研究グループ紹介

  1. ホーム
  2. 研究グループ紹介
  3. 生物データサイエンスグループ

生物データサイエンスグループ

研究概要

有用な公共データとの連携を考慮した計測データの集約化や進行中のプロジェクトによるデータ計測・共有を図り、分子プロファイルを基にしたデータ駆動型解析技術の開発、複合体構造の分子シミュレーション及びワークフロー解析基盤の構築を行い、創薬に繋がるバイオIT融合を目指しています。

生物データサイエンス研究グループ

研究課題

研究課題1:分子プロファイルによるデータサイエンス
研究担当者:福井 一彦、今井 賢一郎、鍵和田 晴美、新木 和孝

多層オミックスデータの連携・統合化を図り、疾患変異情報や発現プロファイルを基に、薬剤ー疾患ー副作用の関連性を体系的な生体ネットワークとして捉える研究に取り組んでいます。またオントロジーを用いたナレッジグラフによる知識推論へと繋がるデータ基盤の確立を目指しています。

生物データサイエンスグループ2

研究課題

研究課題2:創薬支援ソフトウェアの開発と新規標的に対する分子設計
研究担当者:広川 貴次、本野 千恵、梶原 佑太

標的となる受容体タンパク質の立体構造・相互作用情報に基づいた医薬分子設計を目的として、標的タンパク質の分子モデリング法の開発、化合物とのドッキング計算を行ってます。
また民間企業等との共同研究を通じたインシリコスクリーニングによる医薬品候補化合物の探索と最適化解析を実施しています。

生物データサイエンスグループ3

研究課題

研究課題3:タンパク質群ネットワーク動態の解析基盤の構築
研究担当者:鍵和田 晴美、新木 和孝

細胞外部からの刺激(シグナル)の多くはリン酸化経路によって伝えられ、細胞の挙動を決定しています。本研究では、たんぱく質アレイを用いた体系的計測、その結果の評価・解釈・可視化をパッケージ化し、高度リン酸化解析のハイスループットを実現します。
また、質量分析技術の高度化によるターゲット同定や翻訳後修飾を中心とするプロテオスタシス状態の定量、ならびに複合体ダイナミクス計測技術融合による評価技術、中分子・抗体開発といったターゲット制御技術の開発を推進しています。

生物データサイエンスグループ4

研究課題

研究課題4:疾患関連変異情報を利用した新規創薬標的探索法の構築
研究担当者:今井 賢一郎、本野 千恵、梶原 佑太

疾患に関連するミスセンス変異は、タンパク質の構造上にマップすると、リガンド結合部位やタンパク質相互作用面などの機能的に重要な部位近辺でクラスターを形成する傾向があることがわかってきています。そこで、疾患に関連するミスセンス変異部位をタンパク質構造にマップし、その空間的な集合領域をガイドとして、配列情報解析、分子動力学計算などを組み合わせた変異の影響解析、アロステリック部位予測などを行うことで、新規のタンパク質機能部位、創薬標的部位を探索する方法の開発を行っています。

生物データサイエンスグループ5

メンバー

名前 役職 主な研究テーマ
福井 一彦 FUKUI Kazuhiko グループ長 ・多層オミックス解析による薬剤候補の絞り込みと層別化
・発現プロファイルを利用した毒性解析
・データ統合による知識抽出基盤の開発
広川 貴次 HIROKAWA Takatsugu 上級主任研究員 ・分子シミュレーションに基づくインシリコ創薬の高度化
・分子シミュレーションに基づくインシリコ創薬支援
・標的タンパク質の分子モデリング技術の開発
本野 千恵 MOTONO Chie 主任研究員 ・分子動力学計算による疾患メカニズム解明と創薬支援
・効率的な分子動力学計算の技術開発
・創薬向けタンパク質立体構造予測手法の開発
鍵和田 晴美 KAGIWADA Harumi 主任研究員 ・リン酸化活性プロファイリング測定系の構築
・リン酸化活性を用いた細胞応答の解析
・リン酸化活性を用いた組織を含む生体応答の解析
今井 賢一郎 IMAI Kenichiro 主任研究員 ・ミトコンドリアをターゲットとした創薬支援
・疾患関連変異のタンパク質構造上の分布をガイドとした新規創薬標的探索
・潜在疾患層別化マーカー探索
新木 和孝 ARAKI Kazutaka 主任研究員 ・質量分析測定技術の高度化と応用解析
・構造・トポロジー・動態解析技術の技術融合
・生体制御中分子の機能性の高度化
梶原 佑太 KAJIWARA Yuta 研究員 ・GPCRの立体構造情報を基にしたバイオインフォマティクス解析
・膜タンパク質に対する新規薬剤化合物の統計熱力学に基づく高速スクリーニング法の開発
・低頻度変異のタンパク質構造上の三次元分布に基づく新規疾患関連遺伝子探索法の構築

