2026/06/15 更新

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ササキ シヨウゴ
佐々木 捷悟
SASAKI SHOGO
所属
理学研究院 化学部門 助教
理学府 化学専攻(併任)
理学部 化学科(併任)
職名
助教

研究分野

  • ナノテク・材料 / 有機合成化学

学位

  • 博士 (工学) ( 2021年3月 東京農工大学 )

経歴

  • 奈良女子大学  助教 

    2024年3月 - 2026年3月

  • 東京農工大学 未来価値創造研究教育特区 特任助教 

    2021年12月 - 2024年3月

学歴

  • 東京農工大学   工学府   生命工学専攻博士後期課程

    2017年10月 - 2021年3月

  • 東京農工大学   工学府   生命工学専攻 博士前期課程

    2016年4月 - 2017年9月

  • 東京農工大学   工学部   生命工学科

    2012年4月 - 2016年3月

論文

  • In situ mass spectrometric study of trimethylgallium decomposition and subsequent hydrocarbon combustion during the metalorganic vapor phase epitaxy of <i>β</i>-Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 査読

    Yuma Terauchi, Shogo Sasaki, Junya Yoshinaga, Yoshihiko Takinami, Masato Ishikawa, Yoshinao Kumagai

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   64 ( 12 )   2025年12月   ISSN:0021-4922 eISSN:1347-4065

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.35848/1347-4065/ae25ab

    Web of Science

  • Targeting G-Quadruplex with Bis-thiourea Compounds Inhibits SARS-CoV-2 Replication. 査読 国際誌

    Shogo Sasaki, Shogo Nakajima, Rena Nohara, Hiroyuki Endo, Norito Takeuchi, Taiji Oyama, Naoya Iwano, Kaori Tsukakoshi, Kazunori Ikebukuro, Akira Shiraishi, Kazuo Nagasawa, Koichi Watashi, Masayuki Tera

    ACS infectious diseases   11 ( 8 )   2131 - 2144   2025年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), the virus behind COVID-19, has a single-stranded RNA genome approximately 30 kb long. Due to its continuous mutation and potential for reemergence, identifying new therapeutic targets is crucial. G-quadruplexes (G4s), high-order genome structures, are promising therapeutic targets for various viral diseases due to their ability to inhibit virus replication. To develop new anti-SARS-CoV-2 drugs targeting G4s, identifying G4 structures in the viral genome and finding small molecules that selectively bind to them is essential. Recently, we identified a unique G4-forming sequence (SC-2) in SARS-CoV-2 RNA using our developed G4 prediction tool. We screened our in-house compound library with a Thiazole Orange (TO) displacement assay and found bis-urea/bis-thiourea compounds that bind to the SC-2 G4 motif. Notably, a bis-thiourea compound (BT1) inhibited SARS-CoV-2 replication in a VeroE6/TMPRSS2 infection assay, showing antiviral activity comparable to remdesivir. The displacement efficacy of TO from G4 by synthesized bis-urea/bis-thiourea derivatives to SC-2 G4 correlated strongly with reduced viral RNA levels in infected cells. Fluorescently labeled bis-thiourea compounds accumulated near double-stranded RNA during viral replication, highlighting their potential to target viral RNA G4s. Our study offers a new approach for anti-SARS-CoV-2 drug development.

    DOI: 10.1021/acsinfecdis.5c00095

    PubMed

  • Synthesis of a Light-Up Probe with a Trioxazole Skeleton for Tracking G-Quadruplex Dynamic Behavior. 査読 国際誌

    Haruki Fujita, Naruyuki Watatani, Shogo Sasaki, Sachiko Okabe, Hiroyuki Seimiya, Takatsugu Hirokawa, Masayuki Tera, Yue Ma, Kazuo Nagasawa

