COSY（ Double Quantum Filtered COrrelation SpectroscopY）
カップリングしている同種核スピンの間に相関シグナルが得られる．多くは，２本
あるいは３本の化学結合を隔ててカップリングしているプロトンの相関シグナルを得る の に 用 い ら れ る ．相 関 シ グ ナ ル の 強 度 は ，化 学 結 合 の ね じ れ 角 に 依 存 す る ．例 え ば ，
リ ボ ー ス が C2´-endo 型 の 場 合 ，H1´-C1´-C2´-H2´の ビ シ ナ ル カ ッ プ リ ン グ は 大 き く な り ，
相関シグナルが観測される．

TOCSY（ TOtal Correlation SpectroscopY）
連続的なスピンの鎖に沿った磁化の伝達を利用し，同じスピン系に属するスピンの間に相関シグナルが得られる．相関シグナルの強度は，化学結合のねじれ角に依存する ． COSY の 場 合 ， H1´と H2´， H2´と H3´の 相 関 シ グ ナ ル は 観 測 さ れ る が ， H1´と H3´の 相 関 シ グ ナ ル は 観 測 さ れ な い ． 一 方 ， TOCSY の 場 合 ， H1´と H2´， H2´と H3´， さ らに H1´と H3´の 相 関 シ グ ナ ル も 観 測 さ れ る ．

HCCH-TOCSY
1

H か ら 13 C に 磁 化 を 移 し ，TOCSY に よ っ て 磁 化 を 移 動 さ せ た 後 ，13 C か ら 1 H に 磁 化を 戻 す 方 法 ．13 C ど う し の カ ッ プ リ ン グ を 利 用 す る こ と に よ っ て ，遠 く ま で 磁 化 を 移 動
さ せ る こ と が で き る ． 塩 基 13 C ど う し の カ ッ プ リ ン グ を 介 し て H2 と H8 の 間 に 相 関 シ
グナルが得られる．

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 41

HNN-COSY1

H か ら 15 N に 磁 化 を 移 し ， COSY に よ っ て 15 N 間 で 磁 化 を 移 動 さ せ た 後 ， 逆 の 経 路

で 15 N か ら 1 H に 磁 化 を 戻 す 方 法 ． N-H… N の よ う な 水 素 結 合 （ 点 線 ） の 場 合 に ， 水 素
結合を介したカップリングを利用して，相関シグナルが得られる．

HCP
1

H か ら 13 C，さ ら に 13 C か ら 31 P に 磁 化 を 移 し た 後 ，逆 の 経 路 で 31 P か ら 1 H に 磁 化 を

戻 す 方 法 ． COSY に よ っ て 磁 化 を 移 動 さ せ た 後 ，1 3 C か ら 1 H に 磁 化 を 戻 す 方 法 で あ る ．
P-O5´-C5´-C4´と C4´-C3´-O3´-P の ビ シ ナ ル カ ッ プ リ ン グ の 大 き さ は ，そ れ ぞ れ O5´- C5´(β )お よ び C3´- O3´ (ε )の ね じ れ 角 に 依 存 す る の で ，HCP の シ グ ナ ル 強 度 か ら β お よ び
εのねじれ角の情報が得られる．
参考文献
1) 河 合 剛 太 ， 金 井 昭 夫 編 ： 機 能 性 Non-coding RNA（ ク バ プ ロ ， 2006）2) http://www.pdb.org/pdb/home/home.do3) K. Wüthrich: NMR of Proteins and Nucleic Acids (Wiley, New York, 1986)
4) G. Varani, F. Aboul-ela, and F. H. –T. Allain: Progress in NMR spectroscopy 29, 51(1996).
5) S. S. Wijmenga and B. N. M. van Buuren: Progress in NMR spectroscopy 32, 287(1998).
6) B. Furtig, C. Richter, J. Wohnert, and H. Schwalbe: ChemBioChem. 4, 936 (2003).
7) 坂 本 泰 一 ： 分 光 研 究 55, 173 (2006).
8) C. D. Schwieters, J. J. Kuszewski, N. Tjandra, and G.. M. Clore: J. Magn. Reson. 160,
65 (2003)
9) P. Legault, B. T. II Farmer, L. Mueller, and A. Pardi: J. Am. Chem. Soc. 116, 2203
(1994).
10) A. J. Dingley and S. Grzesiek: J. Am. Chem. Soc. 95, 14147 (1998).
11) G. Varani, F. Aboul-ela, F. Allain, and C. C. Gubser: J. Biomol. NMR 5, 315 (1995).
12) N. Tjandra and A. Bax: Science 278, 1111 (1997).
13) M. R. Hansen, P. Hanson, and A. Pardi: Methods Enzymol. 317, 220 (2000).
14) 野 村 祐 介 ， 坂 本 泰 一 ， 河 合 剛 太 ： 分 光 研 究 55, 252 (2006).
15) S. Baba, K. Takahashi, S. Noguchi, H. Takaku, Y. Koyanagi, N. Yamamoto, and G.
Kawai: J. Biochem. 138, 583 (2005).
16) P. J. Lukavsky, I. Kim, G. A. Otto, and J. D. Puglisi: Nat. Struct. Biol. 10, 1033 (2003).