業績リスト

  • Nguyen HN, Suzuki K, Kimura Y, Hirokawa T, Murakami-Tonami Y, Abe H
    SYNTHESIS AND BIOLOGICAL EVALUATION OF NMDI14 DERIVATIVES AS ANTI-MESOTHELIOMA AGENTS
    HETEROCYCLES 100 (2) 253-266; (2020) doi: 10.3987/COM-19-14191
  • Santos HJ, Chiba Y, Makiuchi T, Arakawa S, Murakami Y, Tomii K, Imai K, Nozaki T
    Import of Entamoeba histolytica Mitosomal ATP Sulfurylase Relies on Internal Targeting Sequences
    Microorganisms. 8(8):1229. (2020) doi: 10.3390/microorganisms8081229
  • Nakagita T, Taketani C, Narukawa M, Hirokawa T, Kobayashi T, Misaka T
    Ibuprofen, a nonsteroidal anti-inflammatory drug, is a potent inhibitor of the human sweet taste receptor
    Chem Senses. bjaa057 (2020) doi: 10.1093/chemse/bjaa057
  • Tomonari T, Sato Y, Tanaka H, Tanaka T, Fujino Y, Mitsui Y, Hirao A, Taniguchi T, Okamoto K, Sogabe M, Miyamoto H, Muguruma N, Kagiwada H, Kitazawa M, Fukui K, Horimoto K, Takayama T
    Potential use of lenvatinib for patients with unresectable hepatocellular carcinoma including after treatment with sorafenib: Real-world evidence and in vitro assessment via protein phosphorylation array
    Oncotarget. 11: 2531-2542 (2020) doi: 10.18632/oncotarget.27640
  • Manabe T, Yasuda H, Terai H, Kagiwada H, Hamamoto J, Ebisudani T, Kobayashi K, Masuzawa K, Ikemura S, Kawada I, Hayashi Y, Fukui K, Horimoto K, Fukunaga K, Soejima K
    IGF2 Autocrine-Mediated IGF1R Activation Is a Clinically Relevant Mechanism of Osimertinib Resistance in Lung Cancer
    Molecular Cancer Res. 18: 549-559 (2020) doi: 10.1158/1541-7786.MCR-19-0956
  • Koiwai K, Inaba K, Morohashi K, Enya S, Arai R, Kojima H, Okabe T, Fujikawa Y, Inoue H, Yoshino R, Hirokawa T, Kato K, Fukuzawa K, Shimada-Niwa Y, Nakamura A, Yumoto F, Senda T, Niwa R
    An integrated approach to unravel a crucial structural property required for the function of the insect steroidogenic Halloween protein Noppera-bo
    J Biol Chem. 0: 0 (2020) doi: 10.1074/jbc.RA119.011463
  • Kagamu H, Kitano S, Yamaguchi O, Yoshimura K, Horimoto K, Kitazawa M, Fukui K, Shiono A, Mouri A, Nishihara F, Miura Y, Hashimoto K, Murayama Y, Kaira K, Kobayashi K
    CD4(+) T-cell Immunity in the Peripheral Blood Correlates with Response to Anti-PD-1 Therapy
    Cancer Immunology Res. 8 8: 334-344 (2020) doi: 10.1158/2326-6066.CIR-19-0574
  • Adachi K, Yamada T, Ishizuka H, Oki M, Tsunogae S, Shimada N, Chiba O, Orihara T, Hidaka M, Hirokawa T, Odagi M, Konoki K, Yotsu-Yamashita M, Nagasawa K
    Synthesis of C12-Keto Saxitoxin Derivatives with Unusual Inhibitory Activity Against Voltage-Gated Sodium Channels
    Chemistry. 26: 2025-2033 (2020) doi: 10.1002/chem.201904184
  • Kitazawa M, Hatta T, Sasaki Y,Fukui K, Ogawa K, Fukuda E, Goshima N, Okita N, Yamada Y, Nakagama H,Natsume T, Horimoto K
    Promotion of the Warburg effect is associated with poor benefit from adjuvant chemotherapy in colorectal cancer
    Cancer Sci. 111: 658-666 (2020) doi: 10.1111/cas.14275
