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江原 靖人
大学院人間発達環境学研究科 人間環境学専攻
教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(工学), 東京工業大学
■ 研究キーワード
  • バイオセンサー
  • SARS-CoV-2 (COVID-19)
  • 糖鎖修飾核酸
  • 糖鎖修飾siRNA
  • 新興・再興感染症
  • インフルエンザウイルス
  • 生物有機化学
■ 研究分野
  • ライフサイエンス / 生物有機化学 / 新興・再興感染症 インフルエンザ ウイルス 人工核酸 siRNA 糖鎖ライブラリー DNAポリメラーゼ リパーゼ

研究活動情報

■ 論文
  • Kenji Takagi, Tenko Hayashi, Shinjiro Sawada, Miku Okazaki, Sakiko Hori, Katsuya Ogata, Nobuo Kato, Yasuhito Ebara, Kunihiro Kaihatsu
    During the treatment of viral or bacterial infections, it is important to evaluate any resistance to the therapeutic agents used. An amino acid substitution arising from a single base mutation in a particular gene often causes drug resistance in pathogens. Therefore, molecular tools that discriminate a single base mismatch in the target sequence are required for achieving therapeutic success. Here, we synthesized peptide nucleic acids (PNAs) derivatized with tolane via an amide linkage at the N-terminus and succeeded in improving the sequence specificity, even with a mismatched base pair located near the terminal region of the duplex. We assessed the sequence specificities of the tolane-PNAs for single-strand DNA and RNA by UV-melting temperature analysis, thermodynamic analysis, an in silico conformational search, and a gel mobility shift assay. As a result, all of the PNA-tolane derivatives stabilized duplex formation to the matched target sequence without inducing mismatch target binding. Among the different PNA-tolane derivatives, PNA that was modified with a naphthyl-type tolane could efficiently discriminate a mismatched base pair and be utilized for the detection of resistance to neuraminidase inhibitors of the influenza A/H1N1 virus. Therefore, our molecular tool can be used to discriminate single nucleotide polymorphisms that are related to drug resistance in pathogens.
    2020年02月, Molecules (Basel, Switzerland), 25(4) (4), 英語, 国際誌
    [査読有り]

  • YAMABE MIYUKI, KAIHATSU KUNIHIRO, EBARA YASUHITO
    Sialyllactose (SL)-modified trimer DNAs with a similar SL presentation as their binding sites on influenza virus hemagglutinin (HA) trimer were designed and synthesized. These trimer DNAs showed high affinity for various influenza viruses, including A/Puerto Rico/08/34 (H1N1), A/Beijing/262/95 (H1N1), A/Yokohama/77/2008 (H1N1), and A/Panama/2007/99 (H3N2). Thus, presentation of SL residues on three vertexes of the scaffold as well as sialic acid binding sites on the HA trimer regardless of a tri-branched or triangular scaffold are important for high affinity for influenza viruses. These compounds have the potential for use in detection and as inhibitors of a broad spectrum of influenza viruses.
    ELSEVIER, 2019年03月, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 29(5) (5), 744 - 748, 英語, 国際誌
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • YAMABE MIYUKI, AKIRA FUJITA, KAIHATSU KUNIHIRO, EBARA YASUHITO
    Natural sialic acid-modified compounds are capable of targeting influenza virus hemagglutinin (HA). However, these compounds have limited inhibitory effect because natural O-glycoside bond in these compounds are prone to be cleaved by neuraminidase (NA) on the surface of viruses. In this study, we synthesized NA-resistant sialoside that included unnatural S-glycoside bonds and modified this sialoside on a three-way junction (3WJ) DNA to display complementary distribution to its binding sites on a HA trimer. This S-glycoside-containing sialoside-modified 3WJ DNA showed certain NA resistance and maintained high binding affinity. Importantly, our observations showed that substituting natural O-glycoside with unnatural S-glycoside did not affect the binding affinity of the sialoside-modified 3WJ DNA for viruses. Thus, this study is an important step forward in the development of NA-resistant sialoside derivatives for more effective detection and inhibition of infection by a broad spectrum of viruses.
    ELSEVIER, 2019年02月, Carbohydrate Research, 474, 43 - 50, 英語, 国際誌
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Miyuki Yamabe, Kunihiro Kaihatsu, Yasuhito Ebara
    Sialic acid present on the cell surface is recognized by hemagglutinin (HA) on the influenza virus in the first step of infection. Therefore, a compound that can efficiently interfere with the interaction between sialic acid and HA might inhibit infection and allow detection of the influenza virus. We focused on the spatial arrangement of sialic acid binding sites on HA and dev
    American Chemical Society, 2018年05月, Bioconjugate Chemistry, 29(5) (5), 1490 - 1494, 英語, 国際誌
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Masayuki Matsui, Yasuhito Ebara
    Novel trigonal DNA-carbohydrate conjugates were prepared and evaluated to explore efficient carbohydrate-lectin interactions. Carbohydrate-modified oligonucleotides were enzymatically prepared, then hybridized to form 3-way junction DNAs. The thermal stabilities of the junctions were assessed by UV melting analysis and formation of constructs was confirmed by gel electrophoresis. Fluorescence titration assays revealed that the trigonal DNA-carbohydrate conjugates exhibit high affinity to lectins depending on the distribution of carbohydrates presented in each arm. These results suggest that self-assembled 3-way DNA architectures could offer a useful platform for controlling the spatial distribution of carbohydrates on conjugates and achieving more efficient molecular recognition.
    Elsevier, 2012年10月, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 22(19) (19), 6139 - 43, 英語, 国際誌
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Preparation of magnetic enzymes and its enzyme activity and enantioselectivity
    Oku, Yukari, Hamada, Takeshi, Ebara, Yasuhito, Ueji, Shin-ichi
    ELSEVIER SCIENCE BV, 2010年01月, JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS B-ENZYMATIC, 62(1) (1), 120 - 120, 英語
    [査読有り]

  • Tomohiro Nishigaki, Yoshitaka Yasufuku, Sayuri Murakami, Yasuhito Ebara, Shin-ichi Ueji
    Addition of co-solvents such as tetrahydrofuran resulted in a great improvement of the enantioselectivity of lipase-catalyzed hydrolysis of butyl 2-(4- substituted phenoxy)propanoates in an aqueous buffer solution. On the other hand, lipase lyophilized from an aqueous solution containing the co-solvents catalyzed highly enantioselective esterification of 2-(4-substituted phenoxy)propionic acids, 2-(4-isobutylphenyl)propionic acid (ibuprofen), and 2-(6-methoxy-2-naphthyl)propionic acid (naproxen) in an organic solvent. An increase in the E value up to two orders of magnitude was observed for some substrates. The origin of the enantioselectivity enhancement caused by the co-solvent addition was mainly attributed to a significant deceleration in the initial reaction rate for the incorrectly binding enantiomer, as compared with that for the correctly binding enantiomer. From the results of FT-IR, CD, and ESR spectra, the co-solvent addition was also found to bring about a partial destruction of the tertiary structure of lipase.
    CHEMICAL SOC JAPAN, 2008年05月, Bull. Chem. Soc. Jpn., 81(5) (5), 617 - 622, 英語
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Masayuki Matsui, Yoshitaka Nishiyama, Shin-ichi Ueji, Yasuhito Ebara
    Novel deoxyribonucleotide triphosphates bearing maltose or lactose groups were synthesized as substrates for DNA polymerase. The incorporation efficiencies of these modified substrates were investigated in both primer extension reactions and PCR. The stability and conformation of saccharide-modified dsDNAs were assessed by UV absorbance melting experiments and CD analysis. Enzymatic incorporation of saccharide-modified substrates can be used for the efficient production of saccharide-modified DNAs.
    Elsevier, 2007年01月, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 17(2) (2), 456 - 60, 英語, 国際誌
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Takashi Okamoto, Yasuhito Ebara, Shin-ichi Ueji
    We propose a simple and a powerful method to enhance the enantioselectivity for lipase-catalysed transformations in organic solvents by an addition of metal ion-containing water to the reaction mixture. In this paper, various metal ions such as LiCl or MgCl2 are tested to improve the enantioselectivity for the model reactions. The enantioselectivities obtained are dramatically enhanced, the E values of which are about 100-fold as compared with the ordinary conditions without a metal ion, for example, E = 200 by addition of LiCl. Furthermore, lowering the reaction temperature led to an almost perfect enantioselectivity of lipase in the presence of a metal ion, for example, E = 1,300 by addition of LiCl. Also, a mechanism for the drastic enhancement by metal ions is discussed briefly on the basis of the EPR spectroscopic study and the initial rate for each enantiomer of the substrate.
    2006年03月, Organic & Biomolecular Chemistry, 4(6) (6), 1147 - 53, 英語, 国際誌
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Shuichi Mori, Hiromi Yumoto, Rina Matsumi, Tomohiro Nishigaki, Yasuhito Ebara, Shin-ichi Ueji
    The addition of sodium dodecyl sulfate (SDS) resulted in a dramatic improvement of the enantioselectivity of the lipase-catalyzed hydrolysis of racemic butyl 2-(4-substituted phenoxy)propanoates, racemic butyl 2-(4-isobutylphenyl)propanoate, and racemic butyl 2-(6-methoxy-2-naphthyl) propanoate in an aqueous buffer solution. An increase in the E value by up to two orders of magnitude was observed for some esters. As to the effects of SDS on the structure of a lipase, FT-IR and fluorescence measurements suggest some conformational change and/or an increase of the flexibility of the lipase, although the native secondary structure of the lipase is held even in the presence of 100 mM SDS. The origin of the enantioselectivity enhancement brought about by the addition of SDS is briefly discussed on the basis of the values of the initial rates obtained for each enantiomer of the substrate. © 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
    2005年11月, Tetrahedron:Asymmetry, 16(22) (22), 3698 - 3702, 英語
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Ueji S, Mori S, Yumoto H, Hiroshima N, Ebara Y
    The lyophilization of lipase from aqueous enzyme solution containing ionic compounds such as disodium hydrogenphosphate resulted in a dramatic improvement of its enantioselectivity for esterification in organic solvents, compared with the ionic compound-free lipase. The enantioselectivity of the ionic compound-coated lipase was found to be fairly sensitive to the change of the solvents. Copyright © 2005 The Chemical Society of Japan.
    2005年01月, Chemistry Letters, 34(1) (1), 110 - 111
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Watanabe K, Uno T, Koshiba T, Okamoto T, Ebara Y, Ueji S
    For lipase-catalyzed reactions of 2-(4-substitued phenoxy)propionic acids with alcohols in organic solvents containing a small amount of water, the increase of the lipase flexibility brought about by addition of water is found to be favorable for the induced-fit motion of the lipase for the correctly binding enantiomer of the substrate used, thus resulting in the improvement of the lipase enantioselectivity. In particular, for the reaction of the substrate with rich π electron density on its aromatic ring, the enantioselectivity was much more sensitive to the change of the lipase flexibility. Thus, in the induced fit motion, the CH⋯π association between amino acids side chains around the lipase's active site and the aromatic ring of the correctly binding enantiomer is assumed to accelerate the accommodation of the substrate into the lipase's active site and the stabilization of the complex between the enzyme and the substrate. This assumption is also supported by a discussion based on the value of the Michaelis constant obtained. Furthermore, on the basis of a model concerning the acyl-enzyme structure for the incorrectly binding enantiomer, the long alkyl chain alcohols as a nucleophile are found to improve the lipase enantioselectivity markedly.
    2004年, Bull. Chem. Soc. Jpn, 77(3) (3), 543 - 548
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Flexibility of Lipase Brought About by Solvent Effects Controls Its Enantioselectivity in Organic Solvents
    上地 眞一, 谷口 友彦, 岡本 崇, 渡辺 圭一, 江原 靖人
    2003年02月, Bull. Chem. Soc. Japan, 76-2, 399-403, 英語
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Chemical modification of lipases with various hydrophobic groups improves their enantioselectivity in hydrolytic reactions.
    Shin-ichi Ueji, Ai Uedal, Hiroyuki Tanaka, Keiichi Watanabe, Takashi Okamoto, Yasuhito Ebara
    Semi-purified lipases from Candida rugosa, Pseudomonas cepacia and Alcaligenes sp. were chemically modified with a wide range of hydrophobic groups such as benzyloxycarbonyl, p-nitrobenzyloxycarbonyl, p-methoxybenzyloxycarbonyl, t-butoxycarbonyl, lauroyl and acetyl moieties. The Candida rugosa lipase MY modified with the benzyloxycarbonyl group (modification ratio = 84%) brought about a 15-fold increase in enantioselectivity (E value) towards the hydrolysis of racemic butyl 2-(4-ethylphenoxy)propionate in an aqueous buffer solution, although the enzymatic activity was decreased. The origin of the enantioselectivity enhancement by chemical modification of the lipase is attributed to a significant deceleration in the initial reaction rate for the incorrectly binding enantiomer.
    2003年01月, Biotechnology letters, 25(1) (1), 83 - 7, 英語, 国際誌
    [査読有り]

