「揺らぎと生体機能」ニュースレター
No. 3326 August, 2011
業績紹介：光が強いと反応しなくなる光センサータンパク質
寺嶋正秀（京都大院理・A01 計画研究代表者）

きた(図 3)。しかも、この確率を計算すると、自然の太陽光のもとでも十量体のうちで 2 個励起される確率は無視できないこともわかった。つまり、このタンパク論 文 題 目 ： "A way to sense light intensity:

質は、光の弱い時には光センサーとして働くが、光強multiple-excitation of the BLUF photoreceptor TePixD

度の強い時には働かないという、非常に奇妙な振る舞

suppresses conformational change"

いをするのである。一体、その機構はどうなっている

著者： K. Tanaka, Y. Nakasone, K. Okajima, M. Ikeuchi, S.

のか興味が持たれる。

Tokutomi, M. Terazima
雑誌巻号：FEBS Lett,, 585, 786-790 (2011).
多くの光センサータンパク質の中でも、TePixD はリング構造を取った５量体が２つ合わさった十量体を作るという非常に変わった構造を持つタンパク質といえる。こうした多量体構造には、何か意味があるのであろうか。今回、このタンパク質の反応を調べたとこ
ろ、奇妙な光強度依存性を見出した。
以前にもこのニュースレターで紹介したように、
TePixD は好熱性シアノバクテリアのもつ青色光セン

図１ PixD の過渡回折格子信号。最初の減衰が熱格子信号。

サータンパク質である。青色光の受容のために、発色団としてフラビンを結合する BLUF (sensors of Blue
Light Using FAD)ドメインを持ち、図 1 に示したような 10 量体構造が溶液中でも保持されていると考えられている。 TePixD を青色光で励起した後の過渡回折格子(TG)信号には、過渡吸収では検出されない 40 µsの時定数をもつ体積膨張を表す信号、ミリ秒領域に光誘起の D 変化に起因する山型の信号が見られ、光反応スキームが決定された。
今回、光強度を変えてこの TG 信号を測定したとこ
ろ、体積変化を表す信号強度は、ある光強度までは増加したが、それ以上の光強度増加でだんだんと増加量

図 2 体積変化を表す信号の励起光強度依存性(赤丸)と飽和現象によるフィット(青線)。

が減る現象が観測された(図 2)。この変化は、レーザーを用いた光吸収実験ではしばしば見られる飽和現象として説明できる。これは分子の数に比べてレーザーの光子数が大きいために、それ以上光を吸収できないことによる。実際に、過渡吸収を用いて、発色団吸収ス
ペクトルの変化する割合をモニターすると、同様の飽和現象が見られた。ところが、拡散係数を表す信号強度は、ある強度まで増加したのち、それ以上の強度で減少するという奇妙な振る舞いが見られた(図 3)。
このふるまいを理解するために、ポアッソン分布を用いて、10 量体のうちで 2 個以上が励起された場合に図 3 拡散を表す信号の励起光強度依存性(赤丸)と 2つの分子が励起されると反応しないというモデルによるフィット(青線)。

は反応しないというモデルを用いて、励起光強度依存性をフィットしたところ、きれいに再現することがで1

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No. 3326 August, 2011
業績紹介：マルチスケールシミュレーションによるシニョリンのフォールディング自由エネルギー地形
北尾彰朗（東京大学分生研・A01 公募研究代表者）ができた。
現在我々は、この方法の更なる改良を進めると共に、より大きなタンパク質への応用を行っている。

