共同研究・競争的資金等の研究課題

標的分子に対して高い特異性と親和性をもつ抗体／ペプチド／核酸などのバイオ医薬は、従来の低分子化合物医薬と比べて副作用が少なく、治療効果が高い究極の分子標的薬として注目されているが、細胞膜透過性が低いという欠点があり、効率のよいドラッグデリバリーシステム（DDS）の開発が求められていた。本研究では、我々が発見した膜透過促進ペプチドを利用して、抗体／ペプチド／核酸を従来よりも効率よく細胞質に送達できることを示した。また、基礎研究として、その膜透過促進メカニズムの解明も並行して進めた。 我々が発見した膜透過促進ペプチドはヒト天然タンパク質由来であり免疫原性の懸念が少ないという利点もあることから、この独自の膜透過促進ペプチドを連結した抗体／ペプチド／核酸がヒト細胞の細胞質に効率よく送達されるという本研究の成果は、将来的に、細胞内の疾患標的に作用する新しい抗体医薬の開発や、ペプチドや核酸からなる中分子医薬の効率的なデリバリーに応用することが期待できる。これにより、我が国のバイオ創薬技術の基盤強化、ひいては国民の医療・福祉の向上に大きく貢献することが期待できる。

（１）大腸菌の翻訳アレスト配列の大規模探索および機能解析 前年度に試験管内でアレストを示した大腸菌遺伝子の中に、従来のリボソームプロファイリングやiNP法を用いた細胞内の実験ではアレストを示していなかったものが存在する理由の１つとして、試験管内には存在しないアレスト解除因子が大腸菌内に存在している可能性が考えられた。そこで、得られた各遺伝子の機能と関連する制御因子を推定し、その存在／非存在下で無細胞翻訳反応を行いアレスト活性を測定した結果、試験管内でアレストを制御している可能性のある因子を見出すことができた。また、もう１つの原因として、アレスト配列がピューロマイシン感受性か耐性かの違いで差がついている可能性を検証するために、iNP法でピューロマイシン感受性が定量化されている遺伝子の情報を抽出し、今回の濃縮効率との関係性を調べた結果、ピューロマイシンに感受性の高い翻訳アレスト配列に相当する部分配列においてより強く濃縮されている傾向が見られた。 さらに、以前にランダム配列ライブラリーから８ラウンドの試験管内選択をおこなったサンプルについて、次世代シークエンサーによる大規模な配列解析をおこなった。現在、得られた膨大な情報を解析して、大腸菌におけるアレストのモチーフ配列の抽出を進めている。 （２）真核生物の翻訳アレスト配列の試験管内選択 前年度に、小麦胚芽抽出液由来の無細胞翻訳系を用いてmRNA-タンパク質連結分子の形成を確認することができたので、この系を用いてランダム配列ライブラリーの試験管内選択をおこなった。その結果、４ラウンドで連結分子の形成が確認されたことから、植物におけるアレスト候補配列の濃縮が示唆された。現在、これらの配列のクローニングおよび配列解読を進めており、今後、植物と原核生物のリボソームに対して翻訳アレストをおこす配列の特徴の比較解析をおこなう予定である。 平成30年度が最終年度であるため、記入しない。 平成30年度が最終年度であるため、記入しない。