    Analytical chemistry   97 ( 30 )   16482 - 16490   2025年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    G-Quadruplexes (G4) are noncanonical nucleic acid structures that play crucial roles in various biological processes. However, tracking the dynamic folding and unfolding processes of G4 in living cells remains challenging. Here, we synthesized a series of candidate fluorescent probes by introducing vinyl naphthyl (VN) group(s) into a trioxazole skeleton, aiming to develop a suitable light-up probe for tracking the dynamics of G4 formation in living cells. Among them, TO-2,3VN (2f), which features two VN groups, exhibited a selective interaction with G4. It nevertheless has low stabilizing ability, which is important to avoid interference with physiological G4 folding processes. It showed remarkable light-up properties and could successfully visualize the folding and unfolding processes of G4 in vitro. Furthermore, TO-2,3VN (2f) specifically interacted with RNA G4 in living cells, showing significant fluorescence intensity changes that corresponded to the dynamic processes of RNA G4 folding and unfolding in HeLa cells exposed to starvation stress. These findings highlight the potential of 2f as a tool for real-time visualization of G4 dynamics in living cells to investigate the biological functions of G4s.

    DOI: 10.1021/acs.analchem.5c02500

    PubMed

  • Topology-selective photo-crosslinking of G-quadruplexes via dual G-quartet and groove recognition. 査読 国際誌

    Ryo Ishikawa, Kazuki Yanagita, Sayuri Shimada, Shogo Sasaki, Takatsugu Hirokawa, Yue Ma, Kazuo Nagasawa, Masayuki Tera

    Chemical communications (Cambridge, England)   60 ( 92 )   13550 - 13553   2024年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The novel photo-crosslinking ligand 6OTD-Bp, bearing an alkylamine benzophenone (Bp) with macrocyclic hexaoxazole (6OTD), was shown to preferentially ligate with hybrid G4s through recognizing both G-quartets and their characteristic wide groove. Higher crosslinking yield was observed for hybrid G4 with wider grooves.

    DOI: 10.1039/d4cc04804k

    PubMed

  • High-speed growth of thick high-purity β-Ga<inf>2</inf>O<inf>3</inf> layers by low-pressure hot-wall metalorganic vapor phase epitaxy 査読

    Junya Yoshinaga, Haruka Tozato, Takahito Okuyama, Shogo Sasaki, Guanxi Piao, Kazutada Ikenaga, Ken Goto, Yuzaburo Ban, Yoshinao Kumagai

    Applied Physics Express   16 ( 9 )   2023年9月   ISSN:1882-0778 eISSN:1882-0786

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.35848/1882-0786/acf8ae

    Scopus

  • Regulation of thrombin activity by ligand-induced topological alteration in a thrombin-binding aptamer 査読 国際誌

    Shogo Sasaki, Yue Ma, Takatsugu Hirokawa, Kazunori Ikebukuro, Masayuki Tera, Kazuo Nagasawa

    Chemical Communications   59 ( 57 )   8862 - 8865   2023年7月   ISSN:1359-7345

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    <jats:p>The function of the thrombin-binding aptamer was regulated by the G-quadruplex topology-altering ligand of L2H2-2M2EA-6LCO, thereby controlling thrombin activity.</jats:p>

    DOI: 10.1039/d3cc02308g

    PubMed

  • Comparison of triethylgallium and diethylgallium ethoxide for β-Ga<inf>2</inf>O<inf>3</inf> growth by metalorganic vapor phase epitaxy 査読

    Ken Goto, Taro Nishimura, Masato Ishikawa, Takahito Okuyama, Haruka Tozato, Shogo Sasaki, Kazutada Ikenaga, Yoshihiko Takinami, Hideaki Machida, Yoshinao Kumagai

    Journal of Vacuum Science and Technology A: Vacuum, Surfaces and Films   41 ( 4 )   2023年7月   ISSN:0734-2101 eISSN:1520-8559

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1116/6.0002732

    Scopus

  • Mass spectrometric study of β-Ga<inf>2</inf>O<inf>3</inf>growth process by metalorganic vapor phase epitaxy 査読