  • Chiba S, Ohue M, Gryniukova A, Borysko P, Zozulya S, Yasuo N, Yoshino R, Ikeda K, Shin WH, Kihara D, Iwadate M, Umeyama H, Ichikawa T, Teramoto R, Hsin KY, Gupta V, Kitano H, Sakamoto M, Higuchi A, Miura N, Yura K, Mochizuki M, Ramakrishnan C, Thangakani AM, Velmurugan D, Gromiha MM, Nakane I, Uchida N, Hakariya H, Tan M, Nakamura HK, Suzuki SD, Ito T, Kawatani M, Kudoh K, Takashina S, Yamamoto KZ, Moriwaki Y, Oda K, Kobayashi D, Okuno T, Minami S, Chikenji G, Prathipati P, Nagao C, Mohsen A, Ito M, Mizuguchi K, Honma T, Ishida T, Hirokawa T, Akiyama Y, Sekijima M
    A prospective compound screening contest identified broader inhibitors for Sirtuin 1
    Sci Rep. 9: 19585 (2019) doi: 10.1038/s41598-019-55069-y
  • Araiso Y, Tsutsumi A, Qiu J, Imai K, Shiota T, Song J, Lindau C, Wenz LS, Sakaue H, Yunoki K, Kawano S, Suzuki J, Wischnewski M, Schutze C, Ariyama H, Ando T, Becker T, Lithgow T, Wiedemann N, Pfanner N, Kikkawa M, Endo T
    Structure of the mitochondrial import gate reveals distinct preprotein paths
    Nature.575: 395-401 (2019) doi: 10.1038/s41586-019-1680-7
  • Shiba-Ishii A, Hong J, Hirokawa T, Kim Y, Nakagawa T, Sakashita S, , Sakamoto N, Kozuma Y, Sato Y, Noguchi M
    Stratifin Inhibits SCFFBW7 Formation and Blocks Ubiquitination of Oncoproteins during the Course of Lung Adenocarcinogenesis
    Clinical Cancer Res. 25: 2809-2820 (2019) doi: 10.1158/1078-0432.CCR-18-3631
  • Yamasaki S, Amemiya T, Yabuki Y, Horimoto K, Fukui K
    ToGo-WF: prediction of RNA tertiary structures and RNA-RNA/protein interactions using the KNIME workflow
    J. Computer-Aided Molecular Design 33: 497-507 (2019) doi: 10.1007/s10822-019-00195-y
  • Santos HJ, Imai K, Makiuchi T, Tomii K, Horton P, Nozawa A, Okada K, Tozawa Y, Nozaki T
    Novel lineage-specific transmembrane beta-barrel proteins in the endoplasmic reticulum of Entamoeba histolytica
    FEBS J. 65: 164-170 (2019) doi: 10.1111/febs.14870
  • Yamada K, Nakazawa M, Matsumoto K, Tagami U, Hirokawa T, Homma K, Mori S, Matsumoto R, Saikawa W, Kitajima S
    Unnatural Tripeptides as Potent Positive Allosteric Modulators of T1R2/T1R3
    Acs Medicinal Chemistry Letters10: 800-805 (2019) doi: 10.1021/acsmedchemlett.9b00051
  • Santos HJ, Hanadate Y, Imai K, Nozaki T
    An Entamoeba-Specific Mitosomal Membrane Protein with Potential Association to the Golgi Apparatus
    Genes 10: 10 (2019) doi: 10.3390/genes10050367
  • Shawki HH, Ishikawa-Yamauchi Y, Kawashima A, Katoh Y, Matsuda M, Al-Soudy AS, Minisy FM, Kuno A, Gulibaikelamu X, Hirokawa T, Takahashi S, Oishi H
    EFCAB2 is a novel calcium-binding protein in mouse testis and sperm
    PloS One. 14: 0 (2019) doi: 10.1371/journal.pone.0214687
  • Parasuraman P, Selvin JFA, Gromiha MM, Fukui K, Veluraja K
    Investigation on the binding specificity of Agrocybe cylindracea galectin towards alpha(2,6)-linked sialyllactose by molecular modeling and molecular dynamics simulations
