研究概要

Research Outline

タンパク質は細胞・生体機能の中心を担う分子です。ヒトゲノムにはわずか２万〜２万５千のタンパク質の一次配列しかコードされていませんが、その転写産物であるRNAが様々な化学修飾を受け、さらにその翻訳産物であるタンパク質が様々な翻訳後修飾（PTMs）を受けることで、１００万以上のプロテオームを形成します。つまり、DNA/RNA/タンパク質などの生体分子の化学修飾とそれが造る化学ネットワークによって、生体は多様な機能を獲得します。
しかし、化学が構築できる分子の構造と機能は無限大であり、生体分子が受ける化学修飾が内在的に見られる修飾に限定されなければならない理由は存在しません。生体が元来持っていない化学修飾をタンパク質に導入すれば、生体が元来有する以上の機能を付与できるかもしれない。本領域では、この「生体が元来持っていない、あるいはその存在が不明な化学修飾」をneo-PTMsと定義します。

本領域ではまず、化学の無限の多様性を人工翻訳後修飾（neo-PTMs）の形で細胞内のタンパク質に導入する手法を開発します。そして、neo-PTMsによって新たに造られる細胞内ケミカルネットワークを理解し、利用する学理を構築します。本研究領域は、これまで行われてきた細胞機能をプローブする化学と細胞生物学の融合とは異なり、細胞内に新たな化学的秩序を造り出す合成化学と、プロテオミクス、細胞生物学とが融合する新興領域です。本研究の達成により、酵素の機能調節を基盤とした従来の方法では達成不可能な新しい生体機能制御法が見出され、生物学・医薬学への貢献が期待されます。