    Kazutada Ikenaga, Takahito Okuyama, Haruka Tozato, Taro Nishimura, Shogo Sasaki, Ken Goto, Masato Ishikawa, Yoshihiko Takinami, Hideaki Machida, Yoshinao Kumagai

    Japanese Journal of Applied Physics   62 ( SF )   2023年6月   ISSN:0021-4922 eISSN:1347-4065

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.35848/1347-4065/acc53c

    Scopus

  • Mechanism of rate controllability of water-soluble bifunctional cyclooctadiynes through cation-anion interactions 査読

    Moeka Yoshinaga, Fumiya Sato, Kohei Kitagawa, Natsuki Yokota, Shogo Sasaki, Manami Takeuchi, Hiroshi Tsugawa, Kohtaro Sugahara, Shoko Mori, Masayuki Tera

    Chemical Communications   59   6678 - 6681   2023年   ISSN:1359-7345 eISSN:1364-548X

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Royal Society of Chemistry (RSC)  

    Click reactions are used for chemoselective functionalization in many research fields. Despite the utility of small, bioinert azide groups as a counterpart, applications of strain-promoted alkyne-azide cycloaddition (SPAAC) reactions for...

    DOI: 10.1039/d3cc01356a

  • Single-molecule displacement assay reveals strong binding of polyvalent dendrimer ligands to telomeric G-quadruplex 国際誌

    Pravin Pokhrel, Shogo Sasaki, Changpeng Hu, Deepak Karna, Shankar Pandey, Yue Ma, Kazuo Nagasawa, Hanbin Mao

    Analytical Biochemistry   649   114693 - 114693   2022年7月   ISSN:0003-2697

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    Binding between a ligand and a receptor is a fundamental step in many natural or synthetic processes. In biosensing, a tight binding with a small dissociation constant (Kd) between the probe and analyte can lead to superior specificity and sensitivity. Owing to their capability of evaluating competitors, displacement assays have been used to estimate Kd at the ensemble average level. At the more sensitive single-molecule level, displacement assays are yet to be established. Here, we developed a single-molecule displacement assay (smDA) in an optical tweezers instrument and used this innovation to evaluate the binding of the L2H2-6OTD ligands to human telomeric DNA G-quadruplexes. After measuring Kd of linear and dendrimer L2H2-6OTD ligands, we found that dendrimer ligands have enhanced binding affinity to the G-quadruplexes due to their polyvalent geometry. This increased binding affinity enhanced inhibition of telomerase elongation on a telomere template in a Telomerase Repeated Amplification Protocol (TRAP). Our experiments demonstrate that the smDA approach can efficiently evaluate binding processes in chemical and biological processes.

    DOI: 10.1016/j.ab.2022.114693

    DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2023.124089_references_DOI_CMwTVJcAS3IDU8lxaqQIdCGIB4l

    PubMed

    CiNii Research

  • Identification of G-quadruplex sequences in severe acute respiratory syndrome coronavirus 2

    SASAKI Shogo, KITAMURA Junya, ENDO Hiroyuki, SHIRAISHI Akira, IKEBUKURO Kazunori, MIZUTANI Tetsuya, TERA Masayuki

    Translational and Regulatory Sciences   3 ( 3 )   89 - 92   2021年   eISSN:2434-4974

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Catalyst Unit  

    DOI: 10.33611/trs.2021-019

    CiNii Research

    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19K05743/

  • Selective alkylation of parallel G-quadruplex structure 国際誌

    Kazumitsu Onizuka, Erchissaran Ganbold, Yue Ma, Shogo Sasaki, Madoka E. Hazemi, Yutong Chen, Norihiro Sato, Mamiko Ozawa, Kazuo Nagasawa, Fumi Nagatsugi

    Organic & Biomolecular Chemistry   19 ( 13 )   2891 - 2894   2021年   ISSN:1477-0520 eISSN:1477-0539

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Royal Society of Chemistry (RSC)  

    We achieve selective alkylation of parallel G-quadruplex DNA using a conjugate of a macrocyclic hexaoxazole and a sulfoxide precursor to a vinyl-quinazolinone.

