基本情報
- 所属
- 上智大学 理工学部物質生命理工学科 教授
- 学位
- 学士(工学)(1999年3月 立命館大学)修士(理学)(2001年3月 東京工業大学)博士(理学)(2004年3月 東京工業大学)
- 研究者番号
- 10546576
- J-GLOBAL ID
- 200901072722483790
- researchmap会員ID
- 6000003115
- 外部リンク
研究活動
X線結晶解析などの生物物理学的手法をつかってDNAやRNAといった核酸分子の「かたち」や「動き」を原子・分子レベルの目で観察し、それらの「働き」を明らかにする研究を行っています。これによって複雑な生命現象をより詳しく理解することが可能になります。さらに、これらの研究で得られた立体構造情報を活用・模倣して、遺伝病などの治療薬や診断薬、バイオナノマテリアルのデザイン・開発に取り組んでいきます。
教育活動:担当授業科目
基礎生物学、理工基礎実験、生物科学実験Ⅰ、生物物理学、卒業研究、Fundamental Biochemistry、Technology & Innovation - Career Development -、生物物理特論、生物科学ゼミナール、大学院演習
研究テーマ
・抗生物質に対する耐性メカニズムの分子構造論的研究と創薬への応用
・DNAを利用する重金属イオン除去膜、導電性ワイヤーの開発研究―構造、物性、応用
・分子・励起分子・イオンの電子構造と反応・ダイナミックスの解明
・ナンセンス突然変異型遺伝病に対するリードスルー治療薬のStructure-Based Design
・「顧みられない熱帯病(NTDs)」治療を目的とした新規アミノグリコシド系抗原虫薬のStructure-Based Design
・ナンセンス変異型遺伝性疾患への抗生物質の薬理メカニズムの解明と新規治療薬の開発
・「顧みられない熱帯病」をターゲットとした新規フッ素化アミノグリコシド薬剤のStructure-Base Design
・DNA-金属ハイブリッドナノワイヤー・ナノケージのStructure-Base Design
・孵化酵素-基質複合体の3次元構造の解明
・インフルエンザウイルスゲノムRNAの構造学的研究と新規インフルエンザ治療薬の開発
・DNA二重鎖中で無限に金属イオンが連続する超分子錯体:精密合成・結晶構造・物性
・DNAものづくりプラットフォームによるDNA医薬品の開発
・放射光X線結晶解析とクライオ電子顕微鏡を融合した構造生物模倣科学の開拓
・貴金属とDNAを融合させたバイオ・ナノデバイスのStructure-Based Design
研究キーワード
5経歴
6-
2023年4月 - 現在
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2015年4月 - 2023年3月
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2010年4月 - 2015年3月
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2009年1月 - 2010年3月
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2006年4月 - 2008年12月
学歴
3-
2001年4月 - 2004年3月
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1999年4月 - 2001年3月
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1995年4月 - 1999年3月
受賞
8論文
118-
Chembiochem : a European journal of chemical biology e202500565 2025年10月13日Gold-mediated base pairing in nucleic acids has remained poorly understood, despite structural analogies with mercury and silver ions known to coordinate selectively to mismatched base pairs. Here, the crystal structures of a CAu(I)C base pair and a CGAu(I)C base triple formed with natural nucleobases are reported. Although solution-phase thermodynamic analysis of Au(I) coordination is technically unfeasible, structural evidence supports its selective insertion into the base mismatches. In contrast, duplexes incorporating 2-thiocytosine form square-planar complexes with Au(III), and melting temperature analysis shows significant thermal stabilization. The distinct coordination geometries of Au(I) and Au(III) arise from differences in oxidation state and preferred coordination numbers, with Au(I) favoring linear two-coordinate structures and Au(III) forming square-planar complexes stabilized by thiocarbonyl donors. These findings establish a structure-guided strategy for oxidation-state-selective metal coordination in nucleic acids, paving the way for the design of metal-responsive DNA architectures with tunable properties.