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 42

マサチューセッツ大学留学体験記
河原 正浩
東京大学大学院工学系研究科化学生命工学専攻
長棟研究室 助教
（かわはら まさひろ、Masahiro.Kawahara@umassmed.edu）
私は 2006 年 4 月から 2008 年 3 月までの予定で、
米国マサチューセッツ大学医学部（UMass Medical
School）の Kenneth L. Rock 教授のもとで、日本学術振興会海外特別研究員として研究させていただ
いております。このたび、留学体験記を執筆する機会を頂きましたので、本稿ではマサチューセッ
ツでの生活や研究内容について紹介させていただきます。
【留学先の決定まで】
私は今回の留学前には、所属研究室の長棟輝行教授のご指導のもとで、抗体可変領域とサイトカ
イン受容体とのキメラ受容体の構築とその応用に関して一貫して研究を行ってきました。もちろん、この研究はとても気にいっているのですが、研究を開始してから 10 年目となり、別の分野の研究に触れて再度一から勉強し、視野を広げてみたいと思うようになりました。それまでの研究は応用を指向した研究であったことから、基礎指向で、私が興味を兼ねてから持っていた免疫分野の研究室を探してアプライした結果、現在お世話になっている Kenneth L. Rock 教授（以下 Ken）から良いお返事を頂き、現在に至っております。
【マサチューセッツでの生活】
UMass Medical School はマサチューセッツ州で 2 番目の人口を有する都市 Worcester（ウースター）に位置しており、ボストンから車で約 1 時間程度の場所にあります。夏になるとレガッタ大会が毎週のように開催される Quinsigamond lake という湖が隣にあり、街の中心から少し離れた環境の良い場所です。医学部以外の学部は Amherst など別の都市にあることもあり、落ち着いた雰囲気です。
日本人は約 20 家族いて、ちょうど村のような雰囲気で、皆さんが親切でお互いに助け合ったりイ
ベントを共有したりしてとても良いコミュニティーです。Worcester はマサチューセッツ第 2 の都市とはいえ、ボストンとは比べ物にならないくらい街の規模は小さく、日々の生活には車が必須です。
日本食材を売る専門店は近隣にはなくボストンまで行く必要がありますが、ベトナムや中国・韓国
食材店があるため、似たようなものは大抵そろいます。Worcester には世界各地のレストランがあり、色々な料理を楽しむことができます。特にニューイングランド地方の名産であるロブスターとクラ
ムチャウダーはおいしいです。なお、ロブスターは魚屋で手軽に買うことができて、私自身もよく自宅で調理しました。調理といっても煮るだけなのですが、生きたロブスターを煮立った鍋に入れるのは慣れるまで大変でした。勇気を持って煮立った鍋にロブスターを入れることができれば、レ
ストランのバター風味より格段においしい醤油ベースの味付けで食べられるので、私はだいぶ気に入っています。
気候は 1 月から 3 月まではとても寒く、最低気温がマイナス 20 度まで下がる日もありました。
しかし、思ったより寒さは感じません。というのも、部屋の中はセントラルヒーティングで暖かく、冬全体の体感温度としては東京よりも暖かく感じました。積雪は毎年 12 月～3 月までの間で数回ありますが、雪が降ったときは、すぐにたくさんの除雪車が巡回して道路を除雪し、日本よりも復旧が早いです。この寒い冬の代わりに、5 月から 11 月まではとても自然が美しく、日も長いので多く

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 43の人が旅行などの外出を楽しみます。私と妻は自然を散策するのが好きで、マサチューセッツ州や近隣の州の山に出かけて多くの美しい自然に触れることができました。また、近くに果物狩りができる農場があり、イチゴ、ブルーベリー、アメリカンチェリー、黄桃など、新鮮でおいしい果物を楽しみながら入手することもできました。都会の雑踏よりも自然に囲まれてのびのびと生活したい
方にはお勧めの地域だと思います。また、大都会ほどではありませんが、Worcester でも文化的な娯楽施設はそれなりに揃っています。特に Worcester のダウンタウンにある Mechanics Hall は音響効
果も抜群で内部も立派で、よく無料コンサートが開催されるので私も数回聴きにいきました。また、
AHL リーグのアイスホッケーチーム Worcester Sharks の本拠地であり、割と安価にアイスホッケーを観戦できます。その他、美術館、武器博物館（これはちょっと変り種ですが・・）、動物園などもあります。また、ボストンも近いので、レッドソックス戦の野球観戦など、大都市の娯楽も割と手軽に楽しむことができます。少し遠いですが、片道 3 時間半でニューヨークに行くこともできます。

左図：UMass の概観。これは Rock Lab のある School building で、病院と連結しています。他にも研究室が入っている building が幾つか点在しています。
右図：自宅で調理したロブスター。安価で入手できて、とてもおいしいです。