    DOI: 10.1039/d0ob02365e

    DOI: 10.1002/tcr.202200194_references_DOI_HVwHTGn0IrbVop3Jaxipb7CPFQa

    PubMed

    CiNii Research

    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02876/

  • Stabilization of telomeric G-quadruplex by ligand binding increases susceptibility to S1 nuclease 国際誌

    Ryo Ishikawa, Mizuho Yasuda, Shogo Sasaki, Yue Ma, Kazuo Nagasawa, Masayuki Tera

    Chemical Communications   57 ( 59 )   7236 - 7239   2021年   ISSN:1359-7345 eISSN:1364-548X

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Royal Society of Chemistry (RSC)  

    The ligand binding to the telomeric G-quadruplex enhanced susceptibility to S1 nuclease through the base flipping.

    DOI: 10.1039/d1cc03294a

    DOI: 10.1021/acschembio.1c00904_references_DOI_20iOj9zyhxLD3rpSIPMQTb830dF

    PubMed

    CiNii Research

    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16H06276/

  • Linear consecutive hexaoxazoles as G4 ligands inducing chair-type anti-parallel topology of a telomeric G-quadruplex 国際誌

    Shogo Sasaki, Yue Ma, Takumi Ishizuka, Hong-Liang Bao, Takatsugu Hirokawa, Yan Xu, Masayuki Tera, Kazuo Nagasawa

    RSC Advances   10 ( 71 )   43319 - 43323   2020年   eISSN:2046-2069

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Royal Society of Chemistry (RSC)  

    G-quadruplex structures (G4s) in guanine-rich regions of DNA play critical roles in various biological phenomena, including replication, translation, and gene expression.

    DOI: 10.1039/d0ra09413g

    DOI: 10.1039/d1cc03294a_references_DOI_X4o8svdRf8WUayKAuLMQ2tPFLh6

    PubMed

    CiNii Research

    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17H03091/

  • Synthesis and Telomeric G-Quadruplex-Stabilizing Ability of Macrocyclic Hexaoxazoles Bearing Three Side Chains 国際誌

    ヒロカワ, タカツグ, Ma, Yue, Iida, Keisuke, Sasaki, Shogo, Heddi, Brahim, Phan, Anh, Nagasawa, Kazuo

    Molecules   24 ( 2 )   263   2019年1月   eISSN:1420-3049

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    G-quadruplexes (G4s), which are structures formed in guanine-rich regions of DNA, are involved in a variety of significant biological functions, and therefore "sequence-dependent" selective G4-stabilizing agents are required as tools to investigate and modulate these functions. Here, we describe the synthesis of a new series of macrocyclic hexaoxazole-type G4 ligand (6OTD) bearing three side chains. One of these ligands, 5b, stabilizes telomeric G4 preferentially over the G4-forming DNA sequences of c-kit and K-ras, due to the interaction of its piperazinylalkyl side chain with the groove of telomeric G4.

    DOI: 10.3390/molecules24020263

    DOI: 10.1039/d0ra09413g_references_DOI_6huA7ev2y3uPIkQRRd5LekTJ1kD

    PubMed

    CiNii Research

    その他リンク: http://www.mdpi.com/1420-3049/24/2/263/pdf

  • Binding of a Telomestatin Derivative Changes the Mechanical Anisotropy of a Human Telomeric G‐Quadruplex 国際誌

    Sagun Jonchhe, Chiran Ghimire, Yunxi Cui, Shogo Sasaki, Mason McCool, Soyoung Park, Keisuke Iida, Kazuo Nagasawa, Hiroshi Sugiyama, Hanbin Mao

    Angewandte Chemie International Edition   58 ( 3 )   877 - 881   2018年12月   ISSN:1433-7851 eISSN:1521-3773

