所属
大学院工学研究科 生命分子工学専攻 分子生命化学 助教
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 化学生命工学科
職名
助教
フジノ トモシゲ
藤野 公茂
FUJINO Tomoshige
学位 3
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博士（学術） （ 2021年4月 東京大学 ）
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修士（学術） （ 2014年3月 東京大学 ）
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学士（教養） （ 2012年3月 東京大学 ）
研究キーワード 2
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進化分子工学
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ケミカルバイオロジー
現在の研究課題とSDGs 2
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β-アミノ酸を導入可能な基質拡張リボソームの創製
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転写・内在tRNAハイブリッド無細胞翻訳系を用いたアミノ酸入れ替え遺伝暗号の構築
学歴 2
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東京大学 総合文化研究科 広域科学専攻
- 2014年3月
国名： 日本国
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東京大学 教養学部 生命・認知科学科
- 2012年3月
国名： 日本国
所属学協会 5
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日本化学会
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日本化学会生体機能関連部会
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日本ケミカルバイオロジー学会
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日本ペプチド学会
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日本生化学会
受賞 2
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平成26年度東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻奨励賞
2014年3月
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日本ケミカルバイオロジー学会第8回年会 ポスター賞
2013年6月
論文 15
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Optineurin provides a mitophagy contact site for TBK1 activation 査読有り
Koji Yamano, Momoha Sawada, Reika Kikuchi, Kafu Nagataki, Waka Kojima, Ryu Endo, Hiroki Kinefuchi, Atsushi Sugihara, Tomoshige Fujino, Aiko Watanabe, Keiji Tanaka, Gosuke Hayashi, Hiroshi Murakami, Noriyuki Matsuda
EMBO Journal 43 巻 ( 5 ) 頁： 754 - 779 2024年3月
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Large-scale analysis of mRNA sequences localized near the start and amber codons and their impact on the diversity of mRNA display libraries 査読有り
Umemoto Shun, Kondo Taishi, Fujino Tomoshige, Hayashi Gosuke, Murakami Hiroshi
NUCLEIC ACIDS RESEARCH 51 巻 ( 14 ) 頁： 7465 - 7479 2023年8月
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Monobodies with potent neutralizing activity against SARS-CoV-2 Delta and other variants of concern 査読有り
Kondo Taishi, Matsuoka Kazuhiro, Umemoto Shun, Fujino Tomoshige, Hayashi Gosuke, Iwatani Yasumasa, Murakami Hiroshi
LIFE SCIENCE ALLIANCE 5 巻 ( 6 ) 2022年6月
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Construction of a Highly Diverse mRNA Library for in vitro Selection of Monobodies 査読有り
Kondo Taishi, Eguchi Minori, Tsuzuki Nariaki, Murata Naoya, Fujino Tomoshige, Hayashi Gosuke, Murakami Hiroshi
Bio-protocol 11 巻 ( 16 ) 2021年8月
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cDNA TRAP display for rapid and stable in vitro selection of antibody-like proteins 査読有り
Kondo, T.; Eguchi, M.; Kito, S.; Fujino, T.; Hayashi, G.; Murakami, H.
Chemical Communications 57 巻 頁： 2416 - 2419 2021年2月
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An Amino Acid-Swapped Genetic Code 査読有り
Fujino Tomoshige, Tozaki Masahiro, Murakami Hiroshi
ACS Synthetic Biology 9 巻 ( 10 ) 頁： 2703 - 2713 2020年10月
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Antibody-like proteins that capture and neutralize SARS-CoV-2 査読有り
Kondo T., Iwatani Y., Matsuoka K., Fujino T., Umemoto S., Yokomaku Y., Ishizaki K., Kito S., Sezaki T., Hayashi G., Murakami H.