    J. Carbohydrate Chemistry 250: 463-473 (2019) doi: 10.1080/07328303.2019.1631323
  • Nakagita T, Ishida A, Matsuya T, Kobayashi T, Narukawa M, Hirokawa T, Hashimoto M, Misaka T
    Structural insights into the differences among lactisole derivatives in inhibitory mechanisms against the human sweet taste receptor
    PloS One. 14: 0 (2019) doi: 10.1371/journal.pone.0213552
  • Sakaue H, Shiota T, Ishizaka N, Kawano S, Tamura Y, Tan KS, Imai K, Motono C, Hirokawa T, Taki K, Miyata N, Kuge O, Lithgow T, Endo T
    Porin Associates with Tom22 to Regulate the Mitochondrial Protein Gate Assembly
    Mol Cell. 73: 1044-1055 (2019) doi: 10.1016/j.molcel.2019.01.003
  • Yasuda S, Hayashi T, Kajiwara Y, Murata T, Kinoshita M
    Analyses based on statistical thermodynamics for large difference between thermophilic rhodopsin and xanthorhodopsin in terms of thermostability
    J. Chemical Physics 150: 10 (2019) doi: 10.1063/1.5082217
  • Amemiya T, Gromiha MM, Horimoto K, Fukui K
    Drug repositioning for dengue haemorrhagic fever by integrating multiple omics analyses
    Scientific Reports 0: 0 (2019) doi: 10.1038/s41598-018-36636-1
  • Toyoda Y, Morimoto K, Suno R, Horita S, Yamashita K, Hirata K, Sekiguchi Y, Yasuda S, Shiroishi M, Shimizu T, Urushibata Y, Kajiwara Y, Inazumi T, Hotta Y, Asada H, Nakane T, Shiimura Y, Nakagita T, Tsuge K, Yoshida S, Kuribara T, Hosoya T, Sugimoto Y, Nomura N, Sato M, Hirokawa T, Kinoshita M, Murata T, Takayama K, Yamamoto M, Narumiya S, Iwata S, Kobayashi T
    Ligand binding to human prostaglandin E receptor EP4 at the lipid-bilayer interface
    Nat Chem Biol. 15: 18-26 (2019) doi: 10.1038/s41589-018-0131-3
  • Ma Y, Iida K, Sasaki S, Hirokawa T, Heddi B, Phan AT, Nagasawa K
    Synthesis and Telomeric G-Quadruplex-Stabilizing Ability of Macrocyclic Hexaoxazoles Bearing Three Side Chains
    Molecules. 24: 0 (2019) doi: 10.3390/molecules24020263
  • Ohsawa K, Yoshida M, Izumikawa M, Takagi M, Shin-Ya K, Goshima N, Hirokawa T, Natsume T, Doi T
    Synthesis and biological evaluation of thielocin B1 analogues as protein-protein interaction inhibitors of PAC3 homodimer
    Bioorg Med Chem. 10: 185 (2018) doi: 10.1016/j.bmc.2018.11.001
  • Nagai T, Mukoyama S, Kagiwada H, Goshima N, Mizuno K
    Cullin-3-KCTD10-mediated CEP97 degradation promotes primary cilium formation
    J Cell Sci. 131: 0 (2018) doi:10.1242/jcs.219527
  • Ma Y, Tsushima Y, Sakuma M, Sasaki S, Iida K, Okabe S, Seimiya H, Hirokawa T, Nagasawa K
    Development of G-quadruplex ligands for selective induction of a parallel-type topology
    Org Biomol Chem. 0: 0 (2018) doi: 10.1039/c8ob01702f
  • Toda Y, Nakagita T, Hirokawa T, Yamashita Y, Nakajima A, Narukawa M, Ishimaru Y, Uchida R, Misaka T
    Positive/Negative Allosteric Modulation Switching in an Umami Taste Receptor (T1R1/T1R3) by a Natural Flavor Compound, Methional
    Sci Rep. 8: 11796 (2018) doi: 10.1038/s41598-018-30315-x
  • Nakagita T, Ishida A, Kobayashi T, Hirokawa T, Hashimoto M, Misaka, T