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Mechanical anisotropy is an essential property for biomolecules to assume structural and functional roles in mechanobiology. However, there is insufficient information on the mechanical anisotropy of ligand–biomolecule complexes. Herein, we investigated the mechanical property of individual human telomeric G‐quadruplexes bound to telomestatin, using optical tweezers. Stacking of the ligand to the G‐tetrad planes changes the conformation of the G‐quadruplex, which resembles a balloon squeezed in certain directions. Such a squeezed balloon effect strengthens the G‐tetrad planes, but dislocates and weakens the loops in the G‐quadruplex upon ligand binding. These dynamic interactions indicate that the binding between the ligand and G‐quadruplex follows the induced‐fit model. We anticipate that the altered mechanical anisotropy of the ligand–G‐quadruplex complex can add additional level of regulations on the motor enzymes that process DNA or RNA molecules.</jats:p>

    DOI: 10.1002/anie.201811046

    DOI: 10.1093/nar/gkz135_references_DOI_JkrNyDwgjpL8H3S97V7egkLdFCm

    PubMed

    CiNii Research

    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1002/anie.201811046

  • Random Formation of G-Quadruplexes in the Full-Length Human Telomere Overhangs Leads to a Kinetic Folding Pattern with Targetable Vacant G-Tracts 国際誌

    Jibin Abraham Punnoose, Yue Ma, Mohammed Enamul Hoque, Yunxi Cui, Shogo Sasaki, Athena Huixin Guo, Kazuo Nagasawa, Hanbin Mao

    Biochemistry   57 ( 51 )   6946 - 6955   2018年11月   ISSN:0006-2960 eISSN:1520-4995

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Chemical Society (ACS)  

    G-Quadruplexes formed in the 3' telomere overhang (∼200 nucleotides) have been shown to regulate biological functions of human telomeres. The mechanism governing the population pattern of multiple telomeric G-quadruplexes is yet to be elucidated inside the telomeric overhang in a time window shorter than thermodynamic equilibrium. Using a single-molecule force ramping assay, we quantified G-quadruplex populations in telomere overhangs over a full physiological range of 99-291 nucleotides. We found that G-quadruplexes randomly form in these overhangs within seconds, which leads to a population governed by a kinetic, rather than a thermodynamic, folding pattern. The kinetic folding gives rise to vacant G-tracts between G-quadruplexes. By targeting these vacant G-tracts using complementary DNA fragments, we demonstrated that binding to the telomeric G-quadruplexes becomes more efficient and specific for telomestatin derivatives.

    DOI: 10.1021/acs.biochem.8b00957

    DOI: 10.1016/j.ab.2022.114693_references_DOI_LcgHxQyf2ASwU0E4G5QcjmsKeMl

    PubMed

    CiNii Research

    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16K13094/

  • Development of G-quadruplex ligands for selective induction of a parallel-type topology 国際誌

    Yue Ma, Yamato Tsushima, Mai Sakuma, Shogo Sasaki, Keisuke Iida, Sachiko Okabe, Hiroyuki Seimiya, Takatsugu Hirokawa, Kazuo Nagasawa

    Organic & Biomolecular Chemistry   16 ( 40 )   7375 - 7382   2018年   ISSN:1477-0520 eISSN:1477-0539

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Royal Society of Chemistry (RSC)  

    Parallel type of topology in G4 is selectively induced by tetra-guanidinylalkyl substituted 6OTD derivative.