【UMass Medical School について】
UMass Medical School は 1962 年に設立された、マサチューセッツ州で初の、そして唯一の公立の医学校です。特に、医学教育に関しては、2006 年の Primary care education のランキングで 4 位にランクインするなど、毎年 top 10 の常連であり、高く評価されています。学部は School of Medicine,
Graduate School of Biomedical Sciences と Graduate School of Nursing があります。医学の基礎研究のほか、分子生物学の研究室があり、約 250 名の Faculty がいます。中でも、私が渡米した 2006 年には、RNAi の研究で Craig Mello 教授がノーベル医学生理学賞を受賞され、大きく注目されました。
日本の研究室のシステムと異なる点を挙げますと、よく使う試薬やキットに関しては、研究室にないことが予期せず分かっても、大学内にメーカーが設置した冷蔵庫や在庫から取り出すことができるので助かります。一番面白かったのは、New England Biolabs 社の冷蔵庫で、日本でのパンやお菓
子の自動販売機のように、選択ボタンを押すと、制限酵素やマーカーなどが押されて出てきて入手できます。また、建物内にある研究室のごみ収集や掃除は業者が行っており、オートクレーブや器具の洗浄なども学科で雇った研究補助員が行ってくれるので、研究に専念できる環境が整備されていると感じました。

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 44

左図：New England Biolabs 社の冷蔵庫。まさに自動販売機の感覚です。
右図：Rock Lab の細胞培養室の様子。

【研究室生活】
現在 Rock Lab のメンバー構成は、教授 1, Research assistant professor 1, ポスドク 6、博士課程学生
4、ラボマネジャー＋テクニシャン 2、秘書 1 の 15 名です。国籍はアメリカ 5、日本 3、中国 2、イギリス 1、スペイン 1、インド 1、フィリピン 1、メキシコ 1 です。私が加わった当時は他にカナダ、台湾からのポスドクもいました。Ken はアメリカ人ですが、英語は聞き取りやすくゆっくり話してくれるので助かりました。しかしラボのメンバーは容赦なく速いスピードで英語を話すため、特に最初の頃はなかなか聞き取れず苦労しました。ラボに限らず日常生活で実際に使われる英語は、日本で接していた英語よりもだいぶ速く、聞き取りにくいもので、また自分の話す英語も思ったより通じなかったのですが、これは実際経験して初めて分かったことでした。ラボの meeting ですが、毎週一人ずつが発表する Lab meeting と、各自が担当する Journal の文献の Abstract 紹介が 2 週に 1回あります。また、2 週に一度、Ken との個別の Meeting があります。
Ken の研究室は病理学科に所属していますが、実際の研究内容は免疫分野の生化学で、主にマウスを使った解析に力を入れています。主なテーマの一つは、死細胞によって引き起こされる炎症反応メカニズムの解明です。古くから、外来蛋白質を生体内に投与するだけでは免疫応答は活性化せず、アジュバントと呼ばれる免疫賦活物質が必要であることが知られています。細菌感染の際の免疫応答では、LPS などの細菌由来物質がアジュバントとして機能することが分かっていますが、がんやウィルス感染においては細菌由来の物質はないにも関わらず、免疫応答は誘発されます。おそらく細胞内の何らかの分子がアジュバントとして機能していると考えられていましたが、具体的な分子については長い間謎でした。Rock Lab では死細胞の細胞質画分を HPLC で分画してアジュバン
ト活性を持つ物質を探索した結果、その一つが尿酸であることをつきとめました 1)。また、死細胞によって引き起こされる炎症反応において IL-1α と Myd88 が重要な役割を果たすことを発見し 2)、
さらに詳細な分子メカニズムの解明を進めています。
もう一つの主要なテーマは細胞内 MHC クラス I 分子への抗原提示機構の解明で、私も携わったテーマです。抗原提示は細胞内の蛋白質分解機構を利用して行われており、その過程で生じた一部のペプチドが MHC クラス I 分子上に提示されます。この提示されるペプチドの C 末端側はほとん
どの場合プロテアソームによって切断されて作られることが分かっています。しかし、N 末端側の切断に関しては関与が示唆されるペプチダーゼが近年いくつか同定されてきているのですが、各ア

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 45

ミノペプチダーゼの基質特異性や抗原提示における寄与の度合いについてはまだ理解されていません。そこで Rock Lab では種々の細胞質アミノペプチダーゼのノックアウトマウスを用い、抗原
提示アッセイやウィルス感染時の T 細胞応答を観測することでその役割を解析しています 3), 4)。私の場合、私の渡米と同時期にラボを離れるメンバーのテーマを引継ぐ形でテーマが決まりました。
しかし、私はマウスを扱った経験がなく、右も左も分からない状態に加え、英語でのコミュニケー
ション能力が充分でないことから、だいぶ苦労しました。毎日が初めて行う実験ばかりで、ラボのメンバーに丁寧に指導してもらい、少しずつ知識・スキルを習得することができました。日々、マウスと格闘しながら、奥の深い免疫学の一端ではありますが実験手法や研究の進め方など、色々なことを学ぶことができました。
【おわりに】
日本にいたときには、細胞機能に関わる蛋白質を改変して何か面白い応用はできないだろうか、と常日頃考え、方法論の着想を目指していましたが、対照的にRock Lab では Scientific な仮説を検証するためにどのような方法論を選んで実験するか、を考えてきました。頭の使い方が異なり、そのギャップをなかなか埋められずに格闘してきたような気がします。
その過程で、学問的な知識や方法論に対する幅広い知識が自分には欠けていることに気付かされました。研究に対する姿