論文題目："Exploring the Folding Free Energy Landscapeof a β-Hairpin Miniprotein, Chignolin, Using MultiscaleFree Energy Landscape Calculation Method"
著者：Ryuhei Harada and Akio Kitao
雑誌巻号：J. Phys. Chem. B., 115(27), 8806-8812 (2011).
計算機シミュレーションは完全に超並列計算の時代に入っている。しかし、超並列計算を効率的に行うことは容易ではない。次世代スパコン「京」のアプリケー
ションの多くは、この難題を大規模分子シミュレー
ションの並列化や、同期が必要だが比較的プロセス間通信の少ない並列シミュレーションを用いることで、なんとか乗り切ろうとしている。しかし、更に並列化が進む次々世代スパコンでも、従来法の延長線上で効
率的なシミュレーションが実行できるのであろうか。
我々は、大規模計算が必要な全原子シミュレーションにおいてプロセス間の通信や同期を排除し、完全に並列なシミュレーションを実行し、最終的に結果を統合して自由エネルギー地形を計算する MMMM（Multiple
Markov transition Matrix Method, [1] ） や MSFEL（Multi-Scale Free Energy Landscape analysis, [2]）を開発してきた。
我々は MSFEL を用いてミニタンパク質シニョリンのフォールディング自由エネルギー地形を計算し、フォールディングのメカニズムを研究した。MSFEL

図

シニョリンのフォールディング自由エネルギー地ではまず粗視化モデルを用いて広い構造空間をサンプ

形（上）と代表的なフォールディング経路（下）ルする。サンプルされた多数の構造から全原子構造(溶媒含む)を構築し、精度の高いシミュレーションを完全に独立に実行する。最後に WHAM（Weighted Histogram

参考文献

Analysis Method）などを用いて自由エネルギー地形を[1] Shun Sakuraba and Akio Kitao, J. Comp. Chem., 30,計算する。
この手法では、従来の分子動力学シミュレー

1850-1858 (2009).

ションやレプリカ交換法よりも効率的に自由エネル[2] Ryuhei Harada and Akio Kitao, Chem. Phys. Lett.,

ギー計算が可能であることが示された。本研究では、

503(1-3), 145-152 (2011).

これまで知られていなかったシニョリンのフォール
ディング中間状態が見出された。
また、代表的なフォー
ルディング経路やアミノ酸変異の影響を評価すること2

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No. 3326 August, 2011
業績紹介：Transform and Relax Sampling (TRS)によるタンパク質揺らぎの
効率的シミュレーション
北尾彰朗（東京大学分生研・A01 公募研究代表者）

様々なアミノ酸変異によって大きく構造が変化する
T4 リゾチームとリガンド結合によってドメイン運動
することが知られているグルタミン結合蛋白質を選ん

論 文 題目 ： "Transform and relax sampling for highlyだ。どちらの場合にもドメイン間にあるクレフトがよanisotropic systems: Application to protein domain motion

り露出した開構造と露出の少ない閉構造がある。またand folding"

フォールディングの例としてシニョリンを選んだ。す著者：Akio Kitao

べての例で画期的な計算効率化が実現できた。

雑誌巻号：J. Chem. Phys., 135(4), 045101 (2011).
分子動力学法は、分子シミュレーションの代表的な手法であり、様々な物理量の計算や揺らぎの時系列観察を可能にする。しかし、計算時間には限りがあるので、精度の高い全原子シミュレーションを用いて比較
的遅い揺らぎをみるのは困難である。構造空間のサン
プリング効率を上げるため、時系列情報の再現はあきらめる代わりに、全系や部分系の温度や圧力を変化させたりバイアスポテンシャルを加えたりする方法や、集団座標でシミュレーションをする方法など、様々な効率的シミュレーション法が提案されてきた。この論

図 主成分空間で見た TRS による T4 リゾチームのド

文では、従来の発想とは異なった、Transform and Relax

メイン運動（青）。従来の分子動力学法を用いて開構造

Sampling (TRS)という計算法を提案している。

（赤）または閉構造（緑）から出発するとその近傍に留まるが TRS では複数の開閉転移が見られる。

TRS は、Transform, Relax と Sampling という３つのStage からなる。まず Transform stage においてシステムにランダムな摂動力を加えながら分子動力学シミュ
レーションを行い、遅い揺らぎを誘起する。次に Relax
stage において摂動を加えるのをやめ、運動エネルギーが等分配されるまでシステムを緩和させる。そしてSampling stage では２つの stage で変形された後の構造を受理するかどうかをエネルギー変化と乱数に基づき判定し、受理した場合には変形後の状態から、棄却した場合には Transform 前の状態から分子動力学シミュ
レーションを行う。これらの操作を繰り返すことで、
遅いゆらぎをあらわす集団座標をあらかじめ知らなくても、通常の分子動力学では起こりにくい遅い揺らぎ