    DOI: 10.1039/c8ob01702f

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.12.103_references_DOI_2bQJ1vbeW0FxzRfagjmBkqM3BOE

    PubMed

    CiNii Research

    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16H06276/

  • Targeting glioma stem cells in vivo by a G-quadruplex-stabilizing synthetic macrocyclic hexaoxazole 国際誌

    Takahiro Nakamura, Sachiko Okabe, Haruka Yoshida, Keisuke Iida, Yue Ma, Shogo Sasaki, Takao Yamori, Kazuo Shin-ya, Ichiro Nakano, Kazuo Nagasawa, Hiroyuki Seimiya

    Scientific Reports   7 ( 1 )   3605 - 3605   2017年6月   eISSN:2045-2322

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>G-quadruplex (G4) is a higher-order nucleic acid structure that is formed by guanine-rich sequences. G4 stabilization by small-molecule compounds called G4 ligands often causes cytotoxicity, although the potential medicinal impact of this effect has not been fully established. Here we demonstrate that a synthetic G4 ligand, Y2H2-6M(4)-oxazole telomestatin derivative (6OTD), limits the growth of intractable glioblastoma (grade IV glioma) and glioma stem cells (GSCs). Experiments involving a human cancer cell line panel and mouse xenografts revealed that 6OTD exhibits antitumor activity against glioblastoma. 6OTD inhibited the growth of GSCs more potently than it did the growth of differentiated non-stem glioma cells (NSGCs). 6OTD caused DNA damage, G1 cell cycle arrest, and apoptosis in GSCs but not in NSGCs. These DNA damage foci tended to colocalize with telomeres, which contain repetitive G4-forming sequences. Compared with temozolomide, a clinical DNA-alkylating agent against glioma, 6OTD required lower concentrations to exert anti-cancer effects and preferentially affected GSCs and telomeres. 6OTD suppressed the intracranial growth of GSC-derived tumors in a mouse xenograft model. These observations indicate that 6OTD targets GSCs through G4 stabilization and promotion of DNA damage responses. Therefore, G4s are promising therapeutic targets for glioblastoma.</jats:p>

    DOI: 10.1038/s41598-017-03785-8

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.12.103_references_DOI_WKNYeLKHI7IvshhIdqiT7R4k6XH

    PubMed

    CiNii Research

    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41598-017-03785-8

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所属学協会

  • 日本化学会

  • 日本生化学会

  • 有機合成化学協会

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • テロメア結合タンパク質のグアニン四重鎖トポロジー結合選択性の解明

    研究課題/領域番号:23K13854  2023年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  若手研究