図：Rock Lab のメンバー。後列左から 4 番目が Ken、3

勢や考え方について、自分の過去を振り番目が筆者です。

返り、今後どうあるべきなのかについて考えさせられました。また、海外生活では自分が外国人という立場になり、また他の国の友人の話などから、社会政策やルールについても考えさせられました。海外生活の経験は私にとって視野を広げる良いきっかけになりました。
最後になりましたが、このたびは留学体験記を執筆する機会を頂きまして、編集委員の先生方に大変感謝致しております。また、米国に快く送り出して下さった長棟輝行教授、見ず知らずの分野
違いの私を懐の深さで受け入れて下さった Ken、学生同然の私に色々なことを教えて下さった RockLab のメンバー、そしてこの海外生活を一生懸命支えてくれた妻・由香理に深く感謝致します。
1) Shi Y, Evans JE, Rock KL. Molecular identification of a danger signal that alerts the immune system todying cells. Nature 425, 516-521 (2003).
2) Chen CJ, Kono H, Golenbock D, Reed G, Akira S, Rock KL. Identification of a key pathway required forthe sterile inflammatory response triggered by dying cells. Nat Med 13, 851-856 (2007).
3) York IA, Brehm MA, Zendzian S, Towne CF, Rock KL. Endoplasmic reticulum aminopeptidase 1(ERAP1) trims MHC class I-presented peptides in vivo and plays an important role in immunodominance.
Proc Natl Acad Sci USA 103, 9202-9207 (2006).
4) Towne CF, York IA, Watkin LB, Lazo JS, Rock KL. Analysis of the role of bleomycin hydrolase in
antigen presentation and the generation of CD8 T cell responses. J Immunol 178, 6923-6930 (2007).

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 46

シンポジウム等会告第 4 回ナノバイオ国際シンポジウム「ナノバイオ技術実用化の新展開」
2008 年 2 月 13-14 日

東京ビッグサイト(http://www.ics-inc.co.jp/nanobio/)［第 1 日目］
基調講演

2 月 13 日（水）「創薬・医療に役立つナノバイオテクノロジーの進化」

13:00-13:45「科学技術連携施策群および METIS のナノバイオへの取組」:

総合科学技術会議専門委員、川崎医療福祉大学 教授 梶谷 文彦氏

招待講演１

13:45-14:20:「創薬・予知医療における分子イメージングの活用」

独立行政法人 理化学研究所 分子イメージング研究プログラム ディレクター

招待講演 2
独立行政法人

14:20-14:55「分子イメージングバイオマーカーの創薬・医療への展開」:

放射線医学総合研究所

分子イメージング研究センター

分子神経イメージング研究グループ グループリーダー

招待講演 3

15:00-15:35

渡辺 恭良氏須原 哲也氏「ゲノム科学で変わる医療、創薬」:

京都大学 大学院薬学研究科 創薬科学専攻 ゲノム創薬科学分野 教授 辻本 豪三氏

招待講演 4 15:35-16:10:

東海大学 医学部医学科

基礎医学系分子生命科学 教授 平山 令明氏

招待講演 5

16:10-16:45「In silico 科学をどのように創薬に活かすか？」: 「ナノバイオを利用した先端医療の実用化」

大阪大学 大学院医学系研究科 臨床遺伝子治療学 教授 森下 竜一氏[第 2 日目]

2 月 14 日（木）「ナノテク・MEMS が実現する次世代医療機器開発と実用化の課題」

基調講演 1

13:30-14:15:「バイオテクノロジー医薬品・医療機器の実用化にかかる臨床研究推進の諸課題と取組」
京都大学 大学院医学研究科 薬剤疫学分野 教授

川上

浩司氏

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 47

基調講演 2

14:15-15:00:「Nanotechnology for Cancer Molecular Imaging and Personalized

Therapy」
Shuming Nie, Ph.D. Nanoparticle-based cancer molecular imaging,molecular profiling and parsonalized
therapy.
NCI Centers of Cancer Nanotechnology Excellence(CCNEs).
Emory-Georgia Tech Nanotechnology Center for Personalized and Predictive Oncology Principal
investigators

招待講演 1 15:05-15:40「DNA マイクロアレイの開発とその応用」」:

名古屋大学予防早期医療創成センター（日本ガイシ株式会社研究開発本部） 吉田 安子氏

招待講演 2

15:40-16:15「人工 DNA を素材として実現するたんぱく質の検出法」:

株式会社富士通研究所 ナノテクノロジー研究センター 主席研究員 藤田 省三氏

招待講演 3

16:15-16:50「自律高機能な在宅治療を可能にするナノデバイスの開発」:

国立循環器病センター研究所

先進医工学センター

招待講演 4「バイオセンサからバイオインターフェイスへ〜日常的な健康モニ

16:50-17:25:

循環動態機能部 杉町 勝氏

ター技術の創出〜」
松下電器産業株式会社 バイオ技術開発室

岡 弘章氏

名古屋大学フォーラム

2008「予防早期医療創成」
2008 年 2 月 28 日

名古屋大学豊田講堂（http://www.pme.coe.nagoya-u.ac.jp/event1/）

コーディネーター：
町永俊雄氏

NHK エグゼクティブ・アナウンサー

パネリスト：
鎌田實氏

諏訪中央病院名誉院長

菊川

怜氏

女優

名大医学系研究科および名大工学研究科教授各 1 名

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 48

第二回 九大先導研・英国・東北大多元研 ジョイントワークショップ
IMCE Kyushu University-England-IMRAM Tohoku University
2nd Joint Workshop

東北大学多元物質科学研究所では日英産学間のグローバル共同研究開発を促進する為、九州大学先導物質化学研究所と共同でＵＫ‐ＪＡＰＡＮ２００８公認イベントの一環として第二回日英ナノ
バイオ・ワークショップ及びレセプションを下記の要領で開催することになりました。詳細はhttp://www.tagen.tohoku.ac.jp/general/information/gyouji-j.html にアクセス頂きご確認、お申し込み下さい。

開催日：

２００８年３月１０日（月）・１１日（火）会

東北大学北平キャンパス

場：

多元物質科学研究所

材料・物性総合研究棟１号館大会議室<http://www.tagen.tohoku.ac.jp/general/access/access-j.html>http://www.tagen.tohoku.ac.
jp/general/access/access-j.html<http://www.tagen.tohoku.ac.jp/general/access/campus-map.gif>http://www.tagen.tohoku.ac.jp/general/access/campus-map.gif
主催：

東北大学多元物質科学研究所（IMRAM）
九州大学先導物質化学研究所（IMCE）

共催：

英国北東イングランド経済開発公社（ONE NorthEast）

後

援：

英国大使館
東北大学原子分子材料科学高等研究機構（WPI Research Center）

定

員：

１００名
参加費：

無料

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 49

第 58 回医用高分子研究会「新世代医用高分子へのチャレンジ」＜趣旨＞

今日および将来における，人工臓器・再生医療・ドラッグデリバリーシステム・診断シ

ステムなどの先進的医療を具現化し，進化（深化）させるための新しい概念と材料の誕生が切望されていますが，その前には種々の解決しなければならない難問が立ちはだかっています。こうした一種の閉塞的状況を打破するためには，これまでの成果や知見を冷静に分析・整理した上で，柔軟な発想によりこの難問を打破する新概念を創出すると同時に，次世代の医用高分子研究を担う若手研究者の発掘・育成が必要不可欠です。今回の研究会は，久しぶりに関西地区での開催ということもあり，関西地区の大学・企業等の学生・若手研究者を主な対象とし，人材の発掘・育成を主眼としたプログラムを企画しました。冒頭に，医用高分子研究の第一線で長年先導的立場を担って来られた松田武久先生に教育的な見地から特別講演を行っていただいた後，関西地区を中心に活躍し，
現在・未来における医用高分子研究を背負って立つことを期待される若手研究者を講師として，主要分野のレビューと今後の展望について紹介していただくこととしました。本研究会が将来の医用高分子を目指す人材の開拓に繋がるとともに，若手医用高分子研究者への自覚と成長を促す契機になることを期待して，大学院生や企業・研究所の若手研究者の積極的な参加をお待ちしています。

主催 高分子学会

医用高分子研究会

協

賛 日本化学会・日本人工臓器学会・日本薬学会・日本バイオマテリアル学会・日本 DDS 学会（予定）日

時 平成 20 年 3 月 12 日（水）10：00 〜 17：00

会

場 関西大学 100 周年記念会館ホール 1

交

通 阪急電鉄千里線

関大前駅下車(大阪府吹田市山手町 3-3-35

電話 06-6368-1121)

徒歩約 5 分(http://www.kansai-u.ac.jp/Guide-j/access.html

参照)＜プログラム＞
1.バイオマテリアル研究の黎明期から飛躍期にかけての私の経験（兵庫県大）遊佐真一

2.医用高分子の合成：現状と新展開
3.新しい生分解性材料と用途開発（関西大）岩崎泰彦

4.硬組織適合型材料の設計と新展開（阪大）渡邉順司

5.再生医療へ向けた幹細胞技術
6.DDS の新しい方法論と展開（国立循環器病セ）馬原淳（阪府大）原田敦史

7.バイオセンシングを目指す糖鎖材料（北陸先端大）三浦佳子

8.医用材料研究における課題を考える（東医歯大）岸田晶夫（金沢工大）松田武久

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 50＜参加要領＞
1) 定員 80 名
2) 参加費 企業 5,250 円、大学・官公庁 3,150 円、学生・ゴールドシルバー2,100 円、医用高分子研究会メンバー 無料
3) 申込方法 下記学会 HP からお申込いただき、参加費を 3 月末日までにご送金ください。参加証、請求書（希望者のみ）を順次配布いたします。
http://www.spsj.or.jp/entry/annaidetail.asp?kaisaino=306
4)