  • Ueji S, Taniguchi T, Okamoto T, Watanabe K, Ebara Y
    The behavior of the enantioselectivity of Candida rugosa lipase was investigated in the esterification of 2-(4-substituted phenoxy)propionic acids with 1-butanol in aliphatic, aromatic, and ethereal solvents. The observed enantioselectivity (E value) was greatly affected by the solvent nature. Two key solvent characteristics, dielectric constant (e) and hydrophobicity (log P), failed to explain the solvent effects on the E value. On the other hand, the variation of the E value was found to be successfully correlated with the lipase flexibility brought about by the solvent effects, the flexibility of which was estimated by the ESR measurements of the spin-labeled lipase. Although organic chemists should often undertake a solvent screening step in the biocatalytic asymmetric resolutions, the obtained correlation will provide a useful guide in the solvent optimization step.
    2003年, Bull. Chem. Soc. Jpn, 76(2) (2), 399 - 403
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Effects of chemical modification of lipase on its enantioselectivity in organic solvents
    S Ueji, H Tanaka, T Hanaoka, A Ueda, K Watanabe, K Kaihatsu, Y Ebara
    The chemical modification of lipase with the hydrophobic group such as Z (benzyloxycarbonyl) or Z(NO2) (p-nitro-Z) is found to bring about a marked improvement of the enantioselectivity in isopropyl ether and an inversion of the solvent effects on the enantioselectivity.
    CHEMICAL SOC JAPAN, 2001年10月, CHEMISTRY LETTERS, (10) (10), 1066 - 1067, 英語
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • A dramatic improvement of enantioselectivity of lipase in organic solvents by addition of aqueous SDS: A close correlation between enantioselectivity and conformational flexibility of lipase
    S Ueji, M Nishimura, R Kudo, R Matsumi, K Watanabe, Y Ebara
    The enantioselectivity of the lipase-catalyzed esterification of 2-(4-substituted phenoxy)propanoic acids was found to be dramatically enhanced by addition of aqueous sodium dodecyl sulfate (SDS) as a new type of additive to the reaction medium, isopropyl ether. The origin of the enhanced enantiomeric differentiation may be attributed to the increased conformational flexibility of lipase triggered by the SDS action, the flexibility of which can be estimated from the changes in the ESR spectra observed for the mobility of a spin label bound to its active-site.
    CHEMICAL SOC JAPAN, 2001年09月, CHEMISTRY LETTERS, 9, 912-913(9) (9), 912 - 913, 英語
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Synthesis of non-natural DNA using DNA polymerase
    Ebara Y, Sugiyama T, Kaihatsu K, Ueji S
    2000年, Nucleic Acids Symposium Series, 44, 143-144
    研究論文(学術雑誌)

  • DNA Hybridization at the Air-Water Interface
    Yasuhito Ebara, Katsumi Mizutani, Yoshio Okahata
    2000年, Langmuir, 16, 2416-2418, 国際誌
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • In situ monitoring of poly(L-glutamine)-bound dsDNA selection on a quartz-crystal microbalance
    H Furusawa, Y Ebara, Y Okahata
    We applied a highly sensitive quartz-crystal microbalance as a device of dsDNA in vitro selection. When poly(L-glutamine)-immobilized QCM was employed, both the selection and evaluation processes could be monitored in situ as mass changes, and the dsDNAs having the continuous sequences of 3-5 AT base-pairs were selected after the 4(th) cycle from a random dsDNA pool.
    CHEMICAL SOC JAPAN, 1999年08月, CHEMISTRY LETTERS, 8, 823-824(8) (8), 823 - 824, 英語
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Construction of non natural DNA Library
    江原 靖人, 開発 邦宏, 上地 眞一
    Nonnatural DNA polymerase substrates which contain many kinds of modified functional groups are synthesized. The C-5 position of dUTP was modified by amino acid, saccharide. These compounds were incorporated on a DNA double strand using E. Coli DNA polymerase. This nonnatural DNA library contains a larger diversity than native DNA or RNA and has a higher chemical stability than RNA. This library will be useful for in vitro selection study, combinatorial chemistry, and the preparation of supramolecular structures.
    1999年, Oxford UniversityPress, 42, 175-176(42) (42), 175 - 176, 英語
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Kinetic measurements of DNA hybridisation an an oligonucleotide-immobilized 27-MHz quartz crystal microbalance
    Y Okahata, M Kawase, K Niikura, F Ohtake, H Furusawa, Y Ebara
    A highly sensitive 27-MHz quartz-crystal microbalance, on which a 10-30-mer oligonucleotide was immobilized as a probe molecule, was employed to detect hybridization of complementary oligonucleotides in aqueous solution, From frequency decreases (mass increases due to the hybridization) with passage of time, kinetic parameters such as association constants (R-a) and binding and dissociation rate constants (k(1) and k(-1)) could be obtained, as well as binding (hybridization) amount at the nanogram level (Delta m). Kinetic studies were carried out by changing various parameters: (i) the immobilization method of a probe oligonucleotide on Au electrode, (ii) number of mismatching bases in sequences of target oligonucleotides, (iii) length of both probe and target oligonucleotides, (iv) hybridization temperature, and (v) ionic strength in solution. The obtained results were compared with those obtained by a surface plasmon resonance method using a BIAcore system.
    AMER CHEMICAL SOC, 1998年04月, ANALYTICAL CHEMISTRY, 70(7) (7), 1288 - 1296, 英語
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • In vitro selection of DNA on a quartz-crystal microbalance, Nucleic Acids Symposium Series
    Furusawa H, Watanabe A, Ebara Y, Okahata Y
    1998年, Nucleic Acids Symposium Series, 39, 79-80
    研究論文(学術雑誌)

  • Gas phase molecular recognition on nucleobase monolayers immobilized on a highly sensitive quartz-crystal microbalance
    Kazunori Matsuura, Yasuhito Ebara, Yoshio Okahata
    Complementary molecular recognition in the gas phase onto self-assembled monolayers bearing thymine or adenine bases as terminal groups was studied by using a highly sensitive 63 MHz quartz-crystal microbalance. Association constants (Ka), binding and dissociation rate constants (k1 and k-1), and binding amount in nanogram level (Δm) could be obtained from time coarses of frequency decrease (mass increase) at various gaseous guest concentrations. Kinetic parameters were corrected to avoid the effect of different adsorption ability of guest molecules. Binding of 2-aminopyridine (an adenine model) onto a thymine monolayer showed the 50-100 times larger binding constant than that of a noncomplementary guest molecule, γ-butyrolactam. On the other hand, an adenine monolayer preferentially bound the thymine model of γ-butyrolactam over 2-aminopyridine, the adenine model. When a simple hydrocarbon monolayer of 1-decanethiol was used, all of these guest molecules were hardly bound. The selectivity between complementary and noncomplementary nucleobase pairs observed in the gas/thin film surface was comparable to the selectivity seen in organic solvents. The formation energy of hydrogen bonding obtained from Ka values in the gas/thin film surface was consistent with that calculated by molecular mechanics as in a vacuum. Ka values of the guest molecules were dependent on the nucleobase content in the mixed monolayer of nucleobase and alkyl chains.
    1997年02月, Langmuir, 13(4) (4), 814 - 818
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Ryotaro Takei, Keun Hong Park, Hirohiko Ise, Atsushi Maruyama, Yasuhito Ebara, Yoshio OkahatA, Toshihiro Akaike
    Differences of hepatocyte attachment and morphology of adherent cells between anti-asialoglycoprotein receptors (α-ASGPR) and poly (N-p- vinylbenzyl-O-β-D-galactopyranosyl-[1 → 4]-D-gluconamide) (PVLA) coated surfaces were investigated for a new application of antibody as an extracellular matrix. It was found that about 70% of mouse primary hepatocytes attached onto the α-ASGPR-coated plates within 2 h. The hepatocyte attachment was inhibited with pretreatment of soluble α-ASGPR or PVLA. Also, the number of the adherent hepatocytes drastically decreased if treated with papain as an endopeptidase but not with EDTA. This was in contrast with the hepatocytes attached onto PVLA-coated plates, suggesting that cell attachment through specific interaction between the ASGPR and α- ASGPR was Ca2+ ions-independent. The adherent hepatocytes exhibited quite different morphology with the coating density of the α-ASGPR. The morphology of adherent hepatocytes for a high coating density (10 μg/ml) was observed as spherical shapes whereas the morphology of hepatocytes for a low coating density (0.1 μg/ml) was observed as fiat ones. Furthermore, when cellular function was examined for hepatocytes with different morphology, it was found that DNA synthesis of fiat hepatocytes for the lower coating densities was higher than that of round hepatocytes for the higher coating densities in the presence of epidermal growth factor.
    1997年, Tissue Engineering, 3(3) (3), 281 - 288
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Kinetic studies of molecular recognition based on hydrogen bonding at the air-water interface by using a highly sensitive quartz-crystal microbalance
    Yasuhito Ebara, Kensuke Itakura, Yoshio Okahata
    The complementary guest binding process onto the cyanurate lipid 1 monolayer at the air-water interface was observed by using a highly sensitive 27 MHz quartz-crystal microbalance (QCM), which was attached horizontally on the monolayer from the air phase. Binding amount (Δm), association constants (Ka), as well as binding and dissociation rate constants (k1 and k-1) could be obtained from time courses of the frequency decrease (mass increase) of the QCM. A highly sensitive 27 MHz QCM was used to detect small mass changes of Langmuir adsorption of small guest molecules instead of our conventional 9 MHz QCM. Guests such as 2,4,6-triaminopyrimidine (A) possessing three complementary hydrogen bonding sites were selectively bound to the monolayer 1 showing a 1:2 host-guest binding ratio, k1 = 2.8 M-1 s-1, k-1 = 7.2 × 10-4 s-1, and Ka = 3900 M-1. The Ka value was consistent with that obtained by NMR spectra in bulk CDCl3. Guest molecules of A hardly bound to monolayers 2-4 with -NH2, -CONH2, and -OH head groups. Binding constants of guest molecules to the monolayer 1 were of the following order: 2,4,6-triaminopyrimidine (A) > 2,6-diaminopyridine (B) possessing three hydrogen bonds > 2-aminopyridine (C) forming two hydrogen bonds > pyridine (D) with only one hydrogen bond ≈barbituric acid (E) having no complementary hydrogen binding sites. The obtained binding kinetics at the water interface were compared with molecular mechanics calculations of binding energy in vacuum.
    1996年10月, Langmuir, 12(21) (21), 5165 - 5170
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Gas-phase selective adsorption on functional monolayers immobilized on a highly sensitive quartz-crystal microbalance
    Yoshio Okahata, Kazunori Matsuura, Kenji Ito, Yasuhito Ebara
    Self-assembled monolayers of alkanethiols having functional groups (HS(CH2)10X; X = -H, -COOH, -CONH2, -NH2) were immobilized on an Au electrode of a quartz-crystal microbalance (QCM), and binding kinetics of acetic acid molecules from the gas phase were studied from time courses of frequency decreases (mass increases) of the QCM. A highly sensitive, 63 MHz overtone frequency of a conventional 9 MHz AT-cut QCM was developed to detect monolayer adsorption of small molecules such as acetic acid. Acetic acid molecules are adsorbed onto the -CONH2 membrane as a Langmuir-type monolayer; however, they tend to be adsorbed as multilayers onto the -COOH and -NH2 membranes. Acetic acid was hardly adsorbed onto the simple alkane membrane (-H membrane). The binding ability of the -COOH membrane to acetic acid molecules was reduced compared with that of the -CONH2 membrane due to the intramembranous hydrogen bond in the former.
    1996年02月, Langmuir, 12(4) (4), 1023 - 1026
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Kazunori Matsuura, Yasuhito Ebara, Yoshio Okahata
    A self-assembled monolayer of alkanethiols having functional groups (HS-(CH2) 10-X; X =-H, -COOH, -CONH2) was immobilized on Au electrodes of a quartz-crystal microbalance (QCM), and the adsorption behavior of gaseous organic molecules, such as aliphatic acids, amines, alcohols, and alkanes, was observed from frequency decreases (mass increases) of the QCM plate in gas-phase. We used a supersensitive, seventh overtone frequency of a 9 MHz AT-cut QCM (63 MHz) in order to detect a monolayer adsorption of small organic molecules. Association constant (Ka), adsorption (k1) and desorption rate constants (k-1) could be obtained from curve fitting of time courses of frequency changes (mass changes). All organic molecules hardly adsorbed onto the alkane (X = -H) membrane. To the -CONH2 membrane, only acetic acid can be selectively adsorbed compared with the -H membrane, but not caproic and nonanoic acids, which explains that hydrogen-bond interactions are important but hydrophobic interactions are not. To the -COOH membrane, both acetic acid and ethylenediamine can largely adsorb compared with the -H membrane, but not monoamines. The adsorption of ethylenediamine can be explained by acid-base interactions.
    1996年02月, Thin Solid Films, 273(1-2) (1-2), 61 - 65
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Yoshio Okahata, Kazunori Matsuura, Yasuhito Ebara
    Self-assembled monolayers of alkanethiols having functional groups (HS-(CH2)10-X, X = -H, -COOH, -CONH2, -NH2, thymine and adenine bases) were immobilized on the Au electrode of a quartz-crystal microbalance (QCM), and binding kinetics of guest molecules from the gas phase were studied from time courses of frequency decreases (mass increases) of the QCM. A highly sensitive, 63-MHz overtone frequency of a conventional 9-MHz at AT-cut QCM was developed to detect monolayer adsorption of small molecules. When acetic acid was employed as guest molecules, it adsorbed onto the -CONH2 membrane as a Langmuir-type monolayer and adsorbed as multilayers onto the -COOH and -NH2 membranes, but hardly adsorbed onto the simple alkane membrane (-H membrane). When self-assembled monolayers bearing a thymine or adenine base as a terminal group were employed, selective binding processes of complementary guest molecules were observed: 2-aminopyridine (an adenine model) and γ-butyrolactam (a thymine model) selectively bound to the thyamine and adenine monolayers, respectively.
    1996年, Supramolecular Science, 3(1-3) (1-3), 165 - 169
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Y. Okahata, Y. Ebara, T. Sato
    1995年06月, MRS Bulletin, 20(6) (6), 52 - 56
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Yasuhito Ebara, Yoshio Okahata
    Specific binding and dissociation processes of concanavalin A (Con A) to a mixed monolayer containing synthetic glycolipids at the air—water interface were observed from frequency changes of a quartz-crystal microbalance (QCM) that was attached horizontally on the monolayer from the air phase. Binding constants (k1), dissociation rate constants (k-1, and binding amount (Δm) could be obtained from time courses of the frequency decrease (mass increase) of the QCM. Con A showed the specific binding to 2C18-mal lipids having a glucopyranosyl head group but not 2C18-lac lipids having a galactopyranosyl head group in the matrix of phosphoethanolamine lipids (2C18PE). The maximum binding amount (Δmmax) was independent of the mole fraction of the 2C18-mal, but on the contrary, binding (k1), dissociation rate (k-1), and association constants ( ka= k1/k-1) were affected largely by the content of the 2C18-mal in the monolayer. © 1994, American Chemical Society. All rights reserved.
    1994年12月, Journal of the American Chemical Society, 116(25) (25), 11209 - 11212
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Yasuhito Ebara, Hiroshi Ebato, Katsuhiko Ariga, Yoshio Okahata
    Interactions of calcium ions with a monolayer of synthetic phospholipid 1,3-dihexadecylglycero-2-phosphoethanolamine (2C16PE) were investigated with three different methods: surface-pressure (π‒A) isotherms, electrochemical reactions on an electrode, and quartz-crystal microbalance (QCM) measurements, π‒A isotherms showed that the 2C16PE monolayer exists with the most condensed molecular packing at pH 5.8 probably due to intermolecular zwitterionic interactions. Ca2+ ions destroy this interaction and expand the monolayer packing. This behavior can be examined on a bilayer-covered SnO2 electrode in electrochemical methods. Oxidation peak currents of a maker ion (Fe(CN)63/4−) in the aqueous phase through the lipid films were increased by the addition of Ca2+ ions only when the membrane was in a bilayer and in the fluid liquid crystalline state above the Tc. The binding behavior of Ca2+ ions onto the 2C16PE LB films was followed directly from the frequency changes of the LB film-deposited QCM. Ca2+ ions can penetrate into the fluid liquid crystalline LB films, but not into the solid films. From these findings, Ca2+ ions can bind and penetrate into only the fluid liquid crystalline state of a bilayer and disturb or expand the membrane structures. © 1994, American Chemical Society. All rights reserved.
    1994年07月, Langmuir, 10(7) (7), 2267 - 2271
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • N. J. Geddes, E. M. Pachinger, D. M. Furlong, Y. Ebara, Y. Okahata, K. A. Than, J. A. Edgar
    The quartz-crystal microbalance (QCM) has been modified to allow for the monitoring of reactions in aqueous solution with about 10 ng sensitivity. This has been achieved by allowing only one electrode to be exposed to the solution of interest, the other being maintained in an air environement. When the gold electrodes of the QCM are thiol/diimide activated, they can be used to monitor the surface immobilization of immunoglobulin (IgG) molecules and their subsequent interaction with anti-IgG. This is demonstrated by immobilization of sheep or mouse IgG onto the thiolated electrodes, with preference shown for binding with anti-sheep and anti-mouse IgGs, respectively, during subsequent solution interaction. Some cross-reactivity occurs. © 1994.
    1994年01月, Sensors and Actuators: B. Chemical, 17(2) (2), 125 - 131
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Yasuhito Ebara, Yoshio Okahata
    Interaction of various proteins adsorbed from solution with a phospholipid monolayer at the air-water interface of a Langmuir film balance has been studied quantitatively by using a quartz-crystal microbalance (QCM) which was attached horizontally on the monolayer from the air phase. Adsorption amounts and penetration behaviors of proteins have been followed by observing frequency changes of the QCM at the air-water interface and surface pressure changes of the monolayer. © 1993, American Chemical Society. All rights reserved.
    1993年, Langmuir, 9(2) (2), 574 - 576
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Yoshio Okahata, Yasuhito Ebara
    Catalytic hydrolysis of phospholipid Langmuir-Blodgett (LB) films deposited on a quartz-crystal microbalance (QCM) by phospholipase A2 was followed by observing frequency changes of the QCM in an aqueous solution.
    1992年, Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, (2) (2), 116 - 117
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

