チームリーダー
梅原崇史 Ph.D.

エピジェネティクス制御研究チーム

[2023年3月終了]

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「後付け」の生命情報を望みどおりに変える

「エピジェネティクス（後成遺伝学）は、先天的な遺伝情報に「後付け」される生命情報に取り組む研究分野です。この「後付け」の主な実体は、クロマチンと呼ばれるゲノムDNA とヒストンタンパク質の複合体に対する化学修飾です。エピジェネティクスは癌やiPS 細胞、寿命の制御に関わることから、創薬や再生医療、アンチエイジングの分子標的として注目を集めています。私たちの研究室では、ヒトのエピジェネティクスの情報を精密に再現・検出・制御する技術の開発を通して、疾患やiPS 細胞、抗老化を望みどおりに操作することをめざします。

エピジェネティクスの再現
設計通りにアセチル化されたタンパク質の合成技術。この技術により、転写活性なクロマチンを試験管内で精密に再現することができる。

エピジェネティクスの検出
ヒストンH4 テイルの2 残基のアセチル化を検出する抗体の開発。この抗体を用いて、転写が超活性化したクロマチンを1 ヌクレオソーム分解能で検出することができる。

エピジェネティクスの制御
タンパク質の構造に基づいて開発したヒストン脱メチル化酵素阻害剤S2101。この化合物はエピジェネティクス制御試薬として市販されている。

主要論文

Niwa H, Watanabe C, Sato S, et al.
Structure–activity relationship and in silico evaluation of cis- and trans-PCPA-derived inhibitors of LSD1 and LSD2.
ACS Medicinal Chemistry Letters 13, 1485-1492 (2022) doi: 10.1021/acsmedchemlett.2c00294

Kikuchi M, Morita S, Goto M, et al.
Elucidation of binding preferences of YEATS domains to site-specific acetylated nucleosome core particles.
Journal of Biological Chemistry 298, 102164 (2022) doi: 10.1016/j.jbc.2022.102164

Sasaki K, Suzuki M, Sonoda T, et al.
Visualization of the dynamic interaction between nucleosomal histone H3K9 tri-methylation and HP1α chromodomain in living cells.
Cell Chemical Biology 29, 1153-1161 (2022) doi: 10.1016/j.chembiol.2022.05.006

Koda Y, Sato S, Yamamoto H, et al.
Design and synthesis of tranylcypromine-derived LSD1 inhibitors with improved hERG and microsomal stability profiles.
ACS Medicinal Chemistry Letters 13, 848-854 (2022) doi: 10.1021/acsmedchemlett.2c00120

Kitagawa H, Kikuchi M, Sato S, et al.
Structure-based identification of potent lysine-specific demethylase 1 inhibitor peptides and temporary cyclization to enhance proteolytic stability and cell growth-inhibitory activity.
Journal of Medicinal Chemistry 64, 3707-3719 (2021) doi: 10.1021/acs.jmedchem.0c01371

Wakamori M, Okabe K, Ura K, et al.
Quantification of the effect of site-specific histone acetylation on chromatin transcription rate.
Nucleic Acids Research 48(22), 12648-12659 (2020) doi: 10.1093/nar/gkaa1050

Wu HD, Kikuchi M, Dagliyan O, et al.
Rational design and implementation of a chemically inducible hetero-trimerization system.
Nature Methods 17, 928-936 (2020) doi: 10.1038/s41592-020-0913-x

Furukawa A, Wakamori M, Arimura Y, et al.
Acetylated histone H4 tail enhances histone H3 tail acetylation by altering their mutual dynamics in the nucleosome.
Proceedings of the National Academy of Sciences USA 117, 19661-19663 (2020) doi: 10.1073/pnas.2010506117

Saito S, Kikuchi J, Koyama D, et al.
Eradication of central nervous system leukemia of T-cell origin with a brain-permeable LSD1 inhibitor.
Clinical Cancer Research 25, 1601-1611 (2019) doi: 10.1158/1078-0432.CCR-18-0919

Handoko L, Kaczkowski B, Hon CC, et al.
JQ1 affects BRD2-dependent and independent transcription regulation without disrupting H4-hyperacetylated chromatin states.
Epigenetics 13, 410-431 (2018) doi: 10.1080/15592294.2018.1469891

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