Vol.

19
2017

Contents
はじめに
FIBER 伝説FIBER 研究最前線レポート

海外連携研究レポート
未来大学 in NanoBioNow
PICK UP FIBER
FIBER 余話

はじめに

甲南大学先端生命工学研究所（FrontierInstitute for Biomolecular Engineering
Research: 略称FIBER）
は生命分子工学分野において世界最高水準の研究・教育を実施する研究所として2003年に設立されました。
本機関誌NanoBioNowは、FIBERの理念、研究、成果をよりわかりやすく、
より面白く伝える作りになっています。

設立以降、化学の基礎と応用の両輪で進めてきたFIBERの研究成果は、いよいよ私たちの 身 近なくらしに役に立つ段 階に入ってきました。甲南学園創立者の平生釟三郎先生が「人間はおもしろいかありがた
いかのいづれかでなければ寄つてくるものぢゃないよ」とおっしゃったように、今後も「おもしろい」サイエンス・「ありがたい」エンジ ニアリングを展 開していきますのでどうぞご期待ください。
本号担当編集FIBER講師 高橋俊太郎

本
号
の
案
内
人

FIBER では生命・健康・材料・環境の四領域を束ねて「ひと」を科学すること

S
所
長を目標に日々研究が行われています。

サイエンスという荒波を乗りこなします

01

2017

FIBER 伝説

FIBER
伝説

「フジヤマのトビウオを飛躍させた男」
FIBER 所長

杉本直己

世界的競泳選手であった、橋爪四郎のことを書こうとしている。年配の方はよくご存じであろうが、若い方はいかがであろうか。1948 年（昭和 23 年）のロンドンオリンピック。敗戦国の日本は参加が認められなかった。翌 1949 年、日本水泳連盟の国際水泳連盟への復帰が認められ、彼はロサンゼルスで開催された全米水泳選手権に参加。1500m 自由形決勝で18 分 32 秒 6 の世界新記録を出した。しかしながら同じ大会で、日大水泳部の同期である古橋廣之進に18 分 19 秒 0 で新たに世界新記録を樹立され、2 位に終わる。以後、橋爪と古橋の競い合いは続き、橋爪は 11 回も世界記録を更新したが、全て古橋に次ぐ記録であったようだ。古橋は世界的に「フジヤマのトビウオ（The Flying Fish of Fujiyama）」と呼ばれ、2008 年スポーツ選手としては史上初の文化勲章に輝く。一方、橋爪は常に、古橋の陰に隠れる存在であった。
しかし、橋爪あっての古橋ではなかったかと私は思っている。橋爪がいなければ、古橋の驚異的な世界記録は生まれていなかったのではないか。古橋の才能を引き出したのは、素晴らしいライバルの橋爪ではなかったか。同じ1949 年に湯川秀樹が日本初のノーベル賞に輝いた。この湯川のノーベル賞受賞は橋爪・古橋の世界記録更新とともに、敗戦・占領下で自信を失っていた日本国民に大きな力を与えた。この湯川にも、朝永振一郎という京都帝大同期の強烈なライバルがいた。のちには朝永もノーベル賞を手にすることになる。
「1 番じゃなきゃだめですか？2 番じゃダメなんでしょうか ？」という有名な言葉がある。
もちろん、「1 番でないといけない」。しかし「次の 1 番を作り出す 2 番なら素晴らしい」と思う。科学の分野で互いに切磋琢磨し、常に 1 番を作り出す環境を FIBER は醸し出したいと称略）願っている。
（文中敬称略）201702FIBER
研究最前線
レポート

高橋講師は、DNA の様々なカタチに注目して、そ の 役 割 や 新 技術 の 開 発に関する研究を遂行しています。

Dr. Shuntaro Takahashi
DNAの巻き方にはどんな意味がある？？
DNAの巻き方とは…
DNAは紐状の分子。

二重らせんや様々なカタチをとります。

ポリメラーゼがDNA上をポリメラーゼがDNA上走りながら複製しますが、走りながら複製します

DNA複製の障害になるので、カタチをほどかなくてはならない。

ポリメラーゼ巻き方が違うと…

DNAの巻き方とほどけ やすさには
関 連 性 があるかもしれない！
？

紐は結び方の違いで紐のほどけやすさが違うて、そこで… 様々なカタチをとるDNAを用意して、ヘアピン

複製反応の効率を測定してみると、

i-モチーフi-モチー

DNAのカタチによって複製の阻害効果が異なっていた。

DNAの巻き方はDNA複製をコントロールしていた！

S. Takahashi et al., “Topological impact of noncanonical DNA structures on Klenow fragment of DNApolymerase” Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 114, 9605-9610（2017）.