図 鍵となる水素結合距離で見た TRS によるシニョ

を多自由度系において比較的短いシミュレーションでリンのフォールディング・アンフォールディング転移。

観測することが可能になる。

アンフォールディング状態から出発すると従来の分子この論文では、いくつかの蛋白質のドメイン運動や動力学法（赤）では、ミスフォールド状態にトラップ

フォールディングにおいてこの手法が有用であることされてしまうが、TRS（青および水色）では複数回を示すことができた。ドメイン運動の代表としては、

フォールディング・アンフォーディングを行う。

3

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No. 3326 August, 2011
業績紹介：温州みかん抽出物含有ハイブリッドリポソームの in vitro でのがん細胞増殖抑制効果
上岡龍一（崇城大応用生命科学・A03 計画研究代表者）

2)温州みかんの各抽出物含有 90 mol% DMPC/10
mol% Tween 80 ハイブリッドリポソーム(HL)の膜物性について、低極性溶媒抽出物含有 HL は、リポソーム

論文題目："温州みかん抽出物含有ハイブリッドリポ

自身および高極性溶媒抽出物含有 HL と比べて安定しソームの制がん効果に関する研究"ており、果実および果汁ともに、膜直径が約 120 -160

著者：上岡秀嗣, 古水雄志, 後藤浩一, 上岡龍一

nm のベシクルを形成した。

雑誌巻号：化学工学論文集. 37, 271-276 (2011)3)温州みかんの果実および果汁ともに、極性溶媒抽
出物含有ハイブリッドリポソームは、とくに石油エー

熊本県は全国有数の農林水産業の基地であり、とく

テル抽出物 とクロロホルム抽出物で、 ヒト胃がんに温州みかん（Citrus unshiu Marc.）をはじめとする柑（MKN-45）細胞および肝臓がん（HuH-7）細胞に対す

橘類の特産地として知られている。
しかしながら、
1980

る顕著な増殖抑制効果を示した（図１）。

年代より温州みかんの収穫量および出荷量は減少の一以上のように、HL を用いて、温州みかんより得ら途をたどっており、出荷量調整のために多量のみかんれた低極性溶媒抽出成分の培養がん細胞に対する顕著が摘果され、
また廃棄処分されているのが現状である。

な増殖抑制効果を in vitro で明らかにした。今後さらに一方、温州みかんは古くから漢方薬の原料として使用検討することで、天然由来の新しいがん治療薬としてされているが、近年、温州みかんに多く含まれるカロの可能性が期待できると考えられる。

テノイドのβ-クリプトキサンチンや夏みかん、ハッサ
ク、グレープフルーツ等に含まれるクマリン系化合物
オーラプテンなどの発がん抑制作用が動物実験等で明らかになり注目されている。
ハイブリッドリポソーム(HL)[1]は、リン脂質とミセル系界面活性剤を緩衝水溶液中で超音波処理すること

Extract 1

により調製でき、HL 自身がアポトーシス誘導型の制100

Extract 2 Extract 3

Extract 4Extract 5Extract 6

HuH-7

Inhibitory Effect [% of control]†

がん効果を示すこと、その制がんメカニズムに“HLの揺らぎ(流動性)”や“がん細胞膜の揺らぎ”が重要であることを報告している[2]。一方、合成抗がん剤や天然由来の抽出成分を含有させた HL の制がん効果を観測し、新しいドラッグキャリアーとしての有用性を明らかにしている。
本研究では、バイオマスとして廃棄処分されている

80

Residue††

MKN-45
†

60

40

† †
*

*
*

*

*

20

0

温州みかんの有効利用の一環として、温州みかんに含HL: 90 mol% DMPC/10 mol% Tween80, [DMPC] = 9.1×10 -5 M, [Tween80]= 1.0× 10 -5 M, Extract : 182 µg/mL

まれる抗腫瘍成分の抽出と制がん効果について検討したところ、以下のような知見が得られた。
1)

図1 温州みかん抽出物含有ハイブリッドリポソームのがん細胞増殖抑制効果 Extract:1（Petroleum ether）, 2 (Ethyl ether),
3(Chloroform), 4(Acetone ), 5(Ethanol), 6(Hot Water)
Data represent mean ±SD (n = 5).*, † Significantly difference ( p< 0.05, p < 0.001) compared with HL alone.