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Scientific reports 15(1) 20365-20365 2025年7月1日Tumor stromal remodeling is an obstacle for immune checkpoint inhibitors (ICI). A stroma modifying small interfering RNA (siRNA) to carbohydrate sulfotransferase 15 (CHST15) was recently shown to enhance tumor-infiltrating T cells, yet its impact on antitumor response of ICI remains unexplored. In mouse pancreatic cancer KPC and Pan02 subcutaneous syngeneic tumor models, mice were divided into 4 groups for treatment; (1) control, (2) CHST15 siRNA monotherapy, (3) anti-programmed death receptor 1 (PD-1) monotherapy, and (4) combination therapy with CHST15 siRNA and anti-PD-1 antibody. Mice were sacrificed after 2 week-treatments and anti-tumor effects were evaluated by immunohistochemistry for KPC and flow cytometry for Pan02 model, respectively. In the KPC model, combination treatment with intratumoral CHST15 siRNA (0.9-1.0 mg/kg) and systemic anti-PD-1 antibody (5 mg/kg) synergistically and robustly suppressed tumor growth with a significant increase of tumor-infiltrating CD4+ and CD8+ T cells compared to anti-PD-1 monotherapy. In the Pan02 model, combination treatment with CHST15 siRNA and anti-PD-1 showed anti-tumor effect with significant increases in % necrosis area of the tumor, and tumor-infiltrating T cells compared to the control. Notably, the combination therapy dramatically diminishes Ly6C+Ly6G+ granulocytic myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) compared to anti-PD-1 monotherapy. The present study demonstrated the robust synergy between systemic anti-PD-1 antibody and a single stroma modifying agent. Combination usage of intratumoral CHST15 siRNA would provide a novel therapeutic option to trigger the remarkable effect of ICI on this most hard-to-treat solid tumor.
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Dalton Transactions 54 7208-7213 2025年4月 査読有り最終著者
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ChemBioChem e2500017 2025年3月27日 査読有り最終著者
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NAR Molecular Medicine 2(1) ugaf006 2025年3月18日 査読有り最終著者責任著者
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Small Structures 6 2500022 2025年3月17日 査読有り責任著者
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Acta Crystallographica Section F Structural Biology Communications 81(3) 95-100 2025年2月12日 査読有り最終著者責任著者
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Chemical Communications 61(6) 1120-1123 2024年12月 査読有り責任著者
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Inorganic Chemistry 2024年11月18日 査読有り
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Nucleic Acids Research 52 10754-10774 2024年9月5日 査読有りAbstract In this study, we report the synthesis of 2′-formamidonucleoside phosphoramidite derivatives and their incorporation into siRNA strands to reduce seed-based off-target effects of small interfering RNAs (siRNAs). Formamido derivatives of all four nucleosides (A, G, C and U) were synthesized in 5–11 steps from commercial compounds. Introducing these derivatives into double-stranded RNA slightly reduced its thermodynamic stability, but X-ray crystallography and CD spectrum analysis confirmed that the RNA maintained its natural A-form structure. Although the introduction of the 2′-formamidonucleoside derivative at the 2nd position in the guide strand of the siRNA led to a slight decrease in the on-target RNAi activity, the siRNAs with different sequences incorporating 2′-formamidonucleoside with four kinds of nucleobases into any position other than 2nd position in the seed region revealed a significant suppression of off-target activity while maintaining on-target RNAi activity. This indicates that 2′-formamidonucleosides represent a promising approach for mitigating off-target effects in siRNA therapeutics.
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Molecular therapy. Oncology 32(2) 200812-200812 2024年6月20日The dense stroma is one cause of poor efficacy of T cell-mediated immunotherapy in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). Carbohydrate sulfotransferase 15 (CHST15) is a proteoglycan-synthetic enzyme responsible for remodeling tumor stroma. Intra-tumoral injection of CHST15 small interfering RNA (siRNA) has been shown to increase the tumor-infiltrating T cells (TILs) in patients with unresectable PDAC. However, the mechanism underlying the enhanced accumulation of TILs is not fully explored. Here, we demonstrate that intra-tumoral injection of CHST15 siRNA locally and remotely diminishes myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) and enhances TILs in mice. CHST15 was expressed by tumor cells and MDSCs in both tumor and tumor-draining lymph nodes (TDLNs), and CHST15 siRNA repressed stromal density, neutrophil extracellular traps, and Ly6C/G+ MDSCs in vivo. Remarkably, tumor growth inhibition was only observed in the immunocompetent KPC model, which is associated with enhanced TILs. In vitro, CHST15 siRNA significantly downregulated the levels of CHST15 and indoleamine 2,3-dioxygenase mRNA in CD33+ MDSCs derived from human peripheral blood mononuclear cells. These results suggest a dual role for intra-tumorally injected CHST15 siRNA on modulating the tumor immune microenvironment for T cell entry and remotely diminishing CHST15+ MDSCs, decreasing T cell suppression and expanding T cells in the TDLN, ultimately leading to an enhanced accumulation of TILs.
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Advanced Optical Materials 12(7) 2301928 2024年3月5日 査読有り責任著者Abstract The combination of mass spectrometry and single crystal X‐ray diffraction of HPLC‐purified DNA‐stabilized silver nanoclusters (DNA‐AgNCs) is a powerful tool to determine the charge and structure of the encapsulated AgNC. Such information is not only relevant to design new DNA‐AgNCs with tailored properties, but it is also important for bio‐conjugation experiments and is essential for electronic structure calculations. Here, the efforts to determine the structure of a HPLC‐purified green emissive DNA‐AgNC are presented. Unfortunately, the original DNA‐AgNC, known to have four valence electrons, could not be crystallized. By modifying the stabilizing DNA sequence, while maintaining the original spectroscopic properties, several mutants could be successfully crystallized, and for one of them, single crystal X‐ray diffraction data provided insight into the silver positions. While the DNA conformation is not resolved, the described approach provides valuable insight into the class of green and dual emissive DNA‐AgNCs with four valence electrons. These results constitute a roadmap on how to improve crystallization and crystal quality for X‐ray diffraction measurements.