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2017

FIBER研究最前線レポート

米国科学アカデミーが発刊するProc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
(PNAS)誌に掲載されました。
生体内で遺伝情報を保持しているDNA（デオキシリボ核酸）の標
準構造は二重らせん構造ですが、DNA の特定の部位では四重らせんなどの特殊な構造も形成します。四重らせん構造は、グアニン四重らせん構造（G 四重らせん）とi-モチーフ構造があり、配列や環境の違いでトポロジー（らせんの巻き方）が変化します。四重らせんをつくる配列はがんに関わる遺伝子に多く含まれることが知られていました。しかし、このような四重らせんの構造の違いとがん発生との因果関係ついてはほとんど明らかになっていませんでした。
本研究では、ヒトのがんに関わる遺伝子に存在する四重らせん構
造が、DNA 複製反応に及ぼす影響を定量的に解析しました。その成果として、二重らせんタイプのヘアピン構造よりも G 四重らせん構造や i-モチーフ構造が DNA 複製反応を効率的に阻害することを見出しました。またその阻害効果が、らせんの巻き方の違いによっても異なることを明らかにしました。
特に、生体内の役割が未解明だった i-モチーフが、最も効果的に
DNA の複製反応を阻害することが分かりました。これらの阻害効果
は、溶液環境の違いで四重らせんの巻き方が変わることでも変化しました。四重らせんの DNA 配列は、がん遺伝子に多く存在しています。細胞内で遺伝子が複製される際には、四重らせん構造は通常ほどかれますが、何らかの原因で四重らせん構造がほどかれずにいると、DNA 複製反応が阻害されます。その結果、誤った遺伝情報が生じ、がん発生の原因となります。今回の研究成果は、四重らせんの巻き方が変わることで、がんが発生するこれまでに知られていな
かった新しいメカニズムを示唆するものです。

形を制して病気を制せよ !
トビウオは胸びれを広げたりたたんだりすること（形）で泳いだり飛んだりすること（機能）ができます。DNA でも形を変えてあげることで、その機能を制御することができます。したがって、四重らせん構造の形成を人為的に抑えることができれば、異常停止するDNA 複製反応を正常化できるようになると考えられます。今後、四重らせんの安定性や巻き方を変え、複製反応を制御できる化合物を探索・設計することで、がんの予防・治療ができる新薬の開発が期待できます。そのためには学術交流協定を締結しているスロベニア国立 NMR センターや英国 Reading
大学の X 線構造解析チームとの共同研究と研究交流を今後も推進していきます。FIBER では常にオリジナルな研究を貪欲に追求し、唯一無二の研究成果を世界に向けて発信し続けていきたいと思います。

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FIBER研究最前線レポート

不治の病を核酸で治せるか！
？

Dr. Ye Teng
FIBER 博士研究員
PhD
中国出身
研究テーマ：「神経疾患における核酸構造の影響」
趣味：音楽 / ミュージカル鑑賞

I am working in FIBER, Konan University as a postdoctoral research fellow for 2 years. My
current research project is about the eﬀects of crowding conditions on the properties of
DNA/RNA repeats in repeat expansion disorders. Before joining FIBER, I have studied in
Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences for 5 years andobtained my Ph. D. in analytical chemistry in 2016. I received my bachelor degree inchemistry from Nankai University, China in 2010. Before I came to Japan, I have already beeninterested in Japanese culture for a long time. I am very happy that I can join the research
projects in FIBER, and in the two years the research works here are always exciting andchallenging. I also enjoy my life in Kobe. It is a beautiful city with mountains and sea, making
me refresh every day.

最近の主な業績
Y. Teng et al., “Drastic stability change of X-X mismatch in d(CXG) trinucleotide repeat disorders
under molecular crowding condition” , Biochem. Biophys. Res. Commun., 496, 601-607(2018).
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FIBER研究最前線レポート

海外シンポジウム参加報告
Trends in Nucleic Acids (TINA) aninternational workshop was held at
Nankai University, Tianjin, China on
23-25 March 2017. Total 10
scientists with diﬀerent
backgrounds including synthetic
nucleic acids chemistry tobiophysical chemistry have been
invited in TINA meeting from over
the world. From FIBER, Konan
University Prof. Dr. Naoki Sugimoto(Director, FIBER) and I participatedin the TINA conference. I gave talkon topic of tRNA new function thatenhances the oncogene expression
through modulation of
Hairpin-Gquadruplex
conformational equilibrium in RNA.
During three days, I have discussed
and learned current research andtrends in nucleic acids chemistry.

