有機化学・薬学 常識を覆す糖の再排出メカニズムの発見～代謝スパイスへの応用～
大腸菌が一度取り込んだグルコースを、グルコース6リン酸にして菌体外に再放出するという新たなメカニズムを発見しました。このメカニズムを基に代謝工学と細胞表層工学を組み合わせることで、目的物質の生産量を向上させる新たな技術の開発に成功しました。
東北大学
有機化学・薬学 
有機化学・薬学 酵素の機能改変で自然界にないイソプレノイドを合成～新規バイオポリマー合成酵素の開発に期待～
高分子の合成に重要なイソプレノイド重合酵素の結晶構造と重合反応の制御機構を解明。重合酵素の機能改変により、自然界にはない重合度14のポリイソプレノイドの合成に成功。
有機化学・薬学 光でイオンを輸送する膜タンパク質の巧妙な仕組み～XFELが捉えた光駆動型イオンポンプロドプシンの構造変化～
太陽光などの光を受けて塩化物イオン(Cl-)を細胞内に輸送する海洋細菌由来の「光駆動型イオンポンプロドプシン」の構造変化を、X線自由電子レーザー(XFEL)施設「SACLA」を用いた高解像度の構造解析により解明しました。
有機化学・薬学 シグナル伝達の「偏り」を生み出すリン酸化機構の解明 〜副作用を切り分けたGPCR作動薬の開発に貢献〜
薬剤の主要な作用標的であるGタンパク質共役型受容体(GPCR)の機能を調節する因子のGPCRキナーゼ(GRK)について、その活性制御機構を明らかにしました。降圧薬の標的として知られる1型アンジオテンシンII受容体(AT1受容体)に関して、薬理作用の異なる作動薬が、別々のGRK選択性とβアレスチン機能を誘導することを見出しました。GPCRに作用する薬剤について、副作用が少なく安全性の高い創薬開発戦略を提示します。
生物化学工学 改良オーキシンデグロンAID2による線虫個体における迅速なタンパク質の分解除去法の開発
線虫のタンパク質機能を解析するためには、そのタンパク質機能を欠損させて表現型を調べることが有効です。しかしながら、従来のAID法はオーキシン非添加時における弱い標的分解や、高濃度オーキシン投与による影響などの問題点がありました。去年開発した改良オーキシンデグロンAID2を線虫に応用し、線虫においてもAID2法を用いることでリガンド非特異的分解を完全に抑制し、従来の1/1300のリガンド濃度で迅速に標的タンパク質分解を誘導できることを見出しました。
有機化学・薬学 改良型オキシトシン経鼻スプレーに自閉スペクトラム症中核症状に対する改善効果
改良したオキシトシン経鼻スプレーの医師主導治験を実施し、自閉スペクトラム症の中核症状に対する初の治療薬として期待される改良型オキシトシン経鼻スプレーの有効性と安全性を示しました。
有機化学・薬学 スルフォラファンが炎症誘導性の受容体タンパク質を分解するメカニズムを解明
Gタンパク質共役型受容体「P2Y6R」が難病指定されている炎症性腸疾患(IBD)の発症に寄与することを明らかにしました。緑黄色野菜に多く含まれるスルフォラファンやイベリンが細胞膜表面にあるP2Y6Rと結合し、細胞内への取り込みと分解を促進することで、炎症を抑制することを明らかにしました。
有機化学・薬学 世界初・日本発:ミトコンドリア病克服への第一歩～ミトコンドリア病治療薬MA-5の成人健常者を対象とした臨床試験を開始～
MA-5は、ミトコンドリア病注1患者さんの細胞や病態モデル動物で効果が確認されている画期的なミトコンドリア病治療薬候補化合物です。成人健常者56人を対象としてMA-5の経口投与を行う臨床試験を、AMEDムーンショット型研究開発事業注2の支援により開始します。この臨床試験は成人健常者を対象として行い、MA-5の安全性・体内動態を確認することを目的としています。
有機化学・薬学 振動分光法を駆使した薬剤効能測定法の開発～アセチルコリン受容体を標的とした神経疾患の治療薬開発への期待～
全反射赤外分光法でGタンパク質共役型受容体(GPCR)の一つ、ムスカリン性アセチルコリン受容体(M2R)に対する、異なる薬剤効能(ligand efficacy)を有する各種薬物結合に伴う構造変化を捉えることに成功しました。それぞれの赤外差スペクトルにおけるアミド-Iバンドの変化が各種薬物間で分類できる可能性を見出しました。細胞アッセイを用いたGタンパク質活性の大きさとアミド-Iバンドの変化との間に相関性があることがわかりました。
有機化学・薬学 人工知能で酵素を自動設計 〜 様々な機能性タンパク質開発の加速に期待 〜
人工知能と実験を組み合わせる手法を酵素タンパク質の機能改変に適用し、目的とする機能性タンパク質を従来の方法よりも少ない実験で効率よく得ることに成功しました。この実験で得られたペプチド転移酵素は、触媒機能が5倍向上しました。
医療・健康 呼吸器疾患に関連する遺伝子座を同定～慢性閉塞性肺疾患、気管支喘息の病因解明へ～
東北メディカル・メガバンク計画が推進するコホート調査の参加者のうち、呼吸機能検査を行った約2万人を対象として、呼吸機能指標に関するゲノムワイド関連解析(GWAS)を行いました。日本人の気流閉塞(1秒率)に関して、FeNOによる調整効果は軽微であるものの、気流閉塞に関連する遺伝子座のプロファイルは、欧米人主体の結果と異なることが明らかになりました。2型気道炎症の指標であるFeNOについても、慢性閉塞性肺疾患(COPD)を含む呼吸器疾患に関連する3つの遺伝子座を成人集団で初めて同定しました。
医療・健康 胞小器官同士が接する微小空間の新しい機能を発見
近年、細胞小器官同士は部分的に接していることがわかり始め、この細胞小器官同士が近づいて作られる微小空間(膜接触部位)で脂質が交換されていること、そしてこの脂質の交換によって細胞小器官の膜の分裂が制御されていることを突き止めました。