  • Yoshio Okahata, Masatoshi Yokobori, Yasuhito Ebara, Hiroshi Ebato, Katsuhiko Ariga
    A monolayer of a triethoxysilane amphiphile having two 18-carbon alkyl chains (2CigSi) was polymerized to form a Si-O-Si linkage on an acidic water subphase, transferred onto a Sn02 electrode by a Langmuir-Blodgett (LB) technique, and then covalently immobilized with Si-O-Sn linkages on the electrode. The polymerized and covalently immobilized 2CigSi monolayer was much more stable on the electrode in harsh aqueous conditions than were noncovalently bonded monolayers. The 2CisSi monolayer impeded the oxidation of Fe(CN)64 as seen in the ratio of peak currents at the monolayer-covered and uncovered electrodes (ip/ip= 0.2). The reactivity could be controlled reversibly by the phase transition from solid to liquid crystalline state of the monolayer. The value ip/ip= 0.2 indicates that the 2CigSi monolayer on the Sn02 electrode cannot completely block the penetration of ferrocyanide ions and still contains pinhole defects in the monolayer, probably because the Sn02 electrode has the rough surface of metal oxides. These defects can be completely eliminated by adsorbing a small amount of a long-chain alcohol (C14OH to Ci80H) into the monolayer but not by adsorbing branched bulky alcohols or short-chain alcohols (C60H to C10OH). © 1990, American Chemical Society. All rights reserved.
    1990年, Langmuir, 6(6) (6), 1148 - 1153
    [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)

■ MISC
  • KAIHATSU KUNIHIRO, YAMABE MIYUKI, EBARA YASUHITO
    Epigallocatechin-3-O-gallate (EGCG) is the major catechin component of green tea (Cameria sinensis), and is known to possess antiviral activities against a wide range of DNA viruses and RNA viruses. However, few studies have examined chemical modifications of EGCG in terms of enhanced antiviral efficacy. This paper discusses which steps of virus infection EGCG interferes with, citing previous reports. EGCG appears most likely to inhibits the early stage of infections, such as attachment, entry, and membrane fusion, by interfering with viral membrane proteins. According to the relationships between structure and antiviral activity of catechin derivatives, the 3-galloyl and 5'-OH group of catechin derivatives appear critical to antiviral activities. Enhancing the binding affinity of EGCG to virus particles would thus be important to increase virucidal activity. We propose a newly developed EGCG-fatty acid derivative in which the fatty acid on the phenolic hydroxyl group would be expected to increase viral and cellular membrane permeability. EGCG-fatty acid monoesters showed improved antiviral activities against different types of viruses, probably due to their increased affinity for virus and cellular membranes. Our study promotes the application of EGCG-fatty acid derivatives for the prevention and treatment of viral infections.
    MDPI, 2018年09月27日, Molecules, 23(10) (10), 2475, 英語, 国際誌
    [査読有り]

  • インフルエンザウイルスを捕捉する糖鎖修飾三量体DNA : 予防・診断・治療を目指して
    江原 靖人
    東京化学同人, 2015年02月, 現代化学, (527) (527), 42 - 47, 日本語

  • 合成脂質膜による分子認識--匂い物質を識別する
    江原 靖人, 岡畑 恵雄
    化学工業社, 1997年10月, 化学工業, 48(10) (10), 831 - 842, 日本語

  • DNAハイブリダイゼーションの観察における水晶発振子法と表面プラズモン共鳴法の比較
    大竹 冬華, 古澤 宏幸, 江原 靖人, 岡畑 恵雄, 後藤 雅式
    1996年08月01日, 日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 19, 866 - 866, 日本語

  • 江原 靖人, 岡畑 恵雄
    Quartz Crystal Microbalances (QCM) are known to provide very sensitive mass measuring devices because the resonance frequency decreases upon the increase of a given mass on the QCM electrode in a nanogram level. In this review, we describe that the QCM is useful to detect molecular recognition processin situ. For example, when lipid membranes are immobilized on a QCM plate, we could detect the selective adsorption of odor molecules to the lipid matrix from the freqency changes. When dipeptide crystals were immobilized, enantioselective adsorption of amino acid was observed. When the QCM plate was attached hollizontally onto the glycolipid monolayer at the air-water interface, the selective binding of lecithins onto the glycolipid monolayer was observed. When oligonucleotide was immobilized on a QCM, hybridization of DNA double strands were detected from frequency changes.
    公益社団法人 日本油化学会, 1994年10月20日, 油化学, 43(10) (10), 796 - 804, 日本語

  • 有賀 克彦, 清水 治, 江原 靖人, 岡畑 恵雄
    種々のアルキルシラン化合物の単分子膜を多孔質ガラス板上に吸着法で固定化し,それを通してのNaClや水溶牲蛍光プローブの透過性について検討した。ジアルキルシラン化合物から成る単分子膜の場合には・透過性が未修飾多孔質ガラス板の場合の1/10~1/100に抑制され,単分子膜の結晶一液晶相転移温度Tc付近で透過性の大きな変化が観測された。モノアルキルシラン化合物単分子膜の場合には・透過性はそれほど抑制されず,相転移の効果も認められなかった。そのほか,単分子膜表面の親疎水性,多孔質ガラス板の孔径,スペーサーの長さの効果,およびLB型単分子膜との比較について検討した.
    公益社団法人 日本化学会, 1990年, 日本化学会誌, 1990(10) (10), 1136 - 1142, 日本語
    [査読有り]

■ 書籍等出版物
  • 創薬研究者がこれだけは知っておきたい最新のウイルス学
    技術情報協会
    分担執筆, 第10章 インフルエンザウイルスを捕捉する合成化合物 pp.526-533, 技術情報協会, 2021年08月, 526-533, 日本語, ISBN: 9784861048555
    学術書


  • 高分子辞典 (第3版)高分子学会編
    江原 靖人
    その他, 朝倉書店, 2005年06月, 日本語, ISBN: 9784254252484
    事典・辞書

  • Nonenzymatic Organic Synthesis on Single Strand DNA by Artificial tRNA
    Kaihatsu Kunihiro, Ueji Shin-ichi, Ebara Yasuhito
    共著, MARUZEN Co.,Ltd, 2003年12月
    学術書

  • In Vitro Selection of Saccharide-Modified DNA that bind to Lectin Biomolecular Chemistry
    Matsui Masayuki, Onizawa Akiko, Ebara Yasuhito
    共著, MARUZEN Co.,Ltd, 2003年12月
    学術書

■ 講演・口頭発表等
  • コロナウイルスと結合するシアル酸修飾核酸の合成
    小森田 裕弥, 江原 靖人
    日本化学会第103春季年会, 2023年03月, 日本語
    口頭発表(一般)

  • コロナウイルスと結合するシアル酸修飾核酸の合成
    小森田 裕弥, 住田 将一, 林 優香, 山本 勇征, 江原 靖人
    日本化学会第102春季年会, 2022年03月, 日本語
    口頭発表(一般)

  • 拡張DNA・RNAライブラリーの構築と、それを用いたウイルス・タンパク質を標的とする人工核酸の合成
    江原 靖人
    第47回東北地区高分子若手研究会夏季ゼミナール, 2019年07月, 日本語
    [招待有り]
    公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等

  • インフルエンザウイルスを捕捉するシアル酸修飾3量体DNA
    江原 靖人
    第33回 インフルエンザ研究者交流の会シンポジウム, 2019年06月, 日本語
    口頭発表(一般)

  • シアル酸修飾三量体核酸を用いたインフルエンザウイルスの捕捉および感染阻害
    Y. Ebara, M. Miyuki, K. Kaihatsu
    第68回高分子学会年次大会, 2019年05月, 英語
    口頭発表(一般)

  • あらゆるインフルエンザウイルスを捕捉するノイラミニダーゼ耐性シアロシド修飾三量体DNA
    山部 美幸, 開發 邦宏, 江原 靖人
    日本化学会第99春季年会, 2019年03月, 日本語, 甲南大学 岡本キャンパス, インフルエンザウイルスヘマグルチニンをターゲットとした糖鎖修飾三量体DNAを合成した。修飾した糖鎖は、ノイラミニダーゼ活性に耐性を示すS-グリコシド結合含有シアロシドとした。この三量体DNA上のシアロシドは、ヘマグルチニン三量体上のシアル酸結合部位と類似した空間配置に提示され、また、ノイラミニダーゼによる分解作用も受けないため、あらゆるインフルエンザウイルスに対して、高い結合能を示した。, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • インフルエンザウイルス感染を阻害するシアル酸修飾 3-way junction 核酸(ポスター発表3P-0703)
    江原 靖人
    第41回日本分子生物学会年会, 2018年11月, 日本語, パシフィコ横浜, 国内会議
    ポスター発表

  • インフルエンザウイルス感染を阻害するシアル酸修飾 3-way junction 核酸
    江原 靖人
    第41回日本分子生物学会年会, 2018年11月, 日本語, パシフィコ横浜, 国内会議
    シンポジウム・ワークショップパネル(公募)

  • インフルエンザウイルスを捕捉するノイラミニダーゼ耐性シアロシド修飾DNA
    山部 美幸, 開發 邦宏, 江原 靖人
    第67回高分子討論会, 2018年09月, 日本語, 北海道大学, 国内会議
    ポスター発表