振込先 銀行振込＜三菱東京 UFJ 銀行 銀座支店 (普通) 1126232 （社）高分子学会＞

郵便振替＜00110-6-111688（社）高分子学会＞

振込手数料は振込人にてご負担くださいますようお願いいたします。
＜連絡先＞ 高分子学会〒104-0042

第 58 回医用高分子研究会係

東京都中央区入船 3-10-9

TEL03-5540-3771

FAX03-5540-3737

新富町ビル 6F

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 51

日本化学会

第 88 春季年会

特別企画

ナノバイオ研究に貢献するケミストリー-細胞解析手法の新展開を中心として2008 年 3 月 28 日

午前

立教大学

企画担当者：民谷栄一（阪大院工）
最近のノーベル化学賞をみても明らかなように遺伝子の転写(2006)、ユビキチンタンパクの分解(2004)、イオ
ンチャンネルの情報伝達(2003)、ATP 生合成システム(1997)など生体の有する分子認識機構や分子合成機構の解明が「化学」として取り上げられています。また，質量分析、NMR など生体分子構造や解析する分析化学
方法(2002)や超微量の DNA の取り扱いを可能にする PCR(1993)なども対象となっており、今日の驚異的なバイオ分析ツールへの展開を可能にしています。本企画では、「ナノバイオ」研究において本質的に求められている細胞シグナル分子のデジタル定量、一細胞レベルでの解析、細胞間の情報ネットワーク解析など解析手法などを焦点として議論したい。また、日本化学会学術活性化委員会において中長期テーマとしても設定されている「ナノバイオ」分野における重要な課題でもあり、バイオテクノロジー、生体機能関連化学，ナノ
材料、分析化学、物理化学など広い分野からの参加を期待しております。

プログラム：3 月 28 日
09:30-09:35 はじめに(阪大院工)民谷栄一
座長

民谷栄一

09:35-09:55 細胞内分子解析のための化学ツールの創製(京大院工)浜地

格

09:55-10:25 生体分子の機能解明を目指すイメージング法の開発(東大院理)小澤岳昌
座長 浜地 格10:25-10:45 細胞内生体分子群の動態シグナルの解析-網羅的侵襲定量データの集積に向けて(京大院農)植田充美
10:45-11:15 蛍光寿命イメージング測定と細胞内ダイナミクス(北大電子研)太田信廣
座長

植田充美

11:15-11:30 細胞間シグナル解析ツールの開発(阪大院工)民谷栄一
11:30-12:00 空間分解ラマン分光による生細胞の局所構造機能解析(東大院理)浜口宏夫
12:00-12:20 1 細胞中 mRNA 計測技術の開発(日立製作所)神原秀記
12:20-12:30 まとめ(東京農工大)松永是生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 52

日本化学会

第 88 春季年会

特別企画

アドバンスト・テクノロジー・プログラム(ATP) バイオ系
2008 年 3 月 28 日〜29 日

立教大学

協賛：日本化学会生体機能関連化学部会・日本化学会バイオテクノロジー部会※下記情報は化学と工業 1 月号掲載のものです。最終的な情報はプログラム(化学と工業 3 月号)をご覧下さい。

特別基調講演「協和発酵におけるバイオイノベーション」（協和発酵・相談役）平田正

T7. グリーンバイオ
A.バイオコンバージョン
B.バイオマス・バイオポリマー）

オーガナイザー：大橋武久（カネカ 顧問），鴻池敏郎（塩野義製薬生産技術研・製薬研究部長），福居俊昭（東工大院生命理工・准教授），須貝 威（慶應大理工・准教授）

グリーンケミストリーは自然との共存共栄で実現する経済発展と質的に豊かな生活を構築していく上で重要、不可欠の技術である。本技術は２１世紀の課題の重要なポイントと認識されている。
グリーンバイオケミストリーはグリーンケミストリーの重要技術をバイオテクノロジーで構築していく事が期待されている。
本セッションでは A．バイオコンバージョン、B．バイオマス利用・バイオポリマーなどの各重要技術の現状や展開につき基調講演、招待講演，依頼講演やポスター発表で紹介，討論する。
これら技術はいずれも，カーボンニュートラル、省エネルギー，地球温暖化防止、廃棄物削減、環境汚染防止、健康．安全、QOL 向上，創薬などに寄与するものであり産官学での技術構築が望まれる。

基調講演
試験管内でタンパク質を作る：技術開発とタンパク質生物学への応用に向けた試み（愛媛大/愛媛大無細胞生
命科学工学研究セ・理事/センター長）遠藤弥重太
招待講演
天然物合成に役立つ酵素反応（東大院薬・教授）福山 透
化学企業でのバイオコンバージョンの活用と展望(カネカ・取締役常務執行役員) 高橋里美
有機金属錯体、金属塩を利用する合成反応から生体触媒への道(立教大理・名誉教授) ○堀内 昭・宇月原 貴

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 53
光
有機合成化学で糖タンパク質の動態を観る(理研・主任研究員) 伊藤幸成
有機物代謝から電流を取り出す微生物燃料電池ができること(広島大院先端・准教授)柿薗俊英
廃木材からのバイオエタノールの製造（バイオエタノール･ジャパン･関西・代表取締役社長）金子誠二
バイオプラスチツクの新展開（阪大院工・教授）宇山 浩
バイオポリマーの高機能化と電子機器への利用（日本電気ナノエレクトロニクス研・主席研究員）位地正年

T8.フロンティアバイオ
A.