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Journal of the American Chemical Society 2023年5月 査読有り
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Journal of Inorganic Biochemistry 241 112125-112125 2023年4月 査読有り
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Journal of Chemical Education 100(2) 946-954 2023年1月26日 査読有り筆頭著者責任著者
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Bioorganic & Medicinal Chemistry 76 117093-117093 2022年12月 査読有り
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Angewandte Chemie International Edition 61 2022年5月31日 査読有り責任著者
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Nanoscale Advances published online 2022年 査読有り責任著者
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Dalton Transactions 50(35) 12208-12214 2021年8月 査読有り
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Dalton Transactions 50(22) 7633-7639 2021年3月 査読有り
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CrystEngComm. 22 8136-8141 2020年11月2日 査読有り
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Photon Factory Highlights 2019 28-29 2020年11月 査読有り招待有り
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RSC Advances 10 23854-23860 2020年6月23日 査読有り
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Molecules 25 159 2019年12月31日 査読有り
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Angewandte Chemie International Edition 58 17153-17158 2019年11月25日 査読有り
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Angewandte Chemie (International ed. in English) 58(47) 16835-16838 2019年11月18日 査読有りNumerous applications of metal-mediated base pairs (metallo-base-pairs) to nucleic acid based nanodevices and genetic code expansion have been extensively studied. Many of these metallo-base-pairs are formed in DNA and RNA duplexes containing Watson-Crick base pairs. Recently, a crystal structure of a metal-DNA nanowire with an uninterrupted one-dimensional silver array was reported. We now report the crystal structure of a novel DNA helical wire containing HgII -mediated T:T and T:G base pairs and water-mediated C:C base pairs. The Hg-DNA wire does not contain any Watson-Crick base pairs. Crystals of the Hg-DNA wire, which is the first DNA wire structure driven by HgII ions, were obtained by mixing the short oligonucleotide d(TTTGC) and HgII ions. This study demonstrates the potential of metallo-DNA to form various structural components that can be used for functional nanodevices.
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RSC Advances 9(40) 22859-22862 2019年7月24日 査読有り
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ChemMedChem 13 1541-1548 2018年5月15日 査読有り
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A structural basis for the antibiotic resistance conferred by an N1-methylation of A1408 in 16S rRNANUCLEIC ACIDS RESEARCH 45(21) 12529-12535 2017年12月 査読有り
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JOURNAL OF INORGANIC BIOCHEMISTRY 176 140-143 2017年11月 査読有り
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CHEMICAL COMMUNICATIONS 53(86) 11747-11750 2017年11月 査読有り
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NATURE CHEMISTRY 9(10) 956-960 2017年10月 査読有り
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Nature Chemistry 9 956-960 2017年 査読有り
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CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 22(37) 13028-13031 2016年9月 査読有り
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Acta Crystallographica Section F 72(7) 507-515 2016年7月 査読有り
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CHEMICAL COMMUNICATIONS 52(11) 2354-2357 2016年 査読有り
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RSC ADVANCES 6(53) 48237-48244 2016年 査読有り
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Photon Factory Activity Report 2014 32(B) 231 2015年12月
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Photon Factory Activity Report 2014 32(B) 232 2015年12月
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ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 54(45) 13323-13326 2015年11月 査読有り
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Angewandte Chemie - International Edition 54(45) 13323-13326 2015年11月1日 査読有り
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CHEMICAL COMMUNICATIONS 51(98) 17343-17360 2015年 査読有り招待有り
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Photon Factory Activity Report 2013 31(B) 137 2014年12月
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ACS Chemical Biology 9(9) 2067-2073 2014年9月19日 査読有り
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ACS CHEMICAL BIOLOGY 9(9) 2067-2073 2014年9月 査読有り
MISC
12書籍等出版物
10講演・口頭発表等
154-
29th tRNA Conference 2024年11月20日
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29th tRNA Conference 2024年11月20日
共同研究・競争的資金等の研究課題
37-
国立研究開発法人日本医療研究開発機構(AMED) 生命科学・創薬研究支援基盤事業(BINDS) 2022年4月 - 2027年3月
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高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所 放射光共同利用実験 2024年10月 - 2026年9月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2023年4月 - 2026年3月
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上智大学 上智大学学術研究特別推進費 自由課題研究 2023年4月 - 2026年3月
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高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所 放射光共同利用実験 2023年10月 - 2025年9月