    How do sweet taste inhibitors having the O-phenyllactic acid skeleton interact with transmembrane domain of T1R3
    Chemical Senses 43: (5):E137-E137; JUN 2018 doi: 10.1093/chemse/bjy010
  • Kawamura S, Ito Y, Hirokawa T, Hikiyama E, Yamada S, Shuto S
    Ligand-Phospholipid Conjugation: A Versatile Strategy for Developing Long-Acting Ligands That Bind to Membrane Proteins by Restricting the Subcellular Localization of the Ligand
    J Med Chem. 61: 4020-4029 (2018) doi: 10.1021/acs.jmedchem.8b00041
  • Nemoto K, Kagawa M, Nozawa A, Hasegawa Y, Hayashi M, Imai K, Tomii K, Sawasaki T
    Identification of new abscisic acid receptor agonists using a wheat cell-free based drug screening system
    Sci Rep. 8: 4268 (2018) doi: 10.1038/s41598-018-22538-9
  • Caba C, Khan HA, Auld J, Ushioda R, Araki K, Nagata K, Mutus B
    Conserved Residues Lys(57 )and Lys(401) of Protein Disulfide Isomerase Maintain an Active Site Conformation for Optimal Activity: Implications for Post-Translational Regulation
    Frontiers In Molecular Biosciences 9: 92-100 (2018) doi: 10.3389/fmolb.2018.00018
  • Kitamura A, Ishida Y, Kubota H, Pack CG, Homma T, Ito S, Araki K, Kinjo M, Nagata K
    Detection of substrate binding of a collagen-specific molecular chaperone HSP47 in solution using fluorescence correlation spectroscopy
    Biochem.... And Biophysical Res. Communications 497: 279-284 (2018) doi: 10.1016/j.bbrc.2018.02.069
  • Kasahara K, Aoki H, Kiyono T, Wang S, Kagiwada H, Yuge M, Tanaka T, Nishimura Y, Mizoguchi A, Goshima N, Inagaki M
    EGF receptor kinase suppresses ciliogenesis through activation of USP8 deubiquitinase
    Nat Commun. 9: 758 (2018) doi: 10.1038/s41467-018-03117-y
  • Sakai Y, Kawaguchi A, Nagata K, Hirokawa T
    Analysis by metadynamics simulation of binding pathway of influenza virus M2 channel blockers
    Microbiol Immunol. 62: 34-43 (2018) doi: 10.1111/1348-0421.12561
  • Suno R, Kimura KT, Nakane T, Yamashita K, Wang J, Fujiwara T, Yamanaka Y, Im D, Horita S, Tsujimoto H, Tawaramoto MS, Hirokawa T, Nango E, Tono K, Kameshima T, Hatsui T, Joti Y, Yabashi M, Shimamoto K, Yamamoto M, Rosenbaum DM, Iwata S, Shimamura T, Kobayashi T
    Crystal Structures of Human Orexin 2 Receptor Bound to the Subtype-Selective Antagonist EMPA
    Structure. 26: 7-19 (2018) doi: 10.1016/j.str.2017.11.005
  • Ito S, Ogawa K, Takeuchi K, Takagi M, Yoshida M, Hirokawa T, Hirayama S, Shin-ya K, Shimada I, Doi T, Goshima N, Natsume T, Nagata K
    A small-molecule compound inhibits a collagen-specific molecular chaperone and could represent a potential remedy for fibrosis
    J. Biol. Chem. 292: 20076-20085 (2017) doi: 10.1074/jbc.M117.815936
  • Nemoto K, Ramadan A, Arimura GI, Imai K, Tomii K, Shinozaki K, Sawasaki T
    Tyrosine phosphorylation of the GARU E3 ubiquitin ligase promotes gibberellin signalling by preventing GID1 degradation
    Nat Commun. 8: 1004 (2017) doi: 10.1038/s41467-017-01005-5