Science Advances 6 巻 ( 42 ) 2020年10月
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Exploring the Minimal RNA Substrate of Flexizymes 査読有り
Fujino Tomoshige, Kondo Taishi, Suga Hiroaki, Murakami Hiroshi
ChemBioChem 20 巻 ( 15 ) 頁： 1959 - 1965 2019年8月
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Ribosomal synthesis of peptides with multiple beta amino acids. 査読有り
Tomoshige Fujino, Yuki Goto, Hiroaki Suga, and Hiroshi Murakami
J. Am. Chem. Soc. ( 138 ) 頁： 1962 - 1969 2016年1月
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In Vitro Selection Combined with Ribosomal Translation Containing Non-proteinogenic Amino Acids 査読有り
Tomoshige Fujino and Hiroshi Murakami
Chem. Rec. ( 16 ) 頁： 365 - 377 2016年1月
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In vitro selection of multiple libraries created by genetic code reprogramming to discover macrocyclic peptides that antagonize VEGFR2 activity in living cells. 査読有り
T. Kawakami, T. Ishizawa, T. Fujino, P. C. Reid, H. Suga, H. Murakami
ACS Chem. Biol. ( 8 ) 頁： 1205 - 1214 2013年3月
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Reevaluation of the D-amino acid compatibility with the elongation event in translation. 査読有り
T. Fujino, Y. Goto, H. Suga, H. Murakami
J. Am. Chem. Soc. ( 135 ) 頁： 1830 - 1837 2013年1月
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Incorporation of D-amino acids into peptides in a cell-free translation system 査読有り
T. Fujino, Y. Goto, H. Suga, H. Murakami
Peptide Science 頁： 167 - 168 2013年
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Ribosomal Synthesis of Peptides Containing β-Amino Acids 査読有り
T. Fujino, H. Murakami
Peptide Science 頁： 47 - 48 2012年
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In vitro selection of macrocyclic peptides with a reprogrammed genetic code to discover VEGFR2 antagonists 査読有り
T. Kawakami, T. Ishizawa, T. Fujino, H. Murakami
Peptide Science 頁： 425 - 426 2012年
書籍等出版物 2
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最先端ナノライフシステム研究
近藤太志、梅本駿、藤野公茂、林剛介、村上裕（ 担当： 分担執筆 , 範囲: 第Ⅰ編 6章 進化分子工学を用いた人工抗体創製とその応用）
最先端ナノライフシステム研究編集委員会 2022年3月
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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
近藤 太志，梅本 駿，藤野 公茂，林 剛介，村上 裕（ 担当： 分担執筆）
技術情報協会 2021年8月
MISC 3
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若手研究者からのメッセージ 招待有り
藤野公茂
日本化学会バイオテクノロジー部会ニュースレター22 巻 ( 1 ) 頁： 12 - 16 2018年8月
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β-アミノ酸を複数個含むペプチドの翻訳合成 招待有り
藤野公茂
61 巻 頁： 9-13 2017年3月
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D体アミノ酸の翻訳伸長反応への適合性 招待有り
藤野公茂, 後藤佑樹, 菅裕明, 村上裕
ケミカルバイオロジー9 巻 ( 1 ) 頁： 11-14 2016年6月
講演・口頭発表等 25
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天然・転写ハイブリッドtRNAによるSer/Leu交換翻訳系の高収率化
藤野公茂、園田凌吾、村上裕
