糖化学ノックイン

2021年度科学研究費助成事業 学術変革領域研究(B)

インタビュー
2022.01.24

タンパク質を「みる」技術で科学のフロンティアを切り拓く!【ケムステ×Hey!Labo 糖化学ノックインインタビュー⑤】

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2021年度科学研究費助成事業 学術変革領域研究(B)に採択された『糖鎖ケミカルノックインが拓く膜動態制御(略称:糖化学ノックイン)』について、研究チームのメンバーにお話を伺いました。


インタビュー第5回は、大阪大学大学院工学研究科 応用化学専攻・准教授の堀 雄一郎先生のインタビューです!


タンパク質を光らせて「みる」技術とは?

はじめに、ご自身の専門領域について教えていただけますか。


私の専門はケミカルバイオロジーで、ケミストリー(化学)とバイオロジー(生物学)を組み合わせたような分野です。具体的には細胞の中のタンパク質の動きを見る研究をしています。


タンパク質の動きを見る?


細胞の中には数万種類以上のタンパク質が存在しているのですが、じっと止まっているだけではなくあちこち動くものが多いんです。ある特定のタイミングに必要な場所に動くことが細胞の機能を保つのに非常に重要な役割を果たしているんですね。
私はこの動きに興味を持ち、タンパク質を見る技術を開発しています。


どのように見るのでしょうか。


顕微鏡を覗くだけでは見えないので、目的とするタンパク質に着目してそれを光らせる技術がよく使われています。
既にいくつか方法はあるのですが、私は光る化合物を特定のタンパク質にくっつけることでそのような技術を作ろうと研究を進めています。


そんなことができるんですね!
見ることができるとどのようなことが分かるのでしょうか。


これまで糖尿病に関わるタンパク質の動きについて調べてきたのですが、糖鎖がちゃんとついてないとタンパク質の動きがおかしくなってしまう。それが血糖値を下げるのに影響するんじゃないかということが分かってきました。


今回の領域ではどのようなことを担当されるのでしょうか。


他のグループの方々が糖鎖を作り、さらにタンパク質をくっつける。私はそのタンパク質を「みる」という役割ですね。
タンパク質が細胞の中をどう動いて、どう別の細胞に移っていくのか、そこに糖鎖がどのように関わっているのか「みる」ための技術を開発していきます。



異分野の技術で新しい生命現象の発見を目指す

反応化学と生命科学の異分野融合のテーマだと思いますが、堀さんはどのような立ち位置なのでしょうか。


私は化学と生命科学の間の領域にいるので、両者を繋ぐ役割に近いかなと思っています。


重要な役割ですね!


化学の人と生命科学の人では使う言葉が大分違うのですごく難しいことなんですが、そこをなんとか繋いでいければいいなと思います。それがケミカルバイオロジーの重要なところだと思っています。


ケミカルバイオロジーはいつ頃から発展してきたのでしょうか。


私が学生のときからそういう分野もありましたが、生命現象を解明するところまでいってる人はほとんどいなかったと思います。
そこから20年くらいの間にかなり発展しましたが、まだまだ化学が生命科学へ参入していく余地はあると感じています。


まだまだ発展性があるんですね!
今回の領域へはどのような思いで参加されているのでしょうか。


私は化学もある程度やってきましたが、本当にピュアな化学はできないんです。今回のメンバーでは有機化学を専門にされている方もいるので、異分野の技術を取り込むことで従来の生命科学の技術だけではできなかった新しい生命現象の発見ができるかもしれない。科学のフロンティアになるんじゃないかと楽しみにしています。


とてもワクワクします!
他分野の方と共同研究する中で刺激などはありますか。


このプロジェクトが立ち上がったのはコロナ以前ですが、全部オンラインで対応していて未だに全員で会ったことがないんです。それが僕にとっては衝撃的で、時代が変わったなと感じています。(笑)


全てオンラインでこのようなプロジェクトを進められるのがすごいなと思いました!


逆に会って話すとその場で思いついたことしか言えないんですが、Slackだとある程度考える時間もできる上に、いいアイデアが出てきたらすぐに話ができる。そこがプラスに働いたのかなと思っています。
研究面においては、皆さんが持っておられる技術を組み合わせて自分ではできなかったことができるというのはすごく刺激になっています。



境界領域の研究はとてもエキサイティング!

研究に興味を持ったきっかけについて聞かせていただけますか。


中学生のときに授業でDNAに関するビデオを見て、DNAにすごく興味を持ちました。DNAが誕生して何十億年、ずっと遺伝子の情報が繋がっていることに衝撃を受けたんです。
将来的にはDNAに関係するような研究をやりたいなと思っていました。


そうなんですね!


絶対に生命科学に行こうと思っていたのですが、大学生のときに人工甘味料を合成する実習があったんです。そこで自分で身近なものを作れることに感動して、有機化学も面白いなと思いました。
そして研究室選択のときに生命科学と有機化学を両方できるということで今の分野に入ろうと決めました。


学生時代のいろんな経験が今に繋がっているんですね!
最後になりますがメッセージがあればお願いします。


今回のような化学と生命科学の境界領域の研究はいろんな技術が必要で結構大変なんですけど、その分すごくエキサイティングだと思います。化学のことも生命科学のことも分かるようになって、新しい発見がたくさんあるんです。
DNAやタンパク質に比べて糖鎖の研究は未開拓なところが多い。是非ともこういう分野に興味を持ってもらえると嬉しいですね。




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生体分子現象の一つ「糖タンパク質の膜動態」にフォーカスし、生命系を理解し制御するための新たな反応化学技術「ケミカルノックイン」の確立を目指しています。
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