  • あらゆるインフルエンザウイルスをターゲットとした糖鎖修飾 Triangle DNA
    山部 美幸, 開發 邦宏, 江原 靖人
    第67回高分子学会年次大会, 2018年05月, 日本語, 名古屋国際会議場, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • インフルエンザウイルスヘマグルチニンをターゲットとしたシアリルラクトース修飾Triangle DNA
    山部 美幸, 開發 邦宏, 江原 靖人
    日本化学会第98春季年会, 2018年03月, 日本語, 日本大学理工学部(船橋キャンパス), インフルエンザウイルスのヘマグルチニン(HA) をターゲットとしたシアリルラクトース(SL)修飾 triangle DNA を合成した。SL 残基は、SL 修飾 dUTP を用いたポリメラーゼ連鎖反応により、 鎖中でDNA方向を反転させたinverted DNAの末端に導入し、自己集合後の triangle DNA における各鎖中心側の SL 間距離が 48 Å となるよう設計した。赤血球凝集阻害実験により、この SL 修飾 triangle DNA は、インフルエンザウイルス A/Puerto Rico/08/34 (H1N1)に対して、SL モノマーよりも 100,000倍高い結合能を有することを確認した。これは、triangle DNA上のSL残基が、 HA のシアル酸結合部位と 同じ空間配置を示すことに起因すると考えられた。, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 核酸をベースとした糖鎖ライブラリーの拡張とレクチン・ウイルスとの分子認識
    狩野 徳士, 小林 真依, 西岡 尭之, 山部 美幸, 江原 靖人
    第11回バイオ関連化学シンポジウム, 2017年09月, 日本語, 東京大学(弥生キャンパス), 生体中で糖鎖は細胞間相互作用、ウイルス感染などに深く関与している。糖鎖を種々の材料に担持することにより、クラスター効果が発現し結合親和性等の機能が増強されることが知られている。これまでに糖鎖修飾ヌクレオシド三リン酸とDNAポリメラーゼを用いることにより、maltoseなどが修飾された糖鎖コンジュゲートを合成してきた。本発表では、さらに多様な単糖、二糖、三糖などが修飾された10種類以上の糖鎖修飾ヌクレオシド三リン酸を合成した。全ての修飾ヌクレオシド三リン酸はDNAポリメラーゼ、またはRNAポリメラーゼによりDNA, RNA中に導入された。DNAの構造を一本鎖、二本鎖、3-way junction(3WJ)構造などと変化させ、さらに糖鎖の数、密度、位置が最適化された場合、糖鎖修飾DNAはインフルエンザウイルスやレクチンに対する親和性を大きく向上させた。, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • Sialyllactose-modified 3-way junction DNA that have Influenza virus binding ability
    山部 美幸, 開發 邦宏, 江原 靖人
    日台医用分光学国際シンポジウム, 2016年12月, 英語, 兵庫県淡路市, 国際会議
    ポスター発表

  • マンノース結合タンパク質と高い親和性を有する糖鎖修飾3-wayjunctionDNAの合成
    松田 美加, 乃村 勇輝, 山部 美幸, 江原 靖人
    第63回高分子研究発表会(神戸), 2016年07月, 日本語, 神戸, 国内会議
    ポスター発表

  • インフルエンザウイルスと結合するシアリルラクトース修飾 DNA
    山部 美幸, 開發 邦宏, 江原 靖人
    第65回高分子学会年次大会, 2016年05月, 日本語, 神戸, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • Expanding glycoconjugate library on nucleic acids and its enhanced affinity to lectins
    江原 靖人, 松田 美加, 山部 美幸
    第65回高分子学会年次大会, 2016年05月, 日本語, 神戸, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • Concanavalin A と高い親和性を有する マンノース修飾 3-way junction DAN の合成
    松田 美加, 山部 美幸, 江原 靖人
    第65回高分子学会年次大会, 2016年05月, 日本語, 神戸, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • マンノース結合タンパク質と高い親和性を有するマンノース修飾オリゴヌクレオチドの合成
    松田 美加, 山部 美幸, 江原 靖人
    日本化学会第96春季年会, 2016年03月, 日本語, 京都, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • シアル酸修飾オリゴヌクレオチド担持ナノ粒子を用いたインフルエンザウイルスの検出
    赤松 大地, 山部 美幸, 江原 靖人
    日本化学会第96春季年会, 2016年03月, 日本語, 京都, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • あらゆるインフルエンザウイルスと結合するシアル酸修飾3-way junction DNAの合成
    山部 美幸, 開發 邦宏, 江原 靖人
    日本化学会第96春季年会, 2016年03月, 日本語, 京都, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • RNA ポリメラーゼを用いた糖鎖修飾 RNA の合成
    桑原 雅人, 山部 美幸, 江原 靖人
    日本化学会第96春季年会, 2016年03月, 日本語, 京都, 国内会議
    ポスター発表

  • DNA 上での糖鎖ライブラリーの拡張およびその レクチン結合能の向上
    江原 靖人, 松田 美加, 山部 美幸
    日本化学会第96春季年会, 2016年03月, 日本語, 京都, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • Synthesis of saccharide-modified oligonucleotide as a inhibitor of influenza virus infection
    乃村 勇輝, 松田 美加, 山部 美幸, 赤松 大地, 江原 靖人
    Pacifichem 2015, 2015年12月, 英語, Hawaii, 国際会議
    ポスター発表

  • Synthesis of mannose-modified oligonucleotide that bind to mannose binding protein
    松田 美加, 乃村 勇輝, 山部 美幸, 赤松 大地, 江原 靖人
    Pacifichem 2015, 2015年12月, 英語, Hawaii, 国際会議
    ポスター発表

  • Sialyllactose-modified 3-way junction DNA as a inhibitor of influenza hemagglutinin
    山部 美幸, 赤松 大地, 開發 邦宏, 加藤 修雄, 江原 靖人
    Pacifichem 2015, 2015年12月, 英語, Hawaii, 国際会議
    ポスター発表

  • Expanding glycoconjugate library on DNAs and its enhanced affinity to lectins
    江原 靖人, 乃村 勇輝, 松田 美加, 山部 美幸, 赤松 大地
    Pacifichem 2015, 2015年12月, 英語, Hawaii, 国際会議
    口頭発表(一般)

  • Detection of influenza viruses by using oligonucleotide-based sialic acid-modified nanoparticle
    赤松 大地, 山部 美幸, 江原 靖人
    Pacifichem 2015, 2015年12月, 英語, Hawaii, 国際会議
    ポスター発表

  • 糖鎖修飾3量体核酸を用いたインフルエンザウイルスの検出
    江原 靖人
    イノベーションJapan2015, 2015年08月, 日本語, 東京, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • レクチンと高い親和性を有する糖鎖修飾核酸の合成
    松田 美加, 乃村 勇輝, 赤松 大地, 浅井 佑介, 山部 美幸, 江原 靖人
    第61回高分子研究発表会, 2015年07月, 日本語, 神戸, 国内会議
    ポスター発表

  • あらゆるインフルエンザウイルスを捕捉するシアル酸修飾3-way junction型DNA
    山部 美幸, 乃村 勇輝, 松田 美加, 赤松 大地, 浅井 佑介, 江原 靖人
    第61回高分子研究発表会, 2015年07月, 日本語, 神戸, 国内会議
    ポスター発表

  • あらゆるインフルエンザウイルスを捕捉する シアル酸修飾 3-way junction 構造 DNA
    山部 美幸, 赤松 大地, 開發 邦宏, 江原 靖人
    第64回高分子学会年次大会, 2015年05月, 日本語, 札幌, 国内会議
    ポスター発表

  • シアリルラクトース修飾3-way junction型DNAを用いたインフルエンザウイルスの検出
    山部 美幸, 赤松 大地, 江原 靖人
    日本化学会第95春季年会, 2015年03月, 日本語, 日本化学会, 日本大学、千葉, インフルエンザウイルスのヘマグルチニン(HA)のシアリルラクトース(SL)結合部位のアミノ酸 配列は、ウイルスが変異しても保存されるため、HAと結合する化合物はあらゆる種類のインフルエンザウイルスと結合したり、感染を阻害できる可能性を有している。本研究では、DNAポリメラーゼを用い、3つのSL残基をHAの3つの糖鎖結合部位に適合するように設計した、SL修飾3-way junction DNAを合成した。そのDNAは10nMという低濃度でウイルスと赤血球との凝集を阻害した。このDNAはインフルエンザウイルスの検出や感染阻害薬として応用が可能である。, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 新型インフル判定
    江原 靖人
    日本経済新聞(2014年7月8日付), 2014年07月, 日本語, 変異したインフルエンザウイルスも確実に検出できる高分子材料を開発した。, 国内会議
    メディア報道等

  • あらゆるインフルエンザウイルスと結合する糖鎖修飾 three-way junction DNA
    山部 美幸, 浅井 佑介, 赤松 大地, 河野 杏奈, 原 直己, 江原 靖人
    第60回高分子研究発表会, 2014年07月, 日本語, 高分子学会, 兵庫県民会館, インフルエンザウィルスは、感染に関与するタンパク質として、「ヘマグルチニン」(HA)と「ノイラミニダーゼ」(NA)を表面に有している。一般的な治療薬であるタミフルはNAをターゲットとしているが、インフルエンザウィルスの変異に伴って、NAの構造も変化し、既にタミフル耐性のウイルスも出現している。一方、HAは、感染初期において宿主細胞表面上に存在するシアリルラクトースと結合する重要な役割を担っているが、HAのシアリルラクトース結合部位のアミノ酸配列は変異によっても高度に保存されることが知られている。すなわちHAをターゲットとした化合物は、変異したウイルスに対しても結合できるという利点を有している。しかし、一般にヘマグルチニンとシアル酸との結合定数は103 M-1程度と低いため、ヘマグルチニンと高い親和性で結合させるためには、高分子化合物などにシアル酸残基, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • あらゆるインフルエンザウイルスと結合する シアリルラクトース修飾 3-way junction型 DNA
    江原 靖人
    第63回高分子学会年次大会, 2014年05月, 日本語, 高分子学会, 名古屋(名古屋国際会議場), Sialyllactose is present on cellular surface and plays a important roles in the infection on influenza virus. The Sialyllactose is recognized by hemagglutinin(HA) protein on the virus. A compound that inhibits the interaction between sialyllactose on the cell and hemagglutinin has been thought to prevent infection of influenza virus, because the amino acids sequence of sialic a, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • あらゆるインフルエンザウイルスと結合するシアリルラクトース修飾3-way junction DNA
    江原 靖人
    第36回日本分子生物学会年会, 2013年12月, 日本語, 日本分子生物学会, 神戸ポートアイランド, 国内会議
    ポスター発表

  • インフルエンザウイルスと高い親和性を有する、Sialyllactose 修飾 3-way junction DNA
    江原 靖人
    第51回日本生物物理学会年会, 2013年10月, 日本語, 日本生物物理学会, 京都(京都国際会議場), 国内会議
    ポスター発表

  • あらゆるインフルエンザウイルスと結合する糖鎖修飾核酸
    江原 靖人
    イノベーション・ジャパン2013, 2013年08月, 日本語, 科学技術振興機構, 新エネルギー・産業技術総合開発機構, 東京(東京ビッグサイト), インフルエンザウイルスのヘマグルチニン(HA)と、抗体に匹敵する高い親和性で結合する糖鎖修飾核酸を合成した。HAの糖鎖結合部位はウイルスが変異してもアミノ酸配列が保存される確率が高いため、HAと結合する化合物は、変異したあらゆるインフルエンザに対しても結合、および治療効果を有すると期待される。また核酸を骨格としているため、抗体のように変性することはなく、熱、有機溶剤に対しても安定である。この糖鎖修飾核酸はインフルエンザウイルスを除去する材料、診断キット、感染阻害薬等として応用が期待される。, 国内会議
    ポスター発表

  • インフルエンザウイルスと結合するシアリルラクトース修飾 3-way junction型DNAの合成
    江原 靖人, 赤松 大地, 原 直己
    第59回高分子研究発表会, 2013年07月, 日本語, 高分子学会, 兵庫県民会館, インフルエンザは現在最も感染の拡大が危惧されている感染症の一つであり、最近では中国で発生した新型H7N9トリインフルエンザウイルスの感染拡大が問題となっている。インフルエンザ治療薬の主流はタミフルをはじめ、インフルエンザ表面のシアリダーゼという酵素の機能を阻害する化合物であるが、シアリダーゼの変異速度は非常に速く、既にタミフル耐性のウイルスも出現している。この問題に対処するため、変異したウイルスに対しても効果のある化合物の開発は重要である。一方、インフルエンザ表面には、シアリダーゼの他にヘマグルチニンという糖鎖レセプターが存在し、このタンパク質も感染に重要な役割を果たしている。このヘマグルチニンはウイルスの変異によっても比較的保存される確率が高いことが知られており、このヘマグルチニンをターゲットとする化合物は新型、季節性だけでなく、今後出現するであろ, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • インフルエンザウイルスと結合するシアリルラクトース修飾 3-way junction型DNAの合成
    江原 靖人
    第20回クロマトグラフィーシンポジウム, 2013年06月, 日本語, クロマトグラフィー科学会, 神戸(神戸大学百年記念館), インフルエンザは現在最も感染の拡大が危惧されている感染症の一つであり、最近では中国で発生した新型H7N9トリインフルエンザウイルスの感染拡大が問題となっている。インフルエンザ治療薬の主流はタミフルをはじめ、インフルエンザ表面のシアリダーゼという酵素の機能を阻害する化合物であるが、シアリダーゼの変異速度は非常に速く、既にタミフル耐性のウイルスも出現している。この問題に対処するため、変異したウイルスに対しても効果のある化合物の開発は重要である。一方、インフルエンザ表面には、シアリダーゼの他にヘマグルチニンという糖鎖レセプターが存在し、このタンパク質も感染に重要な役割を果たしている。このヘマグルチニンはウイルスの変異によっても比較的保存される確率が高いことが知られており、このヘマグルチニンをターゲットとする化合物は新型、季節性だけでなく、今後出現するであろ, 国内会議
    ポスター発表