第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会 2023年11月12日
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天然・転写ハイブリッドtRNAによるSer/Leu交換翻訳の高効率化
藤野 公茂,園田 凌吾,村上 裕
第17回バイオ関連化学シンポジウム 2023年9月8日
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光制御を目指した抗アゾベンゼン人工抗体の創製
藤野公茂,舟根守,村田直哉,吉井達之,林剛介,築地真也,村上裕
日本化学会 第103春季年会 2023年3月23日
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WYP-rich 大環状ペプチドライブラリによる効率的なペプチド選択
藤野 公茂,鷲見 大河,村上 裕
第53回中部化学関係学協会支部連合秋季大会 2022年11月6日
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WYP-Rich Macrocyclic Peptide Library
2022年10月27日
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WYP-rich大環状ペプチドライブラリの構築
藤野公茂、鷲見大河、村上 裕
16回バイオ関連化学シンポジウム 2022年9月11日
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Tyr, Trp, Pro-rich環状ペプチドライブラリの構築とSARS-CoV2に対する環状ペプチドの選択
藤野 公茂,園田 凌吾,鷲見 大河,村上 裕
日本化学会 第102春季年会 2022年3月23日
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アミノ酸交換遺伝暗号の構築
藤野公茂,戸崎将弘,村上裕
第44回日本分子生物学会年会 2021年12月1日
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天然・転写tRNAによるSer/Leu交換遺伝暗号の翻訳高効率化
藤野公茂,園田凌吾,村上裕
第15回バイオ関連化学シンポジウム 2021年9月8日
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アミノ酸入れ替え遺伝暗号の開発
藤野公茂、戸崎将弘、村上裕
第14回バイオ関連化学シンポジウム
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フレキシザイムの基質となる最小RNAの探索
藤野公茂,近藤太志,菅裕明,村上裕
第42回日本分子生物学会年会
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フレキシザイムの最小RNA基質の探索
藤野公茂,近藤太志,菅裕明,村上裕
第13回バイオ関連化学シンポジウム
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β-アミノ酸を基質とする改変リボソーム選択法の確立 国際会議
藤野公茂,則武卓磨,村上裕
第41回日本分子生物学会年会
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改変翻訳系の構築を指向した変異リボソームの迅速精製法 国際会議
藤野公茂,秋山尚輝,則武卓磨,村上 裕
第12回バイオ関連化学シンポジウム
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Ribosomal Synthesis of Peptides Containing Various β-Amino Acids 国際会議
Tomoshige Fujino,Yuki Goto,Hiroaki Suga,Hiroshi Murakami
the 2nd International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017)
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フレキシザイムのアミノ酸基質選択性の簡便な評価法
藤野公茂, 近藤太志, 村上裕
日本ケミカルバイオロジー学会 第12回年会
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アミノアシルtRNA合成リボザイムの最小RNA基質
藤野公茂, 近藤太志, 長江慶人, 早崎あゆみ, 村上裕
BMB2015
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リボザイムによってアシル化される最小RNA基質の探索
藤野公茂, 近藤太志, 長江慶人, 早崎あゆみ, 村上裕
第9回バイオ関連化学シンポジウム
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無細胞翻訳系による複数のβ-アミノ酸のペプチドへの導入
藤野公茂, 村上裕
第87回日本生化学会大会
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複数個のβ-アミノ酸を含むペプチドの翻訳合成
藤野公茂, 村上裕
第8回バイオ関連化学シンポジウム
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Incorporation of D-Amino Acids into Peptides in a Cell-Free Translation System 国際会議
T. Fujino, Y. Goto, H. Suga, H. Murakami
The 4th Asia-Pacific International Peptide Symposium
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D体アミノ酸の翻訳系への適合性に関する詳細な解析