ナノバイオ・バイオ計測

B.

バイオマテリアル・先端医工学

オーガナイザー：三原久和（東工大院生命理工・教授），秋吉一成（東医歯大生材研・教授），磯部直彦（住友化学技術・経営企画室・担当部長），高柳輝夫（第一三共・監査役），渡邉英一（東大院工・産学官連携研究員）

ナノテクノロジーとバイオテクノロジーの融合領域である、ナノバイオテクノロジーの研究開発が盛んになってきた。事業化に関しても本分野はかなり有望なターゲットである。この分野における我が国の基礎研
究は世界的にも高いレベルにあり、その応用や産業化を考える時期が到来したといえる。
本セッションでは、この研究分野の第一線でご活躍の方々の基調講演、招待講演および依頼講演(企挙ｺ span
lang=EN-US>)をもとに、ナノバイオの研究開発と産業化について、その現状と将来を議論できる場を提供する。また、一般講演（ポスター発表のみ）では、企業や大学等からの多くの発表を期待している。

基調講演
科学技術政策と産学連携によるイノベーション（京大院薬・客員教授）清水一治
招待講演
膜超分子モーター研究のナノサイエンス（阪学産研・教授）野地博行
細胞内分子動態計測への挑戦−生体適合型フェムトセカンドレーザー分子メスの開発−（京大院農・教授）植田充美
細胞シート工学による再生医療の創出（東京女子医大先端生命医科学研・所長）岡野光夫
先端医療を具現化するバイオマテリアル・ＤＤＳ技術（京大再生医科学研・教授）田畑泰彦

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 54

日本化学会

第 88 春季年会

特別企画「分析化学イノベーション２０２５」2008 年 3 月 30 日

梅澤

喜夫

立教大学

9:30-9:40

はじめに（武蔵野大）

9:40-10:00「イノベーション創出のための先端分析機器開発」

10:00-10:20「分析機器開発の現状と課題」

澤田嗣郎（科学技術振興機構）

10:20-10:40「研究領域開拓：メタロミクス研究」

原口紘 （日本分析化学会）

10:50-11:10「今後の分析化学研究のポイント：

分離分析

11:10-11:30「今後の分析化学研究のポイント」：

マイクロ・ナノ分析

北森

11:30-11:50「今後の分析化学研究のポイント」：

極限計測 喜多村昇 (北大)

11:50-12:10「今後の分析化学研究のポイント」
：

バイオ分析

12:10-12:30「今後の分析化学研究のポイント」：

まとめと展望二瓶

大塚好正（東理科大）

浩二（京大）武彦（東大）

馬場 嘉信 （名大）
鈴木

孝治

（慶大）

第 88 春季年会「特別企画」（立教大学）「生体機能の理解と制御を目指した生命化学の最前線」（平成 20 年 3 月 30 日午前）趣旨：
ナノバイオやケミカルバイオを包括する「生命化学」領域の最前線において、爆発的に拡大する生体機能分子を対象とした分子レベルで精密な化学の構築が必要不可欠であるとの認識が高まっている。そのような流れの中、生体機能分子の構造機能解析を担う計測技術や分子ツールの合成・開発から、化学的な観点に立脚した分子生物学的な手法の創出、および生体機能分子の制御やその機能改変を目指した新手法の構築などにおいて最先端の研究成果が我が国の若手研究者によって発表されつつある。本特別企画では、実際にその研究を担っておられる学際領域の若手・中堅の研究者自身にその成果を中心として新しい潮流について講演いただき、新しい日本独自の生命化学の研究展開と産学連携の可能性などに関しても議論したい。

プログラム：
座長

杉本 直己

09:30-09:35
趣旨説明(東工大院生命理工)三原 久和

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 55
09:35-10:00
新しい分子認識とラベル化法に基づいた小分子プローブによる生体機能蛍光センシング(京大院工)王子田彰夫
10:00-10:30「化学」を駆使した「医療」への新たな貢献-スマート蛍光プローブの精密設計に基づく in vivo がんイメー