IR スペクトルの測定から、温州みかん（青島）の果実と果汁の抽出物で類似したスペクトルパターンが観測され、低極性溶媒抽出物（Extract 1-3）の成分として高級脂肪酸やそのエステル、カロテノイド、フラ

参考文献

ボノイドなどが考えられた。一方、高極性溶媒抽出物[1] R. Ueoka et al., J. Am. Chem. Soc., 110, 1588-1595 (1988).

中（Extract 4-6）には、糖類やアミノ酸、フラバノン配[2] R. Ueoka et al., Curr. Pharm. Des., 17, 1709-1719 (2011).

糖体などが含まれていると考えられた。

4

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No. 3326 August, 2011
業績紹介：イタドリ生理活性物質含有ハイブリッドリポソームのリンパ腫細胞に対する増殖抑制効果
上岡龍一(崇城大応用生命科学・A03 計画研究代表者）
松本陽子(崇城大応用生命科学・A03 公募研究代表者）

mg/kg）であり、抽出物（3）は少量で顕著な増殖抑制効果を示す事が明らかになった。
SamplePetroleum ether
40-45 o C, 8 h
residue

Extract 1

論文題目："イタドリ生理活性物質含有ハイブリッドリ
ポソームのリンパ腫細胞に対する増殖抑制効果"
著者：市原英明, 巽 一喜, 後藤浩一, 松本陽子
上岡龍一
雑誌巻号：化学工学論文集, 37, 192-196 (2011).

Extract 2

residue

Extract 3

イタドリ（学名: Polygonum cuspidatum）は、日本各地、朝鮮半島、台湾、中国の温帯域に自生するタデ科の大形多年草であり、その薬用部位は根茎とされ、漢方では虎杖根という。薬効としては、抗菌、抗血脂、利尿、止血等があるとされ、医用素材などとしての有効利用が期待される。
一方、筆者らが創製したハイブリッドリポソーム(HL)は[1]、HL のみで種々のヒトがん細胞に対し増殖抑制効果を示し、アポトーシスを誘導することが明らかになっている[2]。in vivo において、担がんマウスを用いた治療実験から延命効果が得られ[3]、正常動物を用いた安全性試験で副作用が無いことが確認されている[4]。生命倫理委員会承認後の悪性リンパ腫患者に対する臨床試験において、高い安全性および延命効果が得られている[5]。
本研究では、まず、イタドリ根茎から有機溶媒を用
いて成分の抽出を行なった。次に、脂溶性成分に着目
し、HL に含有させて水溶液にし、ヒト T 細胞白血病（MOLT-4）細胞に対する in vitro での抗腫瘍効果を検討した。さらに、有効成分の同定を検討した。
① イタドリからの成分抽出は、図 1 のスキームに従い行った。極性の小さな溶媒による抽出物の収量が小さく、極性の大きな溶媒による収量が大きい傾向があり、中でもアセトンでの抽出量が最も多かった。
さらに、有機溶媒での抽出物はそれぞれの抽出溶媒を用いて再結晶を行い、粉末と油状物質に分離精製した。
② 石油エーテル抽出物（1）およびクロロホルム抽出物（3）含有 HL は、HL のみと比較しても調製直後から 1 週間以上安定な膜を維持した。
③ 抽出物含有 HL の増殖抑制効果は、エタノール抽出物（5）（23 ± 0.3％、 0.5 mg/kg） < 抽出物（1）（34± 0.3％、 0.5 mg/kg） < 抽出物（3）（61 ± 0.7％、 0.06