  • Chiba S, Ishida T, Ikeda K, Mochizuki M, Teramoto R, Taguchi YH, Iwadate M, Umeyama H, Ramakrishnan C, Thangakani AM, Velmurugan D, Gromiha MM, Okuno T, Kato K, Minami S, Chikenji G, Suzuki SD, Yanagisawa K, Shin WH, Kihara D, Yamamoto KZ, Moriwaki Y, Yasuo N, Yoshino R, Zozulya S, Borysko P, Stavniichuk R, Honma T, Hirokawa T, Akiyama Y, Sekijima M
    An iterative compound screening contest method for identifying target protein inhibitors using the tyrosine-protein kinase Yes
    Sci Rep. 7: 12038 (2017) doi:10.1038/s41598-017-10275-4
  • Okamoto N, Mizote K, Honda H, Saeki A, Watanabe Y, Yamaguchi-Miyamoto T, Fukui R, Tanimura N, Motoi Y, Akashi-Takamura S, Kato T, Fujishita S, Kimura T, Ohto U, Shimizu T, Hirokawa T, Miyake K, Fukase K, Fujimoto Y, Nagai Y, Takatsu K
    Funiculosin variants and phosphorylated derivatives promote innate immune responses via the Toll-like receptor 4/myeloid differentiation factor-2 complex
    J. Biol. Chem. 292: 15378-15394 (2017) doi: 10.1074/jbc.M117.791780
  • Shinohara Y, Koyama YM, Ukai-Tadenuma M, Hirokawa T, Kikuchi M, Yamada RG, Ukai H, Fujishima H, Umehara T, Tainaka K, Ueda HR
    Temperature-Sensitive Substrate and Product Binding Underlie Temperature-Compensated Phosphorylation in the Clock
    Mol. Cell 67: 783- (2017) doi: 10.1016/j.molcel.2017.08.009
  • Shiga Y, Murata D, Sugimoto A, Oshima Y, Tada M, Ishii-Watabe A, Imai K, Tomii K, Takeuchi T, Kagaya S, Sato A
    Hinge-Deficient IgG1 Fc Fusion: Application to Human Lactoferrin
    Mol Pharm. 14: 3025-3035 (2017) doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.7b00221
  • Fukasawa Y, Oda T, Tomii K, Imai K*
    Origin and Evolutionary Alteration of the Mitochondrial Import System in Eukaryotic Lineages
    Mol Biol Evol. 34: 1574-1586 (2017) doi: 10.1093/molbev/msx096
  • Sayama M, Inoue A, Nakamura S, Jung SJ, Ikubo M, Otani Y, Uwamizu A, Kishi T, Makide K, Aoki J, Hirokawa T, Ohwada T
    Probing the Hydrophobic Binding Pocket of G-Protein-Coupled Lysophosphatidylserine Receptor GPR34/LPS1 by Docking-Aided Structure-Activity Analysis
    J. Med. Chem. 60: 6384-6399 (2017) doi: 10.1021/acs.jmedchem.7b00693
  • Uegaki K, Kumanogoh H, Mizui T, Hirokawa T, Ishikawa Y, Kojima M
    BDNF Binds Its Pro-Peptide with High Affinity and the Common Val66Met Polymorphism Attenuates the Interaction
    Int J Mol Sci. 18: 0 (2017) doi: 10.3390/ijms18051042
  • Asamitsu K, Hirokawa T, Okamoto T
    MD simulation of the Tat/Cyclin T1/CDK9 complex revealing the hidden catalytic cavity within the CDK9 molecule upon Tat binding
    PloS One. 12: 0 (2017) doi: 10.1371/journal.pone.0171727
  • Wada Y, Nakano S, Morimoto A, Kasahara K, Hayashi T, Takada Y, Suzuki H, Niwa-Sakai M, Ohashi S, Mori M, Hirokawa T, Shuto S
    Discovery of Novel Indazole Derivatives as Orally Available beta(3)-Adrenergic Receptor Agonists Lacking Off-Target-Based Cardiovascular Side Effects
    J. Med. Chem. 60: 3252-3265 (2017) doi: 10.1021/acs.jmedchem.6b01197
Page Top