  • Sialyllactose - modified 3-way junction DNA as a inhibitor of influenza hemagglutinin
    江原 靖人
    第62回高分子学会年次大会, 2013年05月, 英語, 高分子学会, 京都(京都国際会議場), Sialyllactose is present on cellular surface and plays a important roles in the infection on influenza virus. The Sialyllactose is recognized by hemagglutinin(HA) protein on the virus. A compound that inhibits the interaction between sialyllactose on the cell and hemagglutinin has been thought to prevent infection of influenza virus, because the amino acids sequence of sialic a, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • インフルエンザウイルスと結合するシアリルラクトース修飾3-way junction型DNAの構築
    江原 靖人
    日本化学会第93春季年会, 2013年03月, 日本語, 日本化学会, 立命館大学、滋賀, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • インフルエンザウイルスと結合する糖鎖修飾核酸
    江原 靖人
    第2回JST推薦シーズ 新技術説明会, 2013年02月, 日本語, 科学技術振興機構, 東京, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • インフルエンザウイルス吸着素材の研究
    江原 靖人
    イノベーション関西, 2012年12月, 日本語, 科学技術振興機構, 大阪(グランキューブ大阪), インフルエンザウイルスのヘマグルチニン(HA)と高い親和性で結合する糖鎖修飾核酸を合成した。HAはウイルスが変異しても保存される確率が高いため、HAと結合する化合物は、変異したあらゆるインフルエンザに対しても結合、および治療効果を有すると期待される。また核酸を骨格としているため、抗体のように変性することはなく安定である。この糖鎖修飾核酸は迅速にインフルエンザウイルスを除去する材料にもなりうると期待される。, 国内会議
    ポスター発表

  • Sialyllactose-modified DNA as a inhibitor of influenza hemagglutinin
    江原 靖人
    The 9th SPSJ International Polymer Conference, 2012年12月, 英語, 高分子学会, 神戸, Sialyllactose is recognized by hemagglutinin(HA) protein on influenza viruses. A compound that inhibits the interaction between sialic acid on the cell and hemagglutinin has been thought to prevent infection of influenza virus, because the amino acids sequence of sialic acid binding site in HAs are highly conserved among influenza virus strains. In this paper, sialyllactose-mod, 国際会議
    口頭発表(一般)

  • 糖鎖修飾核酸を用いたインフルエンザウイルスの吸着および検出
    江原 靖人
    次世代医療システム産業化フォーラム, 2012年10月, 日本語, 大阪商工会議所, 大阪, インフルエンザウイルスのヘマグルチニン(HA)と高い親和性で結合する糖鎖修飾核酸を合成した。HAはウイルスが変異しても保存される確率が高いため、HAと結合する化合物は、変異したあらゆるインフルエンザに対しても結合、および治療効果を有すると期待される。また核酸を骨格としており抗体のように変性することはなく安定である。この糖鎖修飾核酸を種々の電子デバイスや、既存のイムノクロマト法診断キット上に固定化することにより、抗体を用いた従来法よりも高感度かつ迅速にインフルエンザ感染を診断するシステムの構築が可能である。, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • インフルエンザウイルスの ヘマグルチニンとシアリルラクトース 修飾DNA構造体との相互作用—糖 鎖修飾位置、核酸構造の影響
    江原 靖人
    第6回バイオ関連化学シンポジウム, 2012年09月, 日本語, 日本化学会, 札幌, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • DNA polymeraseを用いたシアリルラクトース修飾DNAの合成、及びそれを用いたインフルエンザウイルス感染の阻害効果
    江原 靖人
    第34回日本分子生物学会, 2011年12月, 日本語, 横浜, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • インフルエンザ感染阻害能を有するシアリルラクトース修飾DNAの合成
    江原 靖人
    第5回バイオ関連化学シンポジウム, 2011年09月, 日本語, 筑波, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • シアリルラクトース修飾DNAのインフルエンザ感染阻害能評価
    江原 靖人
    日本化学会第91春季年会, 2011年03月, 日本語, 横浜, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • Synthesis of neuraminic acid-modified DNA as a Inhibitor of influenza hemagglutinin
    江原 靖人
    pacifichem, 2010年12月, 英語, USA, 国際会議
    口頭発表(一般)

  • インフルエンザ感染阻害能を有するシアル酸修飾核酸の合成
    江原 靖人
    第4回バイオ関連化学シンポジウム, 2010年09月, 日本語, 大阪, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • DNAポリメラーゼを用いて合成した糖鎖修飾DNAのキャラクタライゼーション
    西山 嘉威, 赤阪 勇紀, 田中 伸幸, 井口 美香, 今岡 恵美, 江原 靖人
    日本化学会第88春季年会, 2008年03月, 日本語, 立教大学, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 糖鎖修飾3-way Junction DNAとレクチンとの相互作用の解析
    松井 雅之, 西山 嘉威, 江原 靖人
    日本化学会第87春季年会, 2007年03月, 日本語, 関西大学, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • DNAポリメラーゼを用いて合成した糖鎖修飾DNAのキャラクタリゼーション
    赤阪 勇紀, 西山 嘉威, 松井 雅之, 江原 靖人
    日本化学会第87春季年会, 2007年03月, 日本語, 関西大学, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 糖鎖修飾 3-way Junctionの構築とレクチン結合能の評価
    江原 靖人
    バイオ関連化学合同シンポジウム, 2006年09月, 日本語, 京都大学, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • In vitro Selection of Phenylboronic acid - modified DNA that bind to Sialyl Lewis X
    江原 靖人
    20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology, 2006年06月, 英語, 京都, 国際会議
    ポスター発表

  • 糖鎖修飾DNAによるレクチン認識DNAのin vitro Selection
    松井 雅之, 鬼澤 明子, 江原 靖人
    日本化学会春季年会, 2005年03月, 日本語, 日本化学会, 神奈川大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • Sialyl Lewis xを認識するフェニルボロン酸修飾DNAのin vitro Selection
    原田 盛義, 松井 雅之, 江原 靖人
    日本化学会春季年会, 2005年03月, 日本語, 日本化学会, 神奈川大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • レクチンに特異的に結合する糖鎖修飾 DNA のin vitro selection
    松井 雅之, 鬼沢 明子, 江原 靖人
    生体機能関連化学シンポジウム, 2004年10月, 日本語, 日本化学会, 東京大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 化学修飾法とrefolding現象を利用したリパーゼ機能改変のための新規手法の開発
    森 修一, 橘 美樹, 岡田 直士, 江原 靖人, 上地 眞一
    第53回高分子学会年次大会, 2004年05月, 日本語, 日本化学会, 神戸, 日本, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 有機溶媒中におけるリパーゼのエナンチオ選択性を最適化する戦略-微量の水と反応温度の調節によるエナンチオ選択性の最適化-
    岡本 崇, 江原 靖人, 上地 眞一
    日本化学会84春季年会, 2004年03月, 日本語, 日本化学会, 西宮, 日本, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 糖鎖修飾DNAとレクチンの相互作用
    松井 雅之, 鬼澤 明子, 江原 靖人
    日本化学会第84回春季年会, 2004年03月, 日本語, 日本化学会, 関西学院大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 修飾酵素を用いて合成した非天然核酸のヌクレアーゼ耐性
    池田 雅之, 原田 盛義, 江原 靖人
    日本化学会第84回春季年会, 2004年03月, 日本語, 日本化学会, 関西学院大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • エステル加水分解能を有する非天然DNAのセレクション
    東 知佳, 江原 靖人
    日本化学会第84回春季年会, 2004年03月, 日本語, 日本化学会, 関西学院大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • RNAポリメラーゼ、逆転写酵素を用いた非天然核酸の合成とその導入効率の解析
    原田 盛義, 江原 靖人
    日本化学会春季年会, 2004年03月, 日本語, 日本化学会, 関西学院大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • DNAポリメラーゼを用いて合成した 非天然DNAzymeの活性評価
    日高 康樹, 江原 靖人
    日本化学会第84回春季年会, 2004年03月, 日本語, 日本化学会, 関西学院大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 有機溶媒中におけるリパーゼのエナンチオ選択性へ及ぼす温度の効果-リパーゼのフレキシビリティに基づいたエナンチオ選択性向上機構の解明-
    岡本 崇, 谷口 友彦, 江原 靖人, 上地 眞一
    日本化学会83春季年会, 2003年03月, 日本語, 日本化学会, 東京, 日本, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 非天然ヌクレオチドのDNAポリメラーゼ、RNAポリメラーゼ、逆転写酵素による導入挙動の解析
    原田 盛義, 江原 靖人
    日本化学会第83回春季年会, 2003年03月, 日本語, 日本化学会, 早稲田大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 金属イオン捕獲能を有するクラウンエーテル修飾リパーゼの酵素機能
    梅村 健, 森 修一, 江原 靖人, 上地 眞一
    第83回日本化学会春季年会, 2003年03月, 日本語, 日本化学会, 東京, 日本, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 化学修飾法とrefolding現象を利用したリパーゼ機能改変のための新規手法の開発
    森 修一, 橘 美樹, 岡田 直士, 江原 靖人, 上地 眞一
    第84回日本化学会春季年会, 2003年03月, 日本語, 日本化学会, 西宮, 日本, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • フェニルボロン酸修飾DNAと糖鎖の相互作用
    續 成朗, 江原 靖人
    日本化学会第83回春季年会, 2003年03月, 日本語, 日本化学会, 早稲田大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • DNA ポリメラーゼを用いて合成した糖鎖修飾DNAとレクチンの特異的相互作用の解析
    鬼沢 明子, 松井 雅之, 江原 靖人
    日本化学会第83回春季年会, 2003年03月, 日本語, 日本化学会, 早稲田大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • Abを特異的に認識するDNAの in vitro Slection
    茶谷 憲幸, 江原 靖人
    日本化学会第83回春季年会, 2003年03月, 日本語, 日本化学会, 早稲田大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 非天然 DNA ライブラリーの DNA ポリメラーゼによる情報転写能
    茶谷 憲幸, 江原 靖人
    日本化学会第81回春季年会, 2002年03月, 日本語, 日本化学会, 早稲田大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 糖鎖修飾非天然 DNA ライブラリーを用いた、RCA120 認識 DNA のin vitro selection
    杉山 太喜, 江原 靖人
    日本化学会第81回春季年会, 2002年03月, 日本語, 日本化学会, 早稲田大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 糖鎖修飾非天然 DNA ライブラリーを用いた、Concanavalin A 認識 DNA のin vitro selection
    松井 雅之, 江原 靖人
    日本化学会第81回春季年会, 2002年03月, 日本語, 日本化学会, 早稲田大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 環境ホルモン類似体を認識する DNA の in vitro selection
    藤井 亮介, 上地 眞一, 江原 靖人
    日本化学会第81回春季年会, 2002年03月, 日本語, 日本化学会, 早稲田大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • DNAポリメラーゼを用いて合成した光機能性官能基修飾DNAのキャラクタリゼーション
    續 成朗, 江原 靖人
    日本化学会第81回春季年会, 2002年03月, 日本語, 日本化学会, 早稲田大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • DNA ポリメラーゼを用いた機能性 DNA の合成
    西脇 裕次郎, 江原 靖人
    日本化学会第81回春季年会, 2002年03月, 日本語, 日本化学会, 早稲田大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 遺伝子複製システムを用いて合成した非天然 DNA の構造と機能
    茶谷 憲幸, 續 成朗, 杉山 太喜, 江原 靖人
    高分子討論会, 2001年09月, 日本語, 高分子学会, 早稲田大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 遺伝子複製システムを利用したナノスケール構造体の構築
    江原 靖人
    第11回バイオ/高分子シンポジウム, 2001年07月, 日本語, 日本化学会, 高分子学会, 上智大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 人工tRNAを用いたRibosome-freeのペプチド合成系の構築
    開發 邦宏, 上地 真一, 江原 靖人
    日本化学会第79回春季年会, 2001年03月, 日本語, 日本化学会, 甲南大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 人工tRNAの合成とDNAとの特異的相互作用
    田原 仁, 開發 邦宏, 上地 真一, 江原 靖人
    日本化学会第79回春季年会, 2001年03月, 日本語, 日本化学会, 甲南大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 環境ホルモンを認識するDNAのin vitro selection
    藤井 亮介, 江原 靖人
    日本化学会第79回春季年会, 2001年03月, 日本語, 日本化学会, 甲南大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • DNAポリメラーゼを用いた非天然DNAの合成速度における基質置換基と鋳型配列依存性
    茶谷 憲幸, 江原 靖人
    日本化学会第79回春季年会, 2001年03月, 日本語, 日本化学会, 甲南大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • DNA ポリメラーゼを用いた光機能性官能基修飾DNAの合成
    續 成朗, 江原 靖人
    日本化学会第79回春季年会, 2001年03月, 日本語, 日本化学会, 甲南大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • DNAポリメラーゼを用いたフェニルボロン酸修飾DNAの合成とその糖鎖認識能
    江原 靖人
    日本化学会第79回春季年会, 2001年03月, 日本語, 日本化学会, 甲南大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • DNA ポリメラーゼで合成した非天然 DNA のキャラクタリゼーション
    杉山 太喜, 江原 靖人
    日本化学会第79回春季年会, 2001年03月, 日本語, 日本化学会, 甲南大学,, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 有機溶媒中におけるリパーゼを触媒としたエステル化反応のエナンチオ選択性の発現と酵素分子の動的挙動との相関性
    岡本 崇, 浦川 知佳, 江原 靖人, 太田 仁, 上地 眞一
    第14回生体機能関連化学シンポジウム, 1999年09月, 日本語, 日本化学会, 北海道, 日本, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • リパーゼのエナンチオ選択性を支配する「フレキシビリティ」とは何であったか?
    岡本 崇, 江原 靖人, 浦川 知佳, 太田 仁, 上地 眞一
    日本化学会76春季年会, 1999年03月, 日本語, 日本化学会, 神奈川, 日本, 国内会議
    口頭発表(一般)