FIBER

Rode B. Ambadas
特任研究助教2017 年 10 月 26 日〜28 日 に ス ロ
ベニアで開催された
ANNA 2017-Advances in
Noncanonical Nucleic Acids で、がん化に伴う細胞内の分子夾雑環境の変化が遺伝子発現に及ぼす影響について招待講演を行いました。多くの

FIBER

建石寿枝 講師

研究者に FIBER における研究内容に興味をもって頂き、特に数名の研究者とは今後の国際共同研究の具体的な打ち合わせを行うことができました。
また、スベロニア国立 NMR センターに滞在し、共同研究を行いました。次
年度以降の研究計画についても意見交換を行い、交流を深めました。

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海外連携
研究
レポート

海外共同研究者紹介

Brazier 先生は英国 Reading
大学薬学部の准教授で、非標準核酸構造の１つであるiモチーフの研究において世界 的 に 著 名 な 研 究 者 で す。
Brazier 先生は九州大学に研
究 留 学されていたことが あり、空手や柔道の腕前もピカイチです。

Prof. John A. Brazier

甲南大学岡本キャンパス iCommons で開催した講演会の様子

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海外連携研究レポート2014 年に Reading 大学で行われた JSPS London シンポジウム
Quadruplexes ‒ Understanding DNA structure and Function

From Duplexes toの様子。中央が当時オーガ

ナイザーの Brazier 先生とその 1人挟んで右となりが杉本所長。

Message from Prof. John A. Brazier to FIBER
In my mind, Japan has always had a strong nucleic acids research ﬁeld, ranging fromsynthesis and biophysical techniques, through to biological applications. This lead me
to want to visit Japan and I was fortunate to spend two months during my PhD at
Kyushu University synthesising a modiﬁed nucleoside phosphoramidite. After thisvisit, my desire to spend further time in Japan, resulted in me becoming a JSPS
Postdoctoral Researcher at Kyushu University. Since this time, I have always looked forJapanese scientists to collaborate with, and my collaboration with FIBER began when I
invited Professor Sugimoto to the University of Reading as part of a JSPS sponsored
symposium titled “From Duplexes to Quadruplexes ‒Understanding DNA structure andfunction”. During this meeting we discussed our common interest in the i-motif (anunusual four stranded DNA structure) and science that we would like to do to further
our understanding. In January 2016, I visited Kobe and FIBER for the ﬁrst time, and was
impressed with both the facilities and the science being performed in the institute. In
September 2017, Professor Sugimoto and Dr Takahashi published an article in theProceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) on the topological impact of
non-canonical DNA structures, which marked the ﬁrst output from our collaboration.
The skills and knowledge we have in Reading are focussed on understanding structure,and using this understanding to look at the eﬀect of structure on small moleculebinding and biological processes. This ﬁts really nicely with the expertise in biologicalchemistry and molecular biology in FIBER, and will hopefully allow our collaboration to
grow in the future. During my last visit to Japan, I was lucky enough to be present for
the founding of the Japanese Society of Nucleic Acids Chemistry, an organisation that I
believe will further strengthen the nucleic acid research community in Japan. It is clear
to me that FIBER will be a leading force in this new society and I hope that this will help
all the researcher at the institute to develop and excel in the science that they do.
John

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未来大学
In
NanoBioNow

FIBER では未来大学シリーズとして海外や国内の著名な研究者による講演会を開催しています。また、一般向けの講演も岡本キャンパスやネットワーク
キャンパス東京で行っています。

FIBER International Summit for Nucleic Acids 2017
(FISNA2017)
日時
会場

2017 年 7 月 19〜21 日
甲南大学ポートアイランドキャンパス

FIBER
杉本直己所長FIBER
高橋俊太郎講師

Sungkynkwan Univ.

Binghamton Univ.

Prof. K. K. Kim

Prof. E. Rozners

徳島大学
南川典昭教授東京理科大学
和田猛教授

Nanyang Tech. Univ.
Prof. B. Xing

熊本大学
井原敏博教授Slovenian NMR center

Prof. J. Plavec

群馬大学
桒原正靖准教授

京都大学
齊藤博英教授東北大学
和田健彦教授Univ. Udine
Prof. L. Xodo

東京大学
岡本晃充教授Seoul Natl. Univ.
Prof. L. S. Jeong

Nankai Univ.
Prof. Z. Xi

世界的に著名な核酸化学の研究者が総勢16名も集結。
まさにFIBER ならでは !
FIBER 博士研究員や FIRST 学生によるポスター発表

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未来大学 in NanoBioNow

FIBER FUTURE COLLEGE

Lectures in
Series京都大学
北川進 名誉教授

米国 NIH.
Prof. A. P. Minton

ノーベル賞有力候補者である北川名誉教授や、分子クラウディングの分野で世界的に著名な Minton 教授など多くの著名な研究者にご講演いただきました。

FIBER若い世代の特別講演会
日時
会場

2017 年 1 月 16 日
甲南大学ポートアイランドキャンパス

Slovenian NMR Center
Dr. M. Trajkovski

京都大学
山置雄大博士Slovenian NMR Center
Dr. P. Podvesek

優秀な業績を上げている若手研究者に招待講演をしていただき研究生活を encourage する企画です。
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未来大学 in NanoBioNow

