研究内容

遺伝子の転写制御機構の分子構造学的研究

転写因子、エピジェネティック因子による転写制御機構の解析

 真核生物の転写は転写因子とエピジェネティック因子（DNAのメチル化やヒストンの化学修飾などを通して、遺伝子発現を制御する因子）の共同作用により巧みに調節されます。転写因子はその標的遺伝子のDNAに配列特異的に結合し、特定の種類のエピジェネティック因子を呼び寄せます。エピジェネティック因子は近傍のクロマチン環境を様々に変化させることにより、転写を調節します。
　当研究室では、転写因子とエピジェネティック因子による転写制御機構の解明を目指し、構造生物学（Ｘ線結晶構造解析、クライオ電子顕微鏡、NMR）、生化学、分子シミュレーションなどの手法を用いて研究しています。

　
　     タンパク質結晶                          電子密度                           転写因子　　　ヒストン修飾酵素

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　タンパク質のX線結晶構造解析

転写因子、エピジェネティック因子に対する分子標的薬の開発

 細胞はその種類に応じた独自の転写プログラムを持ちます。また、転写プログラムの異常はがんなどの多くの病気を引き起こします。当研究室では、転写因子やエピジェネティック因子の分子構造を用いて、転写を人為的に制御する分子の開発を目指しています。そのような分子はがんなどの治療薬として有望であり、また細胞分化を操るツールとして再生医療での応用も期待されます。

　　　
　　　　　 ドッキングシミュレーション　　　　　　      培養細胞による薬剤活性の解析

遺伝性疾患におけるタンパク質のアミノ酸変異に関する構造学的解析

 遺伝性疾患の原因として新たに見出されたタンパク質のアミノ酸変異について、ホモロジーモデリングによるタンパク質の分子モデル構築、自由エネルギー計算、および分子動力学計算により、アミノ酸変異によってタンパク質の機能不全が引き起こされる機序を分子構造の観点から解析しています。
　これまで、巨大血小板性血小板減少症の原因となるGrowth factor independent 1B transcriptional repressorのジンクフィンガードメイン、神経変性疾患の原因となるTarget of EGR1 protein、幼児期からの発育遅延とてんかんの発症に関与するProlyl-tRNA synthetase、ネマリンミオパチーの原因となるミオパラジン分子、遠位関節拘縮症の原因となるTroponin I, Fast skeletal muscle、てんかんや精神遅滞の原因となるAsparagine Synthetase、および精神遅滞や筋力低下、呼吸不全を伴うびまん性の脳萎縮症の原因となるtubulin folding co-factor Dなどのタンパク質のアミノ酸変異がタンパク質機能にもたらす影響について解析しました。（これらの研究は本学遺伝学研究室との共同研究です。）