Ethyl ether
30-40 o C, 8 h
Chloroform
60-70 o C, 8 h

residue

Extract 4

residue

Extract 5

図1

Acetone40-50 o C, 1 h×8
Ethanol
60-70 o C, 1 h×8

residue

イタドリからの有機溶媒を用いた成分抽出④ 顕著な増殖抑制効果を示した抽出物（3）の有効成分を分取薄層クロマトグラフィー（PLC）を用いて、抽出物（3）から分離精製した。得られた有効成分（3a）は、IR、1H NMR と融点測定からエモジンであると同
定した。

図2

エモジンの化学構造⑤ 抽出物（3）は、約 60％の抑制効果を示した。一方、エモジン（抽出物（3a））の抑制効果は 30～40％であった。抽出物（3）の抑制効果は、エモジン（抽出物（3a））以外の抗腫瘍活性成分も存在する可能性があり、複数の成分による複合的効果により、顕著な抑制効果を示すことが考えられる。
以上のように、イタドリ抽出物（3a; エモジン）含
有 HL は、MOLT-4 細胞に対して増殖抑制効果を示す
事が明らかとなった。エモジン含有 HL は、有機溶媒を用いず可溶化でき、安全性が高いため、将来、臨床への応用が期待できる。
参考文献[1] R. Ueoka et al., J. Am. Chem. Soc., 110, 1588-1595(1988). [2] Y. Matsumoto et al., Int. J. Cancer, 115,
377-382 (2005). [3] H. Ichihara et. al., Int. J. Pharm., 394,
174–178 (2010). [4] H. Nagami et. al., Int. J. Pharm., 315,
167-172 (2006). [5] H. Ichihara et al., Anticancer Res., 28,
1187-1196 (2008).

5

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No. 3326 August, 2011
業績紹介：プロテアソームによる蛋白質分解に必要な分解シグナルの配置
伊野部智由（富山大先端ライフサイエンス研究拠点・A03
公募研究代表者）

長い変性領域を持つ場合、プロテアソームにより分解

論文題目："Defining the geometry of the two-component

解の関係を調べた。そのためにプロテアソーム結合標

proteasome degron"

識と変性領域の間にタイチン I27 ドメインを挿入した。

著者：Tomonao Inobe, Susan Fishbain, Sumit Prakash, andI27 ドメインのＮ末端とＣ末端はお互い離れているた

Andreas Matouschek

め、スペーサーとして用いることがでる。このようなされるが、長さを 20〜40 残基ほどまで短くすると分解されなくなった。
次にプロテアソーム結合標識と変性領域の距離と分

雑誌巻号：Nat. Chem. Biol. 7, 161-167 (2011)

基質の分解効率を調べたところ、ユビキチンタグから適度な距離にあるときにのみ、効率的な分解が起こる

ユビキチン−プロテアソーム系は、不要な蛋白質を分ことを見いだした。ユビキチンタグから近すぎても遠解するだけで無く、細胞機能を制御する蛋白質の濃度すぎても、分解を引き起こすことが出来ない。効率的調整にも係わっており、その生物学的な寄与は大きい。

な分解において、スペーサー距離と変性領域の長さ依

最終的な分解を担うプロテアソームは、洗練された方存性は相補的に働くことから、プロテアソーム結合標法で分解すべき蛋白質とそうでない蛋白質を見分けて識と変性領域が、それぞれプロテアソーム上の別の場いる。プロテアソームによる標的基質蛋白質の選別機