藤野公茂, 後藤祐樹, 菅裕明, 村上裕
第7回バイオ関連化学シンポジウム
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D体アミノ酸の翻訳伸長反応への適合性
藤野公茂, 後藤祐樹, 菅裕明, 村上裕
日本ケミカルバイオロジー学会第8回年会
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βアミノ酸を含むペプチドの翻訳系を用いた合成
藤野公茂, 村上裕
第49回ペプチド討論会
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βアミノ酸の無細胞翻訳系によるペプチドへの導入
藤野公茂, 後藤祐樹, 菅裕明, 村上裕
第92日本化学会春季年会
科研費 3
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転写・内在tRNAハイブリッド無細胞翻訳系を用いたアミノ酸入れ替え遺伝暗号の構築
研究課題/研究課題番号：21K05270 2021年4月 - 2024年3月
科学研究費補助金（基盤C）
藤野 公茂
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）
申請者は、先行研究において、アミノ酸入れ替え遺伝暗号を持つ試験管内タンパク質合成系を提案した。この系は、通常の生物の持つ遺伝暗号と異なるため、万が一、組み換え遺伝子が外部に漏洩しても、実害を及ぼさないという利点がある。一方、タンパク質合成量が、通常の系の10分の1程度と低いという問題もあった。そこで、本研究では、使用するtRNAの大部分を大腸菌から抽出した天然tRNAに置き換えることで、タンパク質合成活性の高いアミノ酸入れ替え遺伝暗号の構築を目指す。本系が確立すれば、危険な遺伝子を用いずに、研究対象となるタンパク質のみを得る有用な方法となることが期待される。
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β-アミノ酸を導入可能な基質拡張リボソームの創製
研究課題/研究課題番号：18K14332 2018年4月 - 2021年3月
科学研究費補助金（若手） 若手研究
藤野 公茂
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）
本研究計画は、1.変異リボソームライブラリの作製、2.β-アミノ酸を導入可能な基質拡張リボソームの選択、3.基質拡張リボソームのβ-アミノ酸導入活性評価、の3段階からなる。2018年度には、段階1を完了し、さらに、アミノ酸導入活性に基づいてリボソーム選択法を開発した。2019年度には、段階1で作製したリボソームライブラリから、β-アミノ酸の導入活性に基づくリボソームの選択を試み（段階2）、得られた変異リボソームを精製したものを用いてβ-アミノ酸導入量を測定した（段階3）。その結果、野生型以上にβ-アミノ酸導入活性の改善したリボソームは得られていないものの、リボソーム選択において回収率の高いリボソームほど実際の活性も高いことが分かった。この結果は、我々の開発したリボソーム選択法が、リボソームライブラリから、活性の高いリボソームを効率的に拾い上げる方法として有効であることを示すとともに、現在使用しているライブラリには、野生型以上にβ-アミノ酸導入活性の改善したリボソームがそもそも存在しなかった可能性を示す。今後は、ライブラリの変異導入部分を拡張し、β-アミノ酸導入活性の改善したリボソームの取得を目指す。
この研究の過程では、様々なβ-アミノ酸をtRNAにアミノアシル化する必要がり、人工リボザイムの触媒するアミノアシルtRNA合成を利用している。この際に重要なのは、事前に、β-アミノ酸毎に最適な反応条件を決定しておくことであるが、従来は酸性のβ-アミノ酸ではそのアミノアシル化効率測定が難しいという問題があった。そこで我々は、フレキシザイムの最小基質RNAを用いた、新たなアミノアシル化効率測定法を開発した。この内容については、第13回バイオ関連化学シンポジウム、第42回分子生物学会年会において、ポスター発表を行い、さらに、国際誌Chembiochemに査読付き論文として掲載された。
本研究計画は、1.変異リボソームライブラリの作製、2.β-アミノ酸を導入可能な基質拡張リボソームの選択、3.基質拡張リボソームのβ-アミノ酸導入活性評価、の3段階からなる。段階1は、2018年に完了する予定であり、予定通り進行した。段階2.3.については、2019,2020年度に行う予定となっていた。本年は、段階1.で作製したリボソームライブラリから、β-アミノ酸の導入活性を基準とし、基質拡張リボソームの選択を試みた（段階2）。我々の開発したリボソーム選択法では、各変異リボソームのβ-アミノ酸導入活性を、選択における回収量として数値化する。そこで、これに基づいて、特にβ-アミノ酸の導入活性が高いと考えられる変異リボソームを発現し、β-アミノ酸導入量を測定した（段階3）。その結果、選択における回収量と、β-アミノ酸導入量の実測値とは、相関することが明らかになった。この結果から、我々の開発したリボソーム選択法は、非常に多様なライブラリから、活性の高いリボソームを選択する方法として有効であることを示す。しかし一方で、ライブラリ内で最も回収の高い変異リボソームでも、実際には野生型以下のβ-アミノ酸導入量しか持たないことが分かった。この結果は、今回用意したライブラリ内に野生型以上のβ-アミノ酸導入活性を持つリボソームが初めから存在しなかった可能性を示す。この原因は、ライブラリ構築において変異を導入する塩基が、1つのライブラリにつき8塩基以下と限定的な設計にしたため、野生型と大きく構造が異なる変異リボソームが存在しなかったと考えられる。この点については、新たなリボソームライブラリの準備を開始している。現在、段階2,3の手順は確立できており、リボソーム選択法が機能することも確認できているため、概ね順調に進捗しているものと言える。