    佐々木 捷悟

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    資金種別:科研費

    染色体末端のテロメア領域では、特殊な核酸立体構造であるグアニン四重鎖(G4)が動的に形成され、三つの折り畳み構造が存在する。また、テロメアG4と結合することが知られるPOT1タンパク質 (Protection Of Telomeres 1) は、このテロメアG4と結合することで重要な生物学的役割を担う。
    本研究では、生体内でPOT1が結合するG4トポロジーを明らかにすることを目的とする。即ち、申請者が今回開発を計画する、細胞内のテロメアG4を単一のトポロジーに制御する低分子化合物(G4リガンド)を用い、細胞内のG4トポロジーを制御することで、POT1が結合するG4のトポロジーを明らかにする。
    染色体末端に位置するテロメア配列にはグアニンが豊富に含まれており、そこではグアニン四重鎖(G4)と呼ばれる特殊な高次構造が形成される。テロメアG4は、折りたたみ方に応じて三種類のトポロジー(パラレル型、アンチパラレル型、ハイブリッド型)を動的に形成することが知られている。近年、生体内においてG4と結合するタンパク質(G4BP)が、G4のトポロジーを選択的に認識および結合し、特異的な生物学的機能を担う可能性が示唆されている。しかし、その結合様式はこれまでin vitroでの解析に限られており、生体内での詳細な結合特性は未解明である。本研究では、三種類のG4トポロジーそれぞれを個別に制御可能なG4プローブを創製し、生細胞内におけるG4BPとの結合様式の解明を目指す。
    初年度には、in vitroにおいてG4トポロジーを変換可能なリガンド(L2H2-2M2EA-6LCO)を用い、TBA配列およびその結合タンパク質であるトロンビンとの相互作用を解析した。その結果、G4トポロジーの変化により、トロンビンとの結合能が変化することを明らかにした。本成果は、2023年にChemical Communicationsにて公表した。次年度には、トポロジー選択的なG4リガンドによるG4BPのプルダウンを検討した。G4構造はトポロジーにより主鎖間の溝(グルーブ)の形状が異なるため、特定のグルーブに選択的に結合し、光架橋できる官能基を導入したリガンドを合成することで、トポロジーごとの選択的プルダウンが可能になると考えた。実際に合成した化合物の中で、6OTD-Bpがハイブリッド型G4を選択的にプルダウンできることを見出した。本成果は、2024年にChemical Communicationsにて報告した。
    本研究では、テロメア配列に形成される三種類のG4トポロジー(パラレル型、アンチパラレル型、ハイブリッド型)それぞれを個別に制御可能なG4プローブを開発し、生細胞内におけるG4結合タンパク質(G4BP)との結合様式を解明することを目的としている。G4はトポロジーごとに溝(グルーブ)構造や立体的な特徴が大きく異なり、それに応じてG4BPの結合特性も変化する可能性がある。
    本研究を推進するにあたり、以下の3点が課題として挙げられる:①トポロジー選択的なG4リガンドの合成、②それを用いたプルダウン手法の開発、③トポロジー特異的なG4BPの機能制御手法の構築。これらは相互に関連しつつも独立した技術的課題であり、それぞれに対して段階的なアプローチが必要である。
    現在までに、トポロジー選択的G4リガンドの設計と合成を完了し、特定のトポロジー(例:ハイブリッド型)に選択的に結合する化合物6OTD-Bpの同定と、その化合物を用いたプルダウン実験系の確立に成功している。また、G4リガンドに光架橋基を導入することで、G4BPとの結合の可視化と安定化も達成しつつある。
    これらの成果により、現在までの進捗はおおむね当初計画通りに進行しており、今後は得られたプローブを用いて、生細胞内でのテロメアG4BP(例:POT1)とのトポロジー選択的プルダウンを実施し、機能的な結合様式の解明を進めていく予定である。
    本研究ではこれまでに、トポロジー変換可能なG4リガンドを用いることで、G4構造の折りたたみ方(トポロジー)を変化させ、それに応じてG4結合タンパク質(G4BP)との相互作用が変化することを明らかにした。特に、Thrombin-binding aptamer(TBA)およびトロンビンとのin vitro解析において、G4トポロジーの違いが結合能に影響することを見出している。これらの成果を踏まえ、最終年度となる本年度では、以下の二点を重点的に実施する。
    (i) in vitroにおけるPOT1-G4-リガンドの三者複合体のトポロジー解析
    (ii) 生細胞内におけるPOT1のG4トポロジー選択性の解析
    項目(i)は4月-10月にかけて実施する予定であり、これまでに申請者が開発した各トポロジーを変換可能なG4リガンドを基に、テロメアG4の構造を変化させた上で、POT1との三者複合体形成を検討する。複合体形成は電気泳動により確認し、加えて、他の代表的なG4BPとして、パラレル型G4に結合するHP1αおよびハイブリッド型G4に結合するFUS/TLSも対象に加え、それぞれのG4トポロジーとの選択的結合の有無を検討する。また、三者複合体形成後のG4構造維持を確認するため、CDスペクトル測定を行い、各トポロジーの安定性と保持を評価する。項目(ii)は11月-3月に実施予定であり、細胞内におけるトポロジー選択的なG4BPのプルダウン実験を行う。これにより、細胞内におけるPOT1の結合対象となるG4のトポロジーを明確化し、トポロジー依存的なG4BPの機能制御機構の理解を深める。
    本計画により、G4トポロジーとG4BPの相互作用をin vitroおよびin cellの両面から包括的に解析し、G4構造に基づく生命現象の新たな理解と、分子標的戦略への展開を目指す。

担当授業科目

  • 化学序説

    2026年12月  

  • 生物化学実験

    2026年6月 - 2026年7月