一般向け講演会■Nano Bio College「ナノバイオ 70億人を支える10億分の１のテクノロジー」
日時
会場

2017 年 1 月 7 日
甲南大学ネットワークキャンパス東京

毎年東京駅に隣接するネットワークキャンパスで開催する一般向けの最先端講義です。今回は生体に倣うナノレベルのものづくりに関する講義を行いました。特別講演として、バイオミメティクス研究の最前線について東京工業大学の金原数先生より講演いただきました。

■なでしこ Scientistトーク「カラダを元気にするサイエンス」
日時
会場

女性研究者が Science を語る人気企画！今回は、は、アカデミックから京都大学（現信州大学）の大神田
神田
淳子先生、企業から白鶴酒造の西本遼さんをお招お招きして、美容や健康に関する最新の研究トピックス
クスをご講演いただきました。パネルディスカッションでンでは甲南大学 OG の（株）
ナードの植田美佐さんにもにも加わっていただき、一流の「なでしこScientist」」同士の白熱したディスカッションが非常に好評でした。
た。
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2016 年 4 月 27 日
甲南大学岡本キャンパス

未来大学 in NanoBioNow

文化交流International Science & Culture Exchange（甲南大学国際交流センターとの共催企画）

日 時：2017 年 7 月２２日
会 場：甲南大学岡本キャンパス2 号館 Global Zone Porte
講演者：FIBER 特別研究員（JSPS 外国人特別研究員）Rode 博士（インド）
南京農業大学 Fan 教授（中国）Binghamton 大学 Rozners 教授（米国）

FIBER では海外の研究者との文化的な交流の場を企画し、研究者の人材育成を図っています。本企画は岡本キャンパ
スでの学部講義の一環でもあり、科学の進歩とその文化的背景について学ぶ
独自の学生教育を行っています。

日 時：2017 年 11 月 17 日
会 場：甲南大学岡本キャンパス iCommons
講演者：Reading 大学 Cardin 教授（英国）
ロシア科学アカデミー Stetsenko 教授（ロシア）
近畿大学藤井教授（日本）
Reading 大学 Brazier 准教授（英国）
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未来大学 in NanoBioNow

実験教室■ひらめき☆ときめきサイエンス（日本学術振興会支援事業）
日時
会場

2017 年 7 月 29 日
甲南大学ポートアイランドキャンパス

教員らが丁寧に実験を指導し 参加者に DNA 博士号が授与ました。
されました。
今回のテーマは、タンパク質の産生に与えるDNA の形の影響を調べる
実験のデザインやディことです。
中学生向けの実験体験講座です。11 年連続の採択を受け今年度も実施しました。

学内設備を活用して学習効果を深めます。

スカッションを通じて、課題を解決していきます。研究者としてのライ
フワークを体験してもらうのが狙いです。ひらめ
き☆ときめきサ イエン
スは最先端研究の体験講座で、リサーチカップ
は参加者が課題を解く
実践型講座です。

■FIBERリサーチカップ（高校生向け学校別対抗戦）
日時
会場

2017 年 8 月 8 日
甲南大学ポートアイランドキャンパス

教員らの指導の下、各自答えを導く 各自の得られた結果から答 個人対抗戦ための実験を考えて行っていきます。 えを発表してもらいます。 DNA カードゲームバトル！

実 験 課 題 から答 えを 導く、
高校別のチーム対抗戦です。
今回の課題は「DNA で薬を創れ！」。

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参加者の声
● 今回参加して、「研究する」という事がどんな事なのか知れたと思うので、今後の活動にいかしていこうと思います。
● 考える時間が足りなくて、少しあわてましたが、説明で納得できました。勉強のモチベーションも上がりました。
● 興味深い内容で、最先端の一端を垣間見る機会を得ることができてよかった。

PICK UP FIBER受賞・ニュース
杉本直己 FIBER 所長
中国南開大学客座教授に就任
杉本直己所長が、南開大学において客座教授に任命され、2017 年 3 月 24 日に南開大学にて任命式が行われました。