ジング- (東大院薬) 浦野 泰照
座長

馬場 嘉信

10:30-11:00
マイクロから拡張ナノ空間へ(東大院工)北森

武彦

11:00-11:30
化学的刺激に応答する機能性核酸マテリアルの開発(甲南大 FIBER)三好
座長

和田 健彦

11:30-12:00
生体分子にヒントをもらう“ものづくり”(名大院理)田中健太郎

12:00-12:25
フレキシザイムを用いた特殊ペプチドの翻訳合成(東大先端研)村上
12:25-12:30
まとめ(京大院工)浜地 格

裕大輔

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 56

遺伝子・デリバリー研究会

第８回シンポジウム

日時：2008 年 5 月 9 日（金）場所：千里ライフサイエンスセンター（〒560-0082 大阪府豊中市新千里東町１丁目 4-2）

講演：
藤原俊義

先生（岡山大学大学院医歯学総合研究科

遺伝子・細胞治療センター）「テロメラーゼ活性を標的とするウイルス製剤のがん診断・治療へ の応用」
水野正明先生（名古屋大学大学院医学系研究科

遺伝子治療学）「Liposomal Delivery System と細胞」
片岡一則

先生（東京大学大学院工学研究科）」「遺伝子治療実用化に向けたインテリジェント超分子ナノデバイスの構築」
櫻井和朗

先生（北九州大学大学院国際環境工学研究科）「抗原提示細胞上のグルカン認識部位である Dectin-1 を標的にした核酸医薬の DDS」
中西真人

先生（産総研バイオセラピューティック研究ラボ）「持続発現型 RNA ウイルスベクターの開発と応用」
西川元也

先生

（京都大学大学院薬学研究科）「導入遺伝子発現プロファイルの速度論解析に基づく遺伝子デリバリーシステムの最適化」
丸山一雄

先生

（帝京大学薬学部）「バブルリポソームと超音波による GDS・DDS」

一般演題としてポスター発表を募集します。奮ってご応募ください。
詳細スケジュール、一般演題申込、参加登録、参加費に関しては、遺伝子・デリバリー研究会のホームページ http://www.gene-delivery.org/ をご参照ください。

事務局・問い合わせ先：〒558-8585

大阪市住吉区杉本 3-3-138

大阪市立大学大学院工学研究科化学生物系専攻
遺伝子・デリバリー研究会第 8 回シンポジウム運営実行委員長
entry2008@gene-delivery.org
電話：06-6605-2696

FAX：06-6605-2785

長崎健生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 57

2nd International Symposium"Cellular Delivery of Therapeutic Macromolecules 2008"
Cardiff University UK
Sunday June 22nd - Wednesday June 25th 2008
http://www.cdtm2008.cardiff.ac.uk/

Topics include:
Endocytosis and organisation of the plasma membrane
Membrane microdomains
Interaction of Polyplexes with cellular barriers
Challenges of Gene delivery for Cancer therapeutics
Gene Delivery Vector components: Characteristics influencing uptake and trafficking
Cellular dynamics of cell penetrating peptides
siRNA delivery and therapeutics
Antibody transport across biological barriers
Exploiting transcytosis for macromolecular drug delivery
Cellular uptake and trafficking toxins; implications for macromolecule delivery
Macromolecule Transport through the Blood Brain Barrier
Macromolecule Transport through Epithelial barriers
Exploiting carbohydrates for the cellular delivery of macromolecules
Dendrimer-based therapeutics
Polymer interactions with cells
Challenges and Opportunities in the commercial development of macromolecule therapeutics

生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 58

お知らせコーナー

受賞のお知らせ
馬場嘉信（名古屋大学大学院工学研究科 教授）
日本化学会 第 25 回学術賞
「ナノバイオデバイスの創製と生体分子分析への展開」（2008 年 3 月 27 日、日本化学会第 88 春季年会において受賞予定）

杉本直己（甲南大学理工学部 教授

兼先端生命工学研究所長）

日本化学会 第 25 回学術賞
「核酸の安定性及び新しい機能に関する定量的研究」（2008 年 3 月 27 日、日本化学会第 88 春季年会において受賞予定）

中谷 和彦氏（大阪大学産業科学研究所 教授）
日本化学会 第 25 回学術賞
「ＤＮＡの特異構造を認識する小分子の創成に関する研究」（2008 年 3 月 27 日、日本化学会第 88 春季年会において受賞予定）

編集後記
ここに 2008 年最初の生命化学研究レターを無事お送りすることができ、編集担当一同、喜んでおります。
執筆者による力のこもった原稿を誰よりも早く読ませて頂く喜びを感じながら、今回もその熱気に後押しされて何とか編集作業を終えることができました。お陰様で、内容、ボリュームともに充実した号になりました。
執筆者には重ねてお礼申し上げます。今回は私の専門である核酸に関する話題が多くなりましたが、現在の編集担当者３名の専門を生かしつつ、全体としてバランスが取れるよう努力する所存でございますので、どうかご理解くださいますようお願い申し上げます。
井原氏の巻頭言にもありましたように、１月には記念となる第 10 回生命化学シンポジウム・研生命化学研究レター No. 26 (2008 February) 59

究会を盛況のうちに終えることができ、次の 10 年に向けて力強い一歩を踏み出したように思います。また、本研究会は 2008 年 3 月から「フロンティア生命化学研究会」として、三原会長のリーダーシップのもとで再出発することになりました。今後も会員の皆様と共に研究会の新たな展開を模索できることをうれしく思っております。
次号(No. 27)は、長崎 健氏（大阪市立大学）の担当により、2008 年 6 月に発行を予定しております。今後も、生命化学研究レターをよろしくお願い致します。
原田和雄
東京学芸大学教育学部(harada@u-gakugei.ac.jp)

編集担当：
長崎 健（大阪市立大学）
円谷 健（大阪府立大学）