■ 所属学協会
  • 日本分子生物学会

  • 高分子学会

  • 日本化学会

■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • あらゆる新興・再興感染症を標的にする糖鎖修飾siRNAの創製
    江原 靖人
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 神戸大学, 2020年04月 - 2023年03月, 研究代表者
    都市化、グローバル化、地球温暖化などの影響でインフルエンザ、デング熱、エボラ出血熱、ジカ熱などの新興・再興感染症の発生事例が近年爆発的に増加しつつあり、近年では新型コロナウイルスの発生・拡大が喫緊の問題となっている。これらウイルスと宿主への感染においては必ずウイルス表面のレセプターが関与している。新型コロナウイルスの場合、宿主のACE2タンパク質とスパイク(S)タンパク質、インフルエンザウイルスの場合、宿主の気道細胞表面に存在するシアル酸と結合する、ヘマグルチニン(HA)という糖鎖レセプターである。本研究では、これらの感染症に対し、糖鎖修飾核酸が治療薬として有効であることを実証する。今年度はインフルエンザウイルスを対象とし、申請者の論文(Bioconjugate Chemistry, Vol. 29, 1490-1494, (2018))の手法を利用し、シアル酸修飾ヌクレオチドの合成を行った。

  • 農場を守る、家畜関連ウイルス迅速検出装置の開発
    高橋産業経済研究財団研究助成, 高橋産業経済研究財団, 2021年04月 - 2022年03月, 研究代表者

  • 新型コロナウィルス(COVID-19)を高感度で検出するデバイスの作製
    江原靖人
    文部科学省, 物質・デバイス領域共同研究拠点, 新型コロナウイルス対策共同研究, 神戸大学, 2020年07月 - 2022年03月, 研究代表者

  • 江原 靖人
    学術研究助成基金助成金/基盤研究(C), 2014年04月 - 2017年03月, 研究代表者
    競争的資金

  • A-STEP「糖鎖修飾核酸を用いたインフルエンザ感染診断システムの開発」
    江原 靖人
    研究成果最適展開支援プログラム フィージビリティスタディステージ 探索タイプ, 2013年, 研究代表者
    競争的資金

  • A-STEP「糖鎖修飾核酸を用いたインフルエンザ感染診断システムの開発」
    江原 靖人
    研究成果最適展開支援プログラム フィージビリティスタディステージ 探索タイプ, 2012年, 研究代表者
    競争的資金

  • 江原 靖人
    学術研究助成基金助成金/基盤研究(C), 2011年, 研究代表者
    競争的資金

  • A-STEP「あらゆる型のインフルエンザウイルスと結合できる糖鎖修飾核酸の開発」
    江原 靖人
    研究成果最適展開支援プログラム フィージビリティスタディステージ 探索タイプ 一般型, 2011年, 研究代表者
    競争的資金

  • 江原 靖人
    科学研究費補助金/基盤研究(C), 2005年, 研究代表者
    競争的資金

  • ポストヒトゲノム社会における科学教育のあり方に関する基礎研究
    伊藤 篤, 稲垣 成哲, 江原 靖人, 蛯名 邦禎, 田畑 暁生, 尼川 大作, 三上 和夫, 岡田 由香, 今谷 順重, 榎本 平
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 神戸大学, 2001年 - 2004年
    物理学の基本原理にもとづいて生命現象を見ようとした生物学の発展の成果が、ヒトゲノの解読につながった。そして、それが私たちの社会に及ぼす重要な影響のひとつは、科学が価値の問題とは独立ではなくなったことである。言い換えれば、21世紀の生命理解に依拠した技術の研究対象が、同時に人間の意思決定の階層に肉薄してくことが予測され、研究をすすめる一つひとつの問いが、人間の価値の問題と無関係ではあり得なくなってきたのである。これは、従来の人文・社会科学に関する研究および教育のなかにいかに自然科学の素養を導入するのか、また逆に、自然科学に関する研究および教育のなかにいかに人文・社会科学の素養を導入するのかという問題にも深く関連してくる。 そこで、本研究では、研究組織がヒトゲノムに関する科学教育を学校教育にどのように導入するべきかという問題意識をもちつつ、現在、(ヒト)ゲノムの解読やゲノムに関連する内容が社会でどのように捉えられているのか、あるいはそれらが学校でどのように教えられようとしているのかを調査した。次に、ゲノム関連の試行的な授業とその評価を行うことができた。さらに、人間の意思決定に関わる教育、とりわけ生命倫理教育の必要性がどのように教育の現場で意識されているのかについ調査し、デンマークや中国との比較もおこなうことができたまた、そのような倫理意識を左右する優性思想や子どもを産む家族に対する意思決定支援のあり方についても検討した。

  • 種々の芳香族化合物によって化学修飾された新規酵素系の構築
    上地 眞一, 江原 靖人
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 神戸大学, 2002年 - 2003年
    Candida rugosa由来のリパーゼの表面のリジン残基及びメチオニン残基を、ベンジル基、ベンジルオキシカルボニル(Z基)、P-ニトロ-Z基、及びP-メトキシ-Z基などのII電子密度の異なる芳香環を有する化合物を用いて化学修飾を行った。これらの化学修飾リパーゼの構造評価をFTIR, CDスペクトル及びキャピラリーゾーン電気泳動から行い、エステル化反応及び加水分解反応におけるエナンチオ選択性に及ぼす化学修飾基の効果について調べた。その結果、以下の事項が明らかになった。 (1)芳香環により化学修飾すると、FTIRスペクトル解析からリパーゼの2次構造のα-ヘリックス含有量が大きく減少し、高次構造の変化を伴っていた。さらに、キャピラリーゾーン電気泳動の解析から、酵素の表面電荷が負に偏っていることが明らかになった。 (2)基質として、2-フェノキシプロピオン酸類及び対応するプチルエステルを用い、化学修飾リパーゼを触媒とするエステル化反応及び加水分解反応では、エナンチオ選択性(E値)は未修飾リパーゼに比べて約10倍向上した。 (3)E値の向上効果は、初速度の測定から非優先基質であるS体の反応速度が著しく抑制されることが原因である。 (4)E値は、加水分解反応においてZ化率(TNBS法により測定した化学修飾率)が増大するにつれて向上する傾向が見られた。他の修飾基では、E値を最大にする最適修飾率が存在した。 (5)E値の向上効果の大きさは、Z>Z(NO_2)~Z(OCH_3)であった。 (6)芳香環以外のアセチル基やBoc基などによって修飾したリパーゼとの比較を行ったところ、芳香環を有する化学修飾基がE値の向上効果も大きいという傾向が見られた。 (7)Z基とは異なる性質を示すと考えられるヘキサフルオロベンゼンによって化学修飾されたリパーゼは、上記反応において高いE値を示すことが明らかになった。

  • 自己増殖能を有する多様性分子集団の構築とその機能探索
    江原 靖人
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奨励研究(A), 神戸大学, 1999年 - 2000年
    本研究の目的は有機化学と遺伝子工学を巧みに組み合わせることにより、分子の多様性と自己増殖能の両者を兼ね備えた、今までにはない新しい分子集団を構築し、その機能性を探索することである。平成11年度はDNAポリメラーゼの本来基質であるdCTP(デオキシシチジン3リン酸),dTTP(デオキシチミン3リン酸)の塩基部分に種々の糖鎖、アミノ酸を化学的に修飾した化合物を合成した。Heck反応を用いて、dCTP,dTTPの5'位に置換基を導入した。 これらの合成した新しい基質が、Klenow FragmentによってDNA鎖内に取り込まれることをアクリルアミド電気泳動法により確認した。両端にPCR増幅(耐熱性のDNAポリメラーゼ、dATP,dCTP,dGTP,dTTP,プライマーというものを加えて反応することにより、1分子のDNAを何百万倍にも増幅させる事ができる)のための20mer程度のプライマーを有する全長90mer程度の化学合成DNAを用意した。この化学合成DNAを鋳型とし、プライマー、化学合成した新しい基質、DNAポリメラーゼを加えて、DNAの伸長反応を行なった結果、目的通り、合成した新しい基質がDNA内に取り込まれていることをゲル電気泳動解析より、確認した。これらの非天然ヌクレオチドのKlenow Fragmentによる導入効率は天然のものとくらべて30-50%を維持していた。 この手法の特徴は、テンプレートを設計することにより、任意の官能基がオングストロームオーダーで並んだ超分子化合物を簡便に合成できることである。例えばグルコース修飾dUTPを用い、Aが5個連続したテンプレートとを用いて、グルコース残基がらせん構造に沿った構造のDNAが、またAが5個おきに並んだテンプレートを用いると、グルコース残基が左右交互に並んだDNAを合成できた。このように糖鎖がクラスター化した分子は、細胞表面の糖鎖のレセプターと高い親和性を有すると考えられる。

  • ガングリオシドラクトンの受容体機能の定量的解析
    佐藤 智典, 森 俊明, 江原 靖人
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 東京工業大学, 1997年 - 1999年
    ガングリオシドラクトンの受容体としての機能は全く知られておらずその生物的存在意義については糖鎖生命科学において重要な未開の分野である。本研究ではガングリオシドラクトンの認識おける機能を知ることを目的として研究を行った。ガングリオシドラクトンのひとつであるGM3がラクトン化されることでシアリダーゼのような酵素により加水分解されないこと、さらにシアル酸特異レクチンとの結合親和性が顕著に増大することなどを見出した。また、インフルエンザウイルスとの結合性を有していることも明らかになった。さらに、GM4ラクトン誘導体を用いることで、ラクトンの結合位置により、その受容体機能が異なることが見いだされた。ラクトン環を形成することで、シアル酸とガラクトース間の運動性が押さえられることから、膜界面での糖鎖密度依存性が、元のガングリオシドラクトンと異なることも示された。 これより、ガングリオシドラクトンは細胞膜表層においても重要な受容体として機能していることが期待される。

  • 超臨界流体中での脂質修飾酵素を用いる高効率酵素反応
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 萌芽的研究, 東京工業大学, 1997年 - 1997年
    本研究は、脂質修飾糖加水分解酵素を用いて炭酸ガス超臨界流体中での位置選択的糖転移反応を行うことを目的として行い、以下の成果を得た。 1)β-D-ガラクトシダーゼの水溶液とカチオン性脂質の水溶液を混合することにより沈殿として脂質修飾酵素を得た。凍結乾燥したのち、タンパク含量や酵素活性を吸収スペクトルや活性部位滴定法で定量した。 2)設備備品として購入した炭酸ガス圧縮ポンプを用いて40℃、80気圧で超臨界状態にしたのち、耐圧ガラス容器に脂質修飾β-D-ガラクトシダーゼ、糖供与体であるラクトース、受容体であるオクタノールを加えて反応を行った。 3)所定時間後、減圧にして炭酸ガスとして反応媒体を気化した後、生成物の分析を液体クロマトグラフィーで行った。その結果、3時間後には反応は完結し、約60%の収率で目的とするガラクトース転位体を得ることができた。 4)圧力と温度を変えることにより超臨界流体の密度と極性が自由に制御できるので、種々の反応条件下で酵素反応速度を検討した。またイソオクタンなどの有機溶媒中との反応速度や収率とも比較した。その結果、圧力を下げて液体状体の二酸化炭素になると反応は停止するが圧力を100気圧に上げると再び超臨界状態になり酵素反応が進行することがわかった。

  • 水面単分子膜を用いたガングリオシドの受容体機能の定量的解析
    佐藤 智典, 森 俊明, 江原 靖人
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1997年 - 1997年
    スフィンゴ糖脂質の生体膜での集合構造や認識機能を評価するためには、脂質分子の存在状態や糖鎖密度が明確な生体膜モデルが必要であると判断した。そこで、気-液界面単分子膜を生体膜モデルとして用い、単分子膜界面におけるスフィンゴ糖脂質の認識機能を定量化するシステムを開発した。この様な本測定システムの特徴を利用して、スフィンゴ糖脂質含有膜の構造と糖鎖認識性に関する検討を行った。 1)ラクトシルセラミド(LacCer)は飽和脂肪酸を有するジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)膜中では均一に分布するのに対して、不飽和脂肪酸を有するジオレイルホス ファチジルコリン(DOPC)膜中では相分離構造を示した。DOPCとLacCerは結晶性が異なることから相分離構造を形成するものと考えられる。細胞表層でのスフィンゴ糖脂質のバッチ構造の形成機構を知る上で、モデル膜での糖脂質の相分離形成に関する研究は非常に有用であると思われる。 2)モノシアロガングリオシドの糖鎖配列により小麦胚芽レクチン(WGA)との結合性は大きく異なることを定量的に示した。WGAの結合親和性の順序はGM3ラクトン>GM3>GM4>>GM2=GM1であった。GM1とGM2ではWGAの結合は全く観察されず、GM1ではGal-GalNAcの側鎖がGM2ではGalNAcの側鎖が立体障害になったものと考えられる。レクチン凝集法では評価できなかったオリゴ糖鎖の認識性の序列を、本手法では厳密に評価することが出来た。 3)GM3ラクトンやGM4ラクトンとWGAとの結合性はGM3やGM4と比較して高いことを見出した。さらに、これらのラクトン体はインフルエンザウイルスのシアリダーゼにより加水分解されないが、ヘマグルチニンとは結合できることを明らかにした。

  • 配向化DNA薄膜の構築と電極反応
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1997年 - 1997年
    本研究は、DNA-脂質複合体を用いてDNA二重らせん鎖を一方向に配向させた薄膜を作製し、電極上でDNA鎖に沿った電子移動や電極反応を実現することを目的として行い、以下の成果を得た。 1)サケ精子由来のDNA(分子量200万以上)を超音波照射により分子量10万くらいの長さに切断する。DNA中のリン酸アニオンと等モルのカチオン性脂質を加えて、DNA-脂質複合体ポリイオンコンプレックスの沈殿として得た。 2)これをクロロホルムなどの有機溶媒に溶解して、円偏光二色性CDスペクトルや500MHz-NMRスペクトル(いずれも現有の設備)などから有機溶媒中でも二重らせん構造を形成していることを確認した。 3)これをガラス板上にキャストしてフィルムを得た。このフィルムは水に不溶で自立性となるので、基板からはがして一方向に延伸した。X線回折によりフィルム中での塩基間距離、二重らせん鎖間の距離や配向方向などを決定した。二重らせん鎖の配向は偏光紫外吸収の二色性比からも求めた。 4)くし形電極を用いてDNA配向化フィルムの電導性を測定したところ、DNA鎖の配向方向に沿って10^<-S>Scm^<-1>の電流が流れることがわかった。