所で認識されるということを示唆している。

構としてよく知られるのがユビキチン化機構である。

この配置依存性はユビキチンタグの性質により異

この機構により取り付けられたポリユビキチン鎖を目なっていた。おそらくプロテアソームのユビキチンタ

印にして、基質蛋白質はプロテアソームに認識される。

グ認識部位が異なることに起因すると思われる。このしかしながらポリユビキチン化だけではプロテアソー

ようなユビキチンタグごとに異なるシグナル配置依存

ムの基質蛋白質選別機構を完全に説明できない。

性は、細胞内の多くの蛋白質の安定性や機能を説明す

最近プロテアソームによる効率的な蛋白質分解には、ることができる。以上より、蛋白質の細胞内での運命

ポリユビキチン鎖のほかに、構造をとらないフラフラ

は、ユビキチンタグと変性領域の配置により決定されと揺らいだ変性領域を基質蛋白質が持つ必要があるこるといえる。

とがわかった[1]。変性領域は基質のアンフォールディ
ング、及び分解の開始サイトとして働く。ポリユビキ
チン鎖と変性領域は分解ターゲットとなる一つのポリペプチド鎖にある必要はない。これらは複合体を形成する２つの別のサブユニットに分離することができ、効果的な変性領域を持ったサプユニットだけが特異的に分解される[2]。実際にプロテアソームの基質蛋白質の多くは大きな複合体を形成しており、複合体中のサブユニット特異的な分解には変性領域の特性が非常に

図：効率的分解のために必要なユビキチンシグナルと重要な役割を果たしている。そこで分解を引き起こす変性領域の配置は、それらのプロテアソーム上の認識

変性領域の特性を明らかにするために、我々は変性領部位の位置により決定される。

域の長さや配置が分解効率にどのような影響を与える
参考文献

か調べた。

[1] T. Inobe and A. Matouschek, Curr. Opin. Struct. Biol.

まず分解における変性領域の長さ依存性について調べるために、様々な異なる長さの変性領域を持つユビ

18, 43-51 (2008).

キチン化基質を用意した。このモデル蛋白質は十分に[2] S. Prakash, et al., Nat. Chem. Biol. 5, 29-36 (2009).

6

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No. 3326 August, 2011
業績紹介：酸化物表面ナノ構造が誘起する脂質膜中での異常拡散
し、1004 fps での計測では MSD の傾きが τ に依存して手老龍吾（豊技大エレクトロニクス先端融合研・班友）変化する異常拡散が起きていることを見出した。
TiO2(100)表面上においては、τ = 2 ms, 平均拡散距離論 文 題 目 ： "Anomalous Diffusion in Supported Lipid

τ = 10(d=√MSD) 160 nm で D= 4.70 μm2/s の拡散係数が、Bilayers Induced by Oxide Surface Nanostructures"

ms、d = 390 nm の時間・空間スケールまで拡散するう

著者：Ryugo Tero, Gen Sazaki, Toru Ujihara, and Tsuneo

ちに 3.3 μm2/s まで減少し、τ = 20 ms、d = 710 nm 以上

Urisuのスケールではほぼ一定の値(3.1 μm2/s)をとった(図雑誌巻号：Langmuir. 27, 9662-9665 (2011)

C)。TiO2(100)表面上での平均ステップ間距離に近い値であることから、基板表面構造に誘起された異常拡散

脂質分子が形成する 2 次元組織化構造や分子拡散は

現 象 であ ると 考え る。 我々 は以 前、 TiO2(100) 上の細胞膜反応における重要な要因の一つである。生体中

PC-SLB が表面原子ステップをなぞった階段状の構造と同様のスケールで階層構造を作りこんだ脂質膜モデを取ることを見出している[1]。基板原子ステップにル系は脂質ドメインのサイズ依存的な機能や、ミクロ

沿った SLB の歪みが拡散のエネルギー障壁として働スケールでの分子挙動がマクロに伝播する様子を詳細いていると考えられる。本研究の結果は、基板表面上に調べるために有用である。本研究では、固液界面にの微細構造を利用することにより、脂質膜内での分子形成される支持平面脂質二重膜(supported planar lipid

拡散挙動の時間・空間依存性を制御できる可能性を示

bilayer (SLB))を用い、固体基板表面微細構造が脂質分している。

子の異常拡 散を誘起することを蛍光一 分子追跡法(single molecule tracking (SMT))によって明らかにした。
通常の SMT 法では蛍光標識試料をのせた基板の背面から励起光を全反射条件で入射してエバネッセント
照明するため、基板材料がガラスや石英に限られていた。本研究では清浄化したガラス上約 500 nm に逆さ
まに基板を配置して励起光を斜めに導入することにより(図 A)、基板材料の透明度や屈折率に関わらずにSMT 計測を行うことを可能にした。基板として単結晶
TiO2(100)基板上に原子ステップと平坦なテラスから