杉本直己 FIBER 所長
日本核酸化学会初代会長に就任
杉本直己所長が、2017 年に発足した日本核酸化学会の初代会長に就任しました。

遠藤玉樹 FIBER 准教授
日本化学会 第 97 春季年会 (2017)「若い世代の特別講演会」で講演
遠藤玉樹准教授が、日本化学会年会における「若い世代の特別講演会」での講演者に選出され、２０１７年 3 月
16 日（木）〜 19 日（日）に開催されました「日本化学会
第97 春季年会 (2017)」にて特別講演を行いました。
講演タイトル： RNA Conformational Dynamics that
Encodes New Dimensional Codes inCentral Dogma（RNA 構造に隠された新たな遺伝子発現暗号の解明とその制御）
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PICK UP FIBERRODE B. Ambadas FIBER 特別研究員（JSPS 外国人特別研究員）
日本化学会 第 97 春季年会 (2017) で「優秀講演賞（学術）」を受賞
RODE B. Ambadas 特 別 研 究 員 が 2017 年 3 月
16 日（木）〜 3 月 19 日（土）に開催されました「日本化学会 第 97 春季年会 (2017)」で「優秀講演賞（学術）」を受賞しました。
講演タイトル： Nucleic Acids Chemistry beyond
the Watson-Crick Double
Helix(28): A non-Coding tRNA regulates
functionally important G-quadruplex-hairpin
conformational equilibria in RNA

建石寿枝 FIBER 講師
川西記念新明和教育財団

研究助成に採択

建石寿枝講師が、「公益財団法人 川西記念新明和
教育財団 平成29年度 研究助成」に採択され、2017 年 6 月 8 日に研究助成金贈呈式が行われました。
研究テーマ：イオン液体 -DNAの相互作用を活用した
高感度 DNA センサーの開発

建石寿枝 FIBER 講師
資生堂女性研究者サイエンスグラントを受賞
建石寿枝講師が、株式会社資生堂の第 10 回
「資生堂女性研究者サイエンスグラント」を受賞し、2017 年 7 月 7 日に受賞式が行われました。
研究テーマ：細胞のがん化に伴うDNA 四重らせんの
構造変化が転写変異に及ぼす影響を解析
する

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PICK UP FIBER

Cover Gallery〜表紙として採択された論文〜

杉本所長、建石講師、東京工業大学
金原研究室、神戸大学田中研究室、およびスロベニア国立 NMR センターの共同研究

H.Tateishi-Karimata et al.,Nucleic Acids Res., 45, 7021-7030 (2017).

FIBERに関する新聞記事

日刊工業新聞（一面）
2017 年 5 月3 日

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PICK UP FIBER
神戸新聞 2017 年 10 月 25 日

神戸新聞 2017 年 8 月 9 日

本号担当編集FIBER余話

高橋 俊太郎本号は伝説的競泳選手の古橋廣之進と橋爪四郎の逸話で始まりましたが、私は中学生の頃にその古橋と握手をしたことがあります。
彼の体躯からは７０歳近いとは思えぬ強烈な威圧感が放たれ、その硬く分厚い右手から、彼の想像を絶する努力の歴史が強烈に伝わってきたように感じたのを、今でも鮮烈に覚えています。今回、改めて彼のことを調べてみると、戦後の食糧難で 1 日 1000 キロカロ
リーしかエネルギーを取れない状況で、彼の激しい練習では、鍛えるどころか死に至る計算になっていたそうです。当の本人は、「精神も栄養である」という名言で生きている理由を説明したそうです。精神を熱源として考えるところが非常に斬新ですが、これを科学的に解釈するならば、精神力で体内環境を変化させ、優れたエネルギー代謝を行う体を手に入れていた、と古橋は言っていたのでしょうか。
実際、FIBER の研究により、細胞内の環境変化で生命分子の機能が影響を受けることが明らかになりつつあります。近い将来、世界記録がたった 1 日 1000 キロカロリーのエネルギーで達成できた本当の理由を明らかにすることができるかもしれません（笑）。また一つ、古橋から学んだ今日この頃でした。
（文中敬称略）172017

ACCESS MAP

神戸三宮

Kobe-Sannomiya

神戸三宮

Kobe-Sannomiya

大阪難波
Osaka-Namba

JR「三ノ宮」駅、阪急・阪神「神戸三宮」駅、神戸市営地下鉄「三宮」
駅よりポートライナーに乗り換
え、「京コンピュータ前」駅下車
し、徒歩3分。

201718

甲 南 大 学先端生 命 工 学 研 究 所

078-303-1147