  • 二次元糖脂質ナノ組織体の構築と機能発現
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1997年 - 1997年
    本研究は、種々のオリゴ糖鎖構造をもつ脂質分子を酵素法で合成し、水面単分子膜として二次元組織体を構築し、オリゴ糖鎖のコンフォメーションと分子認識性を定量的に解明することを目的として行い、以下の成果を得た。 1)脂質修飾ガラクトシダーゼを作製し、イソプロピルエーテルに可溶化し、水相にラクトース、イソプロピルエーテル相に1,2-ジオクタデシルグリセロールを可溶化して有機溶媒-水ニ相系で配糖化反応を行った。その結果、約30%の収率で目的とする3-β-D-ガラクトシル-2、2-ジオクタデシルグリセロールが単離できた。 2)次に酵素として脂質修飾マンノシダーゼを用いて同様にニ相系で反応を行ったところ、やはり、約30%の収率で目的とする3-β-D-グリコシル-1,2-ジオクタデシルグリセロールを得ることができた。 3)酵素反応で合成できた糖脂質の水面単分子膜を作製し、水晶発振子を用いて、レクチンの結合挙動を測定した。ガラクトース型脂質にはWGAレクチンが、グルコース型脂質にはConAレクチンが選択的に結合した。

  • DNA二重らせん鎖の配向固定化傾斜機能フィルム
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1997年 - 1997年
    本研究は、DNAー脂質複合体を用いてDNA二重らせん鎖を一方向に配向固定化した傾斜構造をもつフィルムを作製し、DNAらせん鎖に沿った電子移動により傾斜機能を実現することを目的として行い、以下の成果を得た。 1)サケ精子由来のDNA(分子量200万以上)を超音波照射により分子量10万くらいの長さに切断し、DNA中のリン酸アニオンと等モルのカチオン性脂質を加えて、DNA-脂質複合体ポリイオンコンプレックスの沈澱として得た。 2)これをクロロホルムなどの有機溶媒に溶解して、円偏光ニ色性CDスペクトルや500MHz-NMRスペクトルから有機溶媒中でも二重らせん構造を形成していることを確認した。 3)これをガラス板上にキャストしてフィルムを得た。このフィルムは水に不溶で自立性であったので、基板からはがして一方向に延伸した。X線回折の結果、延伸したフィルムの中ではDNA鎖は延伸方向に配向していることがわかった。フィルムを臭化エチジウム水溶液につけるとフィルムが赤色に染まり、臭化エチジウムがインターカレートすることがわかった。

  • 疎水化DNAニ重らせん鎖の配向固定化フィルムの作製
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 東京工業大学, 1996年 - 1997年
    本研究は、DNA-脂質複合体を有機溶媒からキャストしてフィルムを作製し、一方向に延伸することにより、二重らせん鎖を一方向に配向固定化したフィルムを作製することを目的として行い、以下の成果を得た。 1) サケ精子由来のDNA(分子量約200万)を超音波照射により分子量10万くらいの長さに切断した。DNA中のリン酸アニオンと等モルのカチオン性脂質を加えて、DNA-脂質複合体ポリイオンコンプレックスの沈殿として得た。 2) これをクロロホルムなどの有機溶媒に溶解して、現有の高速液体クロマトグラムに設備備品として購入した送液ポンプを接続してDNA-脂質複合体を精製した。円偏光二色性CDスペクトルや500MHz-NMRスペクトル(いずれも現有の設備)などから有機溶媒中でも二重らせん構造を形成していることを確認した。 3) これをガラス板上にキャストしてフィルムを得た。このフィルムは水に不溶で自立性となったので、基板からはがして一方向に延伸した。X線回折によりフィルム中での塩基間距離が4.8nmであり、二重らせん鎖間の距離や配両方向なども決定した。二重らせん鎖の配向は偏光紫外吸収スペクトルの二色性比から2.4の異方性があり、DNA鎖は二重らせんを保持したまま延伸方向に配向していることがわかった。

  • DNAらせん鎖の配向固定化フィルムの超構造
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1995年 - 1997年
    本研究では、DNA-脂質複合体を有機溶媒からキャストしてフィルムを作製し、一方向に延伸することにより、二重らせん鎖を配向固定化したフィルムを作製し、DNAの人工構造化による新機能を発現することを目的にして、研究を行い以下のような成果を得た。 1)サケ精子由来のDNA(分子量200万以上)を超音波照射により分子量10万くらいの長さに切断し、DNA中のリン酸アニオンと等モルのカチオン性脂質を加えて、DNA-脂質複合体ポリイオンコンプレックスの沈殿を得た。これをクロロホルムなどの有機溶媒に溶解して、円偏光二色性CDスペクトルや500MHz-NMRスペクトルなどから有機溶媒中でもDNA-脂質複合体は水中と同じように二重らせん構造を形成していることを確認した。 2)これをガラス板上にキャストしてDNAフィルムを作製した。このフィルムは水に不溶であり、基板からはがして一方向に延伸することにより、DNAらせん鎖が延伸方向に配向したフィルムを得た。X線回折によりフィルム中での塩基間距離、二重らせん鎖間の距離や配向方向などを決定した。二重らせん鎖の配向は偏光紫外吸収の二色性比からも求めることが出来た。

  • 水晶振動子をデバイスとするDNAマニピュレーションの解析
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 萌芽的研究, 東京工業大学, 1996年 - 1996年
    本研究は、マイクロバランスとして知られる水晶振動子上でDNA伸長反応、リゲーション、シークエンスなどのマニピュレーション過程を定量的に評価することを目的として行い、以下の成果を得た。 1)ヌクレアーゼによるDNA分解反応の追跡 '5末端にチオール基を導入した二本鎖DNA(40-mer)を水晶振動子の金電極上に固定化し、水溶液中でエンドヌクレアーゼXholを添加したときの振動数の上昇(重量減少)速度からDNA鎖の加水分解速度を求めることができた。 2)リガーゼによるDNA接合反応の追跡 突出末端をもつDNA二本鎖を固定化した水晶振動子を用いて、水溶液中に相補的な突出末端をもつDNA二本鎖とT4リガーゼを加えた時の振動数の経時変化から電極上でのDNA接合反応を重量増加として定量的に求めることができた。 3)ポリメラーゼによるDNA伸長反応 水晶振動子上に一本鎖DNAを固定化し、相補的なプライマーDNAと4種のモノマー(A,T,G,C)とT7ポリメラーゼを加え、振動子上でDNAを重合し、重量増加の経時変化からポリメラーゼ活性を求めることができた。

  • mRNAを標的とするオリゴ核酸のドラッグデリバリーシステム
    佐藤 智典, 森 俊明, 江原 靖人
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1996年 - 1996年
    遺伝子やアンチセンスなどの核酸を細胞内に導入する新規な試薬を合成し、細胞内への導入について検討した。 1)DNA/PEG脂質複合体はエンドサイトーシスとは異なるメカニズムで癌細胞に取り込まれていることが示唆された。螢光標識されたDNAを用いた共焦点レーザー顕微鏡による細胞内局在の観察により、DNAは細胞質に局在することが示された。これはDNA/リポフェクチン複合体では細胞内導入後DNAが核に集積するのとは対照的であった。この現象を解明するために、単離された核膜や細胞質成分とDNA複合体との相互作用を検討した。その結果、DNA/PEG脂質複合体は細胞質中で細胞質成分と相互作用することで核内に移行できないことが示された。一方、DNA/リポフェクチン複合体はエンドソームからリリースするときDNAが複合体から遊離するため核に集積できると考えられた。 2)糖鎖認識を介した細胞内への選択的な遺伝子導入を行った。DNA/ガラクトース脂質複合体はasialo-glycoprotein receptorを発現しているHepG2細胞に糖鎖特異的に取り込まれた。細胞への取り込み効率は糖鎖認識により支配されているが、β-ガラクトシダーゼのプラスミドを用いた遺伝子発現活性はDNA複合体がカチオン性であることにより高められることが示された。

  • 二次元糖脂質ナノ組織体の構築と機能発現
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1996年 - 1996年
    本研究は、脂質修飾酵素法を用いて種々の構造をもつオリゴ糖脂質を合成し、単分子膜を構築し、二次元平面組織表面でのオリゴ糖鎖のコンフォメーションとレクチンとの認識性についての相関を定量的に議論することを目的として行い、以下の成果を得た。 1)脂質修飾ガラクトシダーゼを作製し、有機溶媒-水二相系でガラクトースを頭部にもつジアルキル型糖脂質を合成することができた。本方法を用いれば、安価な単糖あるいは二糖類から加水分解の逆反応を利用して高収率で、立体選択的に糖脂質を合成できることが明らかになった。 2)酵素としてグルコシダーゼ、マンノシダーゼ、グルコサミダーゼを用いて本方法を実行することにより、グルコース、マンノース、グルコサミンなどの単糖を頭部にもつ脂質が合成できることが明らかになった。 3)合成した糖脂質は安定な単分子膜を作製できることが明らかになった。

  • 水晶振動子を用いる有機結晶環境下での分子認識の定量的評価
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1996年 - 1996年
    本研究は、マイクロバランスである水晶振動子上に有機結晶を固定し、有機結晶表面や内部に特異的に取り込まれる分子の結合量、吸着や脱着の速度定数を振動数の経時変化から求め、これまで分子認識場として定量的な評価の困難であった有機結晶環境下での反応を定量的に評価する一般的な方法論を確立することを目的として行い、以下の成果を得た。 1)アントラセンビスレゾルシノール結晶の薄膜を水晶振動子上に固定化し、気相中でのゲスト分子の取り込み挙動について調べた。その結果、分子内にエステル基やOH基などの水素結合能のある官能基をもつゲスト分子(例えば酢酸エチルやメチルエチルケトン)がホスト結晶に選択的に結合することがわかった。 2)吸着平衡に達した後で、振動子を空気中にさらすことにより脱着速度を求めた。その結果、ゲストの選択性は吸着速度よりも脱着速度にあることがわかった。

  • 希土類イオンによる糖脂質の膜構造と認識機能の調節
    佐藤 智典, 森 俊明, 江原 靖人
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1996年 - 1996年
    本研究では、希土類イオンと細胞との相互作用について検討することで、次のような結果が得られた。 1)B16メラノーマ細胞の形態を種々の希土類イオン存在下で観察した。細胞形態はイオンの種類に応じて大きな変化を示した。La,Ce,Nd,Sm,およびGdでは細胞の面積が広がり、特にSmとGdでは細長い突起が多く見られた。Er,Tb,Lu,およびAlでは線維芽細胞のように2方向に細長く伸展していた。B16メタノーマ以外のHela細胞、神経細胞、肝癌細胞などでは顕著な形態変化が見られなかった。イオンを取り除くと細胞形態は元に戻ることから、分化ではなく、アクチンの重合系にイオンが影響しているものと予想される。 2)1mM程度の希土類イオンは細胞増殖を顕著に抑制した。しかし細胞毒性はこの濃度では全く観察されず、イオンを除くと細胞は再び増殖を始めた。増殖抑制の程度はイオンの種類と細胞の種類に依存していた。細胞の増殖抑制は細胞周期の結果と良い対応が見られ、G1期で増殖が停止していることが示された。

  • 水晶発振子を用いる脂質膜表面へのたんぱく結合過程の解析
    江原 靖人
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奨励研究(A), 東京工業大学, 1995年 - 1995年
    本研究は、DNAとカチオン性脂質から脂溶性のDNA-脂質複合体からキャスト法やLangmuir-Blodgett法を用いてDNA二重らせん鎖が一方向に配向した薄膜を作製し、リオトロピックやサーモトロピック液晶としての性質や二重らせん鎖に沿った電子移動材料としての可能性を探ることを目的として以下の成果を得た。 1)サケ精子由来のDNA(分子量200万以上)を超音波照射により切断し、分子量10万位の長さのそろったDNA二重鎖を調整した。DNA中のリン酸アニオン量と等モルのジアルキルアンモニウムカチオン性脂質を加えて、DNA-脂質複合体のポリイオンコンプレックスを沈殿として得た。これを有機溶媒-水から再沈殿精製した。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、元素分析、UVスペクトル等からDNA-脂質複合体が有機溶媒中や粉末状態でも安定な二重らせん構造をとっていることを確認した。 2)DNA-脂質複合体のクロロホルム溶液をキャストして透明なフィルムを得た。これを一方向に延伸したフィルムの偏光吸収スペクトルやX線回折の結果から、DNA二重鎖が延伸方向と平行に配向していることが明らかになった。 3)DNA-脂質複合体のクロロホルム溶液を水面上に展開して単分子膜を作製し、垂直浸漬法によりガラス基板上に累積した。得られたLB膜の偏光吸収スペクトルやX線回折の結果から、DNA二重鎖が累積方向と平行に配向していることが明らかになった。