104なるステップ&テラス表面(図 B)を用いた。TiO2(100)表面(図 B)には、テラス内に原子ステップで形成され√MSるピットが 存在する。この基板上に蛍 光標識脂質D(lissamine rhodamine B - dipalmitoylphosphatidylethanol(nm)-amine (Rb-DPPE)) を 4×10-9 - 6×10-8 の 割 合 で 含 む
dioleoylphosphatidylcholine (DOPC)-SLB をベシクル融102

合法によって形成した[1]。
DOPC-SLB 中での Rb-DPPE の分子拡散について 33

図(A) 斜入射照明による SMT 計測のセットアップ。
(B) 原 子 ス テ ッ プ & テ ラ ス TiO2(100) 表 面 。 (C)TiO2(100)上 DOPC-SLB での拡散係数の時間依存性。

fps (Δt = 30 ms) - 1004 fps (Δt = 996 μs)の時間分解能
で SMT 計測を行った。各分子の拡散軌跡から平均二乗変位(MSD)を計算し、その分子間平均をフィッティ
ングして拡散係数(D)を求めた。33 fps での計測では

参考文献

MSD が時間間隔(τ)に対して直線的に増加するのに対[1] R. Tero et al., Langmuir 24, 11567-11576 (2008).

7

「揺らぎと生体機能」ニュースレター
No. 3326 August, 2011
シンポジウム報告
Telluride Science Research Center Workshop on Protein Dynamics
北尾彰朗（東京大学分生研・A01 公募研究代表者）

ではそれぞれの手法を用いたレベルの高いダイナミク
ス研究が発表されていた。オーガナイザーとして筆者が最も困ったのはこの点であった。浅学にしてアジア

米国コロラド州テリュライドの Telluride Scienceからの対抗馬が思いつかなかったのである。

Research Center (TSRC)が主催する会議が、今年も 6 月

独創的研究・古典的研究や異なるアプローチによる中旬から 8 月中旬にかけて 30 余りが開かれた。
表記の研究を評価すること。つまり流行を追いかけるだけでワークショップは 2 年に一度開催されているもので、はなく、長年研究され続けている問題や、他ではあま2011 年は 8 月 1 日から 5 日まで行われた。前回の様子り研究されていない問題に関する研究が高く評価されはニュースレターNo.9 で片岡先生が紹介されているていた。今回で最も議論が白熱したと感じたのは水和ので興味のある方はご覧いただきたい。

とタンパク質ダイナミクスの問題であった。筆者も長このクローズドで行われる討論重視のワークショッ

年この問題に取り組んできたが、今回は「ちょっと新プで、今回 31 の講演があった。講演者は Protein

しい話」をしてみようと水和の問題に触れなかったこ

dynamics の分野から”Scientific diversity”をなるべく持とを後悔している。

たせるという方針のもと招待されている。日本からの結果として、広い分野から研究者を集め、共同研究

参加者は講演順に、池口満徳氏（横浜市大）、片岡幹雄

を押し進めている本領域の貴重さを再認識することと氏（奈良先端大）、小松崎民樹氏（北大）、水谷泰久氏なった。
筆者は 2 年後のワークショップでも 4 人のオー（阪大）と今回 4 人のオーガナイザーの 1 人となった

ガナイザーのひとりとして参加予定であるので、ふさ筆者であった。あと 2 名の方が日本から招待されていわしいと思われる方の推薦や本新学術領域の研究者かたが、残念ながら地震の影響もあり今回は参加を見合

らの「売り込み」を大いに歓迎する。しかし、招待講わせられたようである。ワークショップには並行して

演者は、オーガナイザーの議論で決定するので必ずし開催されていた”Exploring Energy Landscapes”からも時もご期待には添えないことにご留意いただきたい。

