瀧研ってどんなところ?

瀧研の研究目的や目玉研究は?

薬をなるべく(すく)なくすることを目的として研究しています。少量で長く効く新たな薬剤形態(モダリティー)として、 「分子標的薬を志向した人工中分子」を創成しており、その中でも特に「中分子共有結合薬(bioTCI)」の取得に注力しています。
例えば、ガン細胞などの疾患分子に結合するbioTCI を取得すれば、1 回の投与で持続的な疾患治療につながります。
以下は初学者(高校/大学初等クラス)向けの簡単な解説記事ですが、HPには書けないmysterious secret projectも常に2〜3件進行しています。

★ 中・高分子型の共有結合薬(bioTCI)についての総説

アスピリン(バファリン)に代表される共有結合薬(Targeted Covalent Inhibitor; TCI)は、120年以上の長い歴史を持ち、そのほとんどが低分子です。私たちは、低分子TCIよりも分子標的性の高い、中・高分子型の共有結合薬(bioTCI)に着目し、その中でも特に作製が容易な「中分子bioTCI」(midTCI)に特化した研究開発を行ってきました。具体的には:
@ ペプチド型TCIのコンビナトリアルスクリーニング
A DNAアプタマーのTCI化
を、世界に先駆けて報告してきました。これらを含めた、bioTCIの歴史的背景および最新の動向を、総説として発表いたします。なお、コンビナトリアルスクリーニングとは、多数(10^9種類)の候補化合物の中から分子標的性TCIを選び出す方法であり、DNAアプタマーとは、分子標的性を持つDNAのことです。

bioTCIs: Middle-to-Macro Biomolecular Targeted Covalent Inhibitors Possessing Both Semi-Permanent Drug Action and Stringent Target Specificity as Potential Antibody Replacements
by Jay Yang, Yudai Tabuchi, Riku Katsuki, and Masumi Taki
Int. J. Mol. Sci. 2023, 24(4), 3525; https://www.mdpi.com/1422-0067/24/4/3525
In Topical Collection "State-of-the-Art Molecular Immunology in Japan"
オープンアクセスなので、どなたにもお読みいただけます。

★ 最近の研究成果

1.スッポン型中分子薬剤(中分子コバレントドラッグ)

副作用なく不可逆(永続)的に疾患関連白質のみを阻害する薬剤の探索システムを確立することで、薬剤投与を最小回数で済ませること(患者のQOL向上)を目的として、標的蛋白質だけに不可逆的に共有結合する中分子型共有結合性薬剤(middle-molecule covalent drug;ラボ内スラングで「スッポン型中分子」)の開発研究を行っています。

★スッポン型開発の歴史:
スッポン型は、アスピリンに始まり100年以上の長い歴史を持つ薬剤概念ですが、我々が「中分子コバレントドラッグ」の可能性を信じて実験を開始した2013年頃は、中分子はおろか低分子においてもコバレントドラッグの新規報告例は滅多にありませんでした。不可逆的に共有結合する生理活性物質は、薬(drug)というより毒(toxicophore)のイメージが強く、科学的根拠よりも「何となく怖いもの」という漠然とした理由で敬遠され続けていたのではないかと推測しています。我々は、もしも本当に標的以外への不可逆的結合(副作用)が問題となるのであれば、分子標的性を多点認識で極限まで高めればよいのではないかと考え、低分子ではなく中分子biologicsを薬剤モダリティーとして選び、これに注力してきました。

1-1. DNA型

世界初の概念である、DNA型共有結合性薬剤(DNA covalent drug)を提唱しました。

Tabuchi et al., Chem. Commun., 57, 2483-2486 (2021); doi: 10.1039/d0cc08109d.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33625415/

水中で、標的の蛋白質に共有結合で強く喰いついて二度と離れませんが、相補鎖を加えると任意のタイミングで「共有結合させたまま解毒」できるところもミソです。市販の化合物から1段階の教科書反応(SN2反応)で誰でも作れるFig 2aの新規化合物1がポイントであり、電気泳動とかLC-MSとか、学部でならっている古典的基礎実験だけで成り立っているシンプルな系が特徴の論文です。今から30年前でも十分実施・完結できる内容なのですが、ずっと見逃されてきたことの中に、全くの新しさが隠れていることを田淵君が見逃さずに発見しました。世の中も学術も複雑化しすぎていますが、基本とか基礎ってすごく大事だと、改めて思います。

1-2. ペプチド型

ライブラリーペプチドからの共有結合性薬剤の直接的取得

Y. Tabuchi, T. Watanabe, R. Katsuki, Y. Ito, and M. Taki*, Direct screening of a target-specific covalent binder: stringent regulation of warhead reactivity in a matchmaking environment, Chem. Commun., 57, 5378-5381 (2021), selected as a hot/cover article; https://doi.org/10.1039/D1CC01773J

ライブラリーペプチドからの共有結合性薬剤の間接的取得

S. Uematsu et al., Combinatorially Screened Peptide as Targeted Covalent Binder: Alteration of Bait-Conjugated Peptide to Reactive Modifier, Bioconjugate Chemistry, 29, 1866-1871 (2018).
Open repository :
https://uec.repo.nii.ac.jp/?action=pages_view_main&active_action=repository_view_main_item_detail&
item_id=8864&item_no=1&page_id=13&block_id=21

派生研究:蛋白質結合性ペプチドを光架橋させることで、蛋白質のどのサイトに結合したかがMS/MSで分かる、という内容です。
K. Yatabe et al., A Cysteine-reactive small photo-crosslinker possessing caged-fluorescence property: binding-site determination of a combinatorially-selected peptide by fluorescence imaging / tandem mass spectrometry, International Journal of Molecular Sciences, 19, 3682 (2018).
Open access:https://www.mdpi.com/1422-0067/19/11/3682

よくあるQ&A

コアタイムは何時から何時まで?ブラック研究室って聞くけど本当?

 完全フレックスです。
B4を指導するために朝早くからラボに来てくれる院生や、自分の研究のために夜遅くまで残って実験している先輩は多いです。 先生や先輩が居残りを強要することは一切ありません。寧ろさっさと帰宅してしっかり休むことを推奨しています。
 この分野では一晩の遅れで時代遅れになりかねないことをラボメンバーの多くが自覚し、尚且つ研究そのものを楽しんでいるため、他研究室より長時間自主的に研究活動を行っています。それがブラック研究室と噂が立つ所以かもしれません。


アルバイトってできる?

 アルバイトをしている学生は若干名いますが、やはり研究に専念することが望ましいです。 それでも生活費を自力で稼がなければいけない学生には、極力学業に関わる方法を奨励しています。 たとえば、TA(ティーチングアシスタント)制度の利用や、修士1年から給与が発生するOIコースの奨励、その他にも給付型の奨学金を受給できるよう瀧先生が全力で申請書作成等を支援してくれます。
 


卒業生の就職先は?

 こちらのページをご覧ください。
卒業生の職業例


最初から生物系の研究に興味があって電通大に入った?

 電気通信大学は学部入試で生物が無いことから察せるように、生物系だけに強い興味があって来ているという人は少ないと思います。実際、現在のラボメンバーも入学当時生物系に一切興味なかった人もいれば、研究室に入るときに興味を持ったという人もいます。
 この大学は生物や化学に関する授業が少ないため、研究室に入ってからついていけるか不安になる学生も多いかと思いますが、先輩や先生が基本から教えてくれるので心配しなくて大丈夫です。授業で物足りない学生は、所属していなくても積極的に瀧研に聞きに来てください。


  
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