  • 水晶振動子を用いる有機結晶環境下での分子認識の定量的評価
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1995年 - 1995年
    本研究では、マイクロバランスとして知られる水晶振動子上に有機結晶を固定し、有機結晶表面や内部に特異的に取り込まれる分子の結合量や吸着や脱着の速度を振動数の経時変化から求め、これまで分子認識場として定量的な評価の困難であった有機結晶下での反応を定量的に評価する一般的な方法論を確立することを目的として研究を行い、以下の成果を得た。 1)R-フェニルグリシル-R-フェニルグリシンの微結晶を9MHz,ATcutの水晶振動子の電極上にキャストした。キャスト量は振動数変化(重量変化)から容易に定量できた。 2)気相中あるいは水溶液中でジペプチド固定化振動子への各種不斉化合物の吸着量および吸着速度を振動数の経時変化から求めた。吸着平衡に達した後で、振動子を空気中あるいは新しい水溶液中に移しかえることにより脱着速度を求めた。その結果、R-フェニルグリシルグリシン結晶には、L-ロイシンやD-アラニン等のアミノ酸が不斉選択的に結合することがわかった。 3)ゲスト化合物であるアミノ酸の不斉性や形状などを系統的に変化させ、結合や脱着過程の動力学に与える効果を検討した結果、分子認識は結合過程ではなく脱着過程で発現されていることが明らかになった。

  • 希土類イオン存在下での糖脂質の分子認識の動力学的解析
    佐藤 智典, 森 俊明, 江原 靖人
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1995年 - 1995年
    金属イオンと生体膜との相互作用を検討した。 (1)糖と希土類イオンとの相互作用 シアル酸、ラクトースおよびシアリルラクトースと希土類イオンとの相互作用を蛍光性のEu^<3+>を用いて蛍光強度の変化から結合定数(Kb, M^<-1>)を求めることで評価した。Eu^<3+>の蛍光の極大値の590nmでの見かけの結合定数は、シアリルラクトース、シアル酸、およびラクトースとEu^<3+>の結合定数はそれぞれ310、210、0M^<-1>であった。シアリルラクトースの結合定数がシアル酸とほとんど同じであることから希土類イオンの配位の強さはシアル酸部分のみで決まることが判った。 (2)糖脂質膜と希土類イオンとの相互作用 希土類イオンは酸性糖脂質GM3に結合し脂質膜の分子占有面積を広げることから、脂質膜のモジュレーターとして機能することが示された。 (3)細胞と希土類イオンとの相互作用 悪性黒色腫B16メラノーマ細胞の接着・伸展挙動に対する希土類イオンの影響を調べた。無血清培地中では1mM以上のGd^<3+>添加により細胞は死滅していたが、血清含有培地では1mMのGd^<3+>では全く毒性は見られず10mM以上で細胞毒性が見られた。さらに1mMのGd^<3+>を添加した血清培地中での細胞形態を見てみると、Gd^<3+>を添加していない場合に比べて細胞の伸展が促進されていた。こB16メラノーマ細胞は糖脂質(特にGM3)の発現量が高いことが知られているので、糖鎖部分へのイオンの結合が細胞機能を調節していることが期待される。

  • DNA-脂質複合膜を用いる電子移動反応場の設計
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1995年 - 1995年
    本研究は,DNA-脂質複合体を用いてDNA二重らせんを一方向に配向させたLangmuir-Blodgett(LB)膜を作製し,DNA鎖に沿った電子移動を実現することを目的として行い、以下の成果を得た。 1)サケ精子由来のDNA(分子量200万以上)と等モルのジアルキルアンモニウムカチオン性脂質を加えて,DNA-脂質複合体のポリイオンコンプレックスを沈殿として得た。 2)DNA-脂質複合体のクロロホルム溶液を水面に展開して単分子膜を得,櫛形電極や水晶発振子上に水平付着あるいは垂直浸漬法により累積した。その結果,DNA-脂質複合体は基板上に累積比1で累積できることがわかった。基板上に累積したDNAのLB膜に色素分子をインターカレートして偏光吸収スペクトルを測定したところ,色素分子は累積方向に垂直に配向していることが明らかになった。また,X線解析ん結果,DNA二重らせん鎖は累積方向に平行に配向していることが明らかになった。これらの結果を総合すると,DNA二重鎖は脂質分子と複合体を作製することによりLB法で一方向に配向した薄膜にできることがわかった。

  • DNA-脂質複合膜を用いる電子移動反応場の設計
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1994年 - 1995年
    本研究は、DNA-脂質複合体を用いてDNA二重らせんを一方向に配向させたLangmuir-Blodgett(LB)膜を作製し、DNA鎖に沿った電子移動を実現することを目的として行い,以下の成果を得た。 1)サケ精子由来のDNA(分子量200万以上)と等モルのジアルキルアンモニウムカチオン性脂質を加えて、DNA-脂質複合体のポリイオンコンプレックスを沈殿として得た。 2)DNA-脂質複合体のクロロホルム溶液を水面に展開して単分子膜を得、櫛形電極や水晶発振子に水平付着あるいは垂直浸漬法により累積した。その結果,DNA-脂質複合体は基板上に累積比1で累積できることがわかった。基板上に累積したDNAのLB膜に色素分子をインターカレートして偏光吸収スペクトルを測定したところ,色素分子は累積方向に垂直に配向していることが明らかになった。また,X線解析の結果,DNA二重らせん鎖は累積方向に平行に配向していることが明らかになった。これらの結果を総合すると,DNA二重鎖は脂質分子と複合体を作製することによりLB法で一方向に配向した薄膜にできることがわかった。

  • DNA-脂質複合体LB膜を用いる電子移動反応場の設計
    岡畑 恵雄, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1993年 - 1995年
    本研究の目的は、DNA-脂質複合体を用いてDNA二重らせんを一方向に配向させたLangmuir-Blodgett(LB)膜を作成し、DNA鎖に沿った電子移動を実現することにある。 本年度は、以下の研究を行い次のような実績を得た。 1)サケ精子由来のDNA(分子量200万以上)を超音波照射により切断し、分子量10万位の長さのそろったDNA二重鎖を調整し、DNA中のリン酸アニオン量と等モルのジアルキルアンモニウムカチオン性脂質を加えて、DNA-脂質複合体のポリイオンコンプレックスを沈殿として得た。得られたDNA-脂質複合体は有機溶媒のみに可溶で、有機溶媒中でも二重らせん構造をとっていることがCDスペクトルなどから明らかになった。 2)DNA-脂質複合体のクロロホルム溶液を水面に展開して単分子膜を作製した。表面圧-面積曲線から解析すると、安定な単分子膜が得られることがわかった。これを櫛形電極や水晶発振子上に、水平付着あるいは垂直浸漬法により累積した。累積比は、水晶亜発振子の振動数変化から計算し、水面上の単分子膜がほぼ100%基板上に累積されていることがわかった。X線解析やCDスペクトル測定の結果、DNA鎖はほぼ平衡に配向し規則正しく並んだ膜として存在していることが明らかとなった。 3)以上の結果、DNA-脂質複合体はDNA鎖が良く配向したLB膜をつくるための優れた方法であり、今後は、DNA鎖に沿った電子移動などを研究するための優れた反応場となることが明らかとなった。

  • 有機溶媒にとけるDNA-脂質複合体の作製とフィルム化
    江原 靖人
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奨励研究(A), 東京工業大学, 1994年 - 1994年
    本研究は,DNAとカチオン性脂質から脂溶性のDNA-脂質複合体からキャスト法やLangmuir-Blodgett法を用いてDNA二重らせん鎖が一方向に配向した薄膜を作製し,リオトロピックやサーモトロピック液晶としての性質や二重らせん鎖に沿った電子移動材料としての可能性を探ることを目的として以下の成果を得た。 1)サケ精子由来のDNA(分子量200万以上)を超音波照射により切断し、分子量10万位の長さのそろったDNA二重鎖を調整した。DNA中のリン酸アニオン量と等モルのジアルキルアンモニウムカチオン性脂質を加えて、DNA-脂質複合体のポリイオンコンプレックスを沈殿として得た。これを有機溶媒-水から再沈殿精製した。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー,元素分析,UVスペクトル等からDNA-脂質複合体が有機溶媒中や粉末状態でも安定な二重らせん構造をとっていることを確認した。 2)DNA-脂質複合体のクロロホルム溶液をキャストして透明なフィルムを得た。これを一方向に延伸したフィルムの偏光吸収スペクトルやX線回折の結果から,DNA二重鎖が延伸方向と平行に配向していることが明らかになった。 3)DNA-脂質複合体のクロロホルム溶液を水面上に展開して単分子膜を作製し,垂直浸漬法によりガラス基板上に累積した。得られたLB膜の偏光吸収スペクトルやX線回折の結果から,DNA二重鎖が累積方向と平行に配向していることが明らかになった。

  • 希土類イオン存在下での糖脂質の分子認識の動力学的解析
    佐藤 智典, 森 俊明, 江原 靖人
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 重点領域研究, 東京工業大学, 1994年 - 1994年
    細胞表層に存在する糖脂質は細胞の特異的な認識、接着・伸展挙動や情報伝達に強く関与しており、近年、糖鎖認識機構が分子レベルで解明され始めている。しかし、糖鎖特異的な認識過程における希土類イオンの影響についてはこれまでに全く検討されていない。希土類イオンはカルシウムイオンに近いイオン半径を有しさらに糖の水酸基と多価に配位できると考えられる。本研究では希土類イオンと糖との錯体形成について焦点を当て、糖脂質を含んだ生体膜構造や細胞機能におよぼす影響について検討する。 まず、シアル酸、ラクトースおよびシアリルラクトースと蛍光性のEu^<3+>との見かけの結合定数を求めたところ、オリゴ糖であるシアリルラクトースとEu^<3+>の結合定数はシアル酸とほぼ等しいことが分かった。 糖脂質は生体膜中に存在し細胞の認識機能や構造安定化に寄与している。糖脂質の機能に及ぼす希土類イオンの影響を知るために、本研究では天然の糖脂質であるガングリオシド(GM_3)と希土類イオンとの相互作用を検討した。1mMの塩化ガドリニウムおよび塩化カルシウムを溶かした水溶液の水面にGM_3とセラミドリン脂質(スフィンゴミエリン、SM)との混合脂質による気-液界面単分子膜を形成させ、表面圧(π)-分子占有面積(A)曲線を測定したところ、糖脂質膜とイオンとの相互作用が観察された。GM_3/SMの混合膜では1mM Gd^<3+>では分子専有面積の大きな減少が見られた。シアリルラクトースと金属イオンとの相互作用のエネルギー最安定状態をシミュレーションしたところ、Ca^<2+>ではイオン相互作用のみであるのに対し、Gd^<3+>(Eu^<3+>)ではイオン結合に加えて水酸基への配位も見られた。このような配位構造の違いがCa^<2+>と希土類イオン存在下での糖脂質膜構造の違いを引き起こしたものであると予想される。

  • 水晶発振子をモニターとするLB膜累積評価装置の開発
    岡畑 恵雄, 青山 拓, 辻井 薫, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典, 米森 和之
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 試験研究(B), 東京工業大学, 1993年 - 1994年
    本研究は、Langmuir-Blodgett(LB)膜累積時に水晶発振子を基板に用いることにより、LB膜の累積条件やLB膜の安定性をin situで正確に評価できる装置を開発することを目的として行った。その結果,以下のような成果が得られた。 1)水晶発振子は基板上に付着した物質量に比例して振動数が低下する(1ngに対して1Hz)ことに着目し、LB膜の累積基板として用いた。振動数の経時変化からLB膜の正確な累積比、累積時の水分の取り込み量、その蒸発速度などをナノグラムレベルでモニターすることができた。これらの結果から,水晶発振子をLB膜の累積基板として用いることにより,これまで定量的な議論が困難であったLB膜累積量をモニターする装置が開発できる目途が付いた。 2)LB膜を累積した発振子を水中に保ったときの振動数の経時変化から、LB膜の安定性(水中での基板からの剥離速度や膨潤)をモニターしたところ,LB膜化合物の化学構造によっては水中で基板から剥がれることがわかった。すなわち,水晶発振子はLB膜の水中での安定性のモニターとしても有用であることが明らかとなった。 3)水晶発振子、発振回路、周波数カウンター、電源、等を組み込んだ累積装置を現在試作している。LB膜の累積や水中での安定性の測定を行ないながら、装置の改良や安定性を高め、最終的には累積装置に組み込み市販できる形まで完成させる。

  • 一本鎖DNA固定化水晶発振子を用いるDNA塩基対形成の定量的評価
    岡畑 恵雄, 森 俊明, 江原 靖人, 佐藤 智典
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 一般研究(B), 東京工業大学, 1993年 - 1994年
    本研究は、一本鎖DNA固定化した水晶発振子を用いて水溶液中でのターゲットDNAとの塩基対形成(Hybridaization)を振動数の経時変化から、定量的に評価することを目的として行われ、以下のような成果が得られた。 1)M13phageDNA(7250量体)のEcoRI認識部位(dGGGAATTCGT)と相補的な塩基配列をもち、5'位末端にSH基を導入したオリゴヌクレオチド(dCCCTTAAGCA)を合成し、9MHz,AT-cutの水晶発振子の金電極上にSH-金基板との相互作用を利用して固定化した。 2)オリゴヌクレオチド(プローブ)固定化発振子を水溶液中に入れ、ターゲットDNAとして、塩基配列の異なるオリゴヌクレオチド(10量体)を水溶液中に加えた時の振動数変化から発振子上でのハイブリダイゼーション量をngレベルで定量することができた。また、振動数の経時的変化から二本鎖形成の過程や解離の動力学を求めたところ,温度を上昇したり,塩橋度を上昇させると結合定数が低下した。これは,結合速度が変化したのではなく,解離速度が大きくなったために結果として結合定数が減少することが明らかとなった。 3)さまざまな塩基配列を持つターゲットのオリゴヌクレオチドを合成し、ハイブリダイゼーション量、二本鎖形成速度、解離速度などを求め、二本鎖形成のために必要な塩基配列などを検討した。その結果,塩基配列の中央付近にミスマッチを導入すると結合定数が大きく低下し,これは解離速度が上昇するためであることがわかった。

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