当初の研究計画は、1.変異リボソームライブラリの作製、2.β-アミノ酸を導入可能な基質拡張リボソームの選択、3.基質拡張リボソームのβ-アミノ酸導入活性評価、の3段階からなる。2020年度には、2.3.の過程を繰り返し行い、目標とするβ-アミノ酸を導入可能な基質拡張リボソームを取得する予定である。ただし、現状のリボソームライブラリには、β-アミノ酸の導入活性が野生型以上に改善した変異体は含まれていない可能性が高いことが、2019年の結果から分かった。そこで、変異を8塩基ずつに分割して導入する現在の設計を変更し、変異導入箇所を拡張した新しいリボソームライブラリの構築を開始している。
具体的には、リボソーム活性中心の塩基から、22箇所の変異導入位置の候補を選び出し、最重要と位置付けたグループA（13塩基）から、重要度の下がるグループB（3塩基）、グループC（6塩基）と、3つのグループに分けた。重要度の判断は、先行研究での変異導入の結果と、2019年までに得られた知見をもとに行った。ここから、Aのみに変異を集中するライブラリ1、A,Bに変異導入箇所を拡張したライブラリ2、A,B,C全てに変異を最大化したライブラリ3を構築し、β-アミノ酸の導入活性の高いリボソームを選択する計画である。選択操作の有効性は、2019年にすでに確認されており、同様の手順で新しいライブラリに含まれる、最も活性の高いリボソームが取得できると考えている（段階2）。
有望な変異リボソームに対しては、それぞれのリボソームを個別に大腸菌で発現・精製し、β-アミノ酸導入活性の詳細な評価を行う（段階3）。評価のポイントは、1) 天然リボソームで導入できない側鎖を持つβ-アミノ酸を導入できるか、2) 連続的な導入ができるか、の2点で、充分な活性が得られていれば、基質拡張リボソームの作製は完了である。 -
非タンパク主鎖骨格ペプチドを合成可能な改変型リボソームの創製
研究課題/研究課題番号：26・9520 2014年4月 - 2016年3月
特別研究員奨励費
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
担当経験のある科目 (本学) 27
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卒業研究A,B
2020
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化学生命工学実験3
2020
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化学生命工学実験1
2020
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分子生命化学特別実験及び演習1,2,3,4
2020
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分子生命科学セミナー 1A, B, C, D, 2A, B, C, D
2020
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分子生命科学セミナー 1A, B, C, D
2019
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卒業研究A,B
2019
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化学生命工学実験3
2019
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化学生命工学実験1
2019
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分子生命化学特別実験及び演習1,2,3,4
2019
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分子生命化学特別実験及び演習1,2,3,4
2018
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分子生命科学セミナー 1A, B, C, D
2018
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卒業研究A,B
2018
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分析化学実験第2
2018
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分析化学実験第1
2018
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無機材料・計測化学特別実験及び演習1,2,3,4
2017
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無機材料・計測化学セミナー 2A,B
2017
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卒業研究A,B
2017
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分析化学実験第1
2017
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分析化学実験第2
2017
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分析化学実験第２
2016
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卒業研究A,B
2016
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無機材料・計測化学特別実験及び演習1,2
2016
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無機材料・計測化学セミナー 2A,B
2016
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分析化学実験第1
2016
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卒業研究A,B
2015
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分析化学実験第２
2015