折何人かの参加者があり、しばしば 40 分の講演時間を大幅にオーバーして活発な議論が行われた。会議の性
質上、個々の講演に関するコメントは控えるが、全体
を通して気づいたことをいくつか述べてみたい。
多数の研究者が、複数の手法を用いて異なる角度からダイナミクスを観察することで、その実像を明らかにするという方針を徹底して行っていた。例えば、日本でも実験とシミュレーションの両面からタンパク質
ダイナミクスが研究されるようになってきたが、当然なすべきと考える研究者はまだ少数派ではないか。しかし、今回の講演では実験結果の説明に対して、なぜシミュレーションで確かめないのかという質問が当然筆者が滞在したホテル近くの Beaver Creek とのように投げかけられていた。つまり実験とシミュ

写真

レーションはどちらも実行されるべきであるというのビーバーの巣。ワークショップは自然環境に恵まれたが参加者共通の認識であった。

地で開催され、空き時間に登山やハイキングに行く参X 線結晶解析・NMR・電子顕微鏡は日本では主に立加者も多い。登山で雷雨に見舞われたりクマに出会っ

体構造決定のツールであって、ダイナミクス研究のたたりすることもあるそうだし、高地（海抜 2700m）なめに用いている研究者は少ない。しかし、今回の会議

ので時には高山病でダウンする人もいるのでご注意を。

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「揺らぎと生体機能」ニュースレター
No.33
26 August, 2011
受賞報告：miR-17-92 cluster が癌細胞に及ぼす影響
鈴木 元（名大院医・A03 公募研究代表者）

現抑制をすることを明らかにいたしました。
次に、松野君は RNAi によって肺癌細胞の PPx 発現量を低下させました。そしてこの細胞が種々のストレ

名古屋大学大学院医学系研究科では 3 年生の 10 月

ス存在下でコントロール群に比較し良好に生存するこより翌 3 月まで、学生を基礎系研究室に配属して研究とを発見しました。さらに、この表現型は PPx およびに携わせる基礎医学セミナーという実習を実施しておmiR17-92 cluster の下流にある転写因子 HIF1αを介ります。過日その成果発表会が行われ、審査員によるしていることが明らかになりました。

投票の結果、指導学生の松野宏樹君が最優秀研究賞を

以上の実験から松野君は、miR-17-92 が PPx 発現抑受賞いたしましたのでご報告申し上げます。

制を通じて HIF-1α発現を制御していること、HIF-1

松野君の発表は過酷な環境における microRNA のαがストレス下において種々の蛋白の発現に影響を与機能と癌細胞の生存、増殖に関するものであります。

えること、その結果、癌細胞は本来の発生場所と異な研究のキーワードの一つ、microRNA は蛋白に翻訳さる転移先、あるいは低酸素といった過酷な環境下でもれず、22 塩基程度の RNA 分子として働き、特定の生存できる能力を獲得すると推察いたしました。

mRNA の蛋白への翻訳を抑制いたします。

もとよりわずか半年間の研究成果ですので、客観的今回、松野君および大学院生の曹さんは microRNAにみればたいへん至らない内容ではございますが、松のひとつ、miR17-92 cluster の標的遺伝子を探す過程

野君、及び松野君の指導を行ってくれた大学院生の曹で、細胞増殖に関わる脱リン酸化酵素の 3’UTR にさんにはたいへん喜ばしい成果となったのではないか

miR-17-92 cluster の結合部位と推定される場所が多と思います。

数存在することに気付きました。なお、この脱リン酸化酵素に関する研究は継続中なので、今回の報告では

参考文献

仮に PPx と呼称させていただくことをお許しくださ

鈴木元、高橋隆 がんと microRNA、 血液・腫瘍科 2010: 61; 621-626

い。

鈴木元、高橋隆 がんと microRNA、 癌細胞イラ

そこで、松野君はレポーターベクターを用いて種々の条件下で実験を行いました。その結果、miR-17-92

ストレーテッド（羊土社）2011:169-176

は PPx の 3’UTR に直接結合し、このタンパク質の発大学院生の曹さん(左)と賞を獲得した学部学生の松野君(右)9