独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、理研生命分子システム基盤研究領域（横山茂之領域長）が所有する世界最大規模の「NMR
決定した利用課題は、文部科学省「先端研究施設共用促進
利用課題の公募は、2010年5月21日（金）から2010年6月18日（金）までの期間で実施し、「先端研究施設共用促進事業」を対象とした利用課題にトライアルユース3件を含め8件の応募がありました。2010年7月12日（月）に開いたNMR課題選定
今後、採択者と個別に打合せを行い、準備の整った利用課題から順次実施していきます。
- 経緯
理研生命分子システム基盤研究領域のNMR（核磁気共鳴）施設
（図1） は、タンパク質の立体構造と機能の解析を行う高性能NMR装置40台を備えた、世界最大の集積台数を誇る施設です。NMRは、有機化合物や生体高分子などの構造や性質を調べる分析装置の1つです。特にNMRを使った分析は、溶液という生体と同じ生理的な条件で、タンパク質の動的な高次構造や分子間相互作用の解析を行うことができるという特徴があります。このため、ポストゲノム研究として注目されるタンパク質の立体構造解析では、X線結晶構造解析と並ぶ有効な方法となっています。
理研では、この施設を用いて、文部科学省の委託事業「タンパク3000プロジェクト」の「網羅的解析プログラム」で、年間約300個のタンパク質構造のNMR解析を行ってきた実績を誇っており、この解析能力や効率が国際的に高い評価を得てきました。
2007年度以降は、本プロジェクトでの技術開発、施設整備、人材育成、解析体制の構築などの成果を発揮しています。その中でも、特にNMR立体構造解析パイプライン
（図2） を活かすことは、今後のわが国のライフサイエンス研究のステップアップに貢献することになると評価されてきました。このため、新たなNMR施設の活用推進を展開するため、内外の有識者による「NMR施設検討会」で議論するとともに、2006年10月に募集したモニターの利用結果を検討し、外部開放に関する詳細な制度設計を行いました。さらに文部科学省は、2007年度から開始した新規事業の「先端研究施設共用イノベーション創出事業」の参画機関に理研の同施設を採択し、国の支援のもと、産業界によるイノベーションの創出に向け広く活用していくこととなりました。そして、2007年8月24日（金）から、「先端研究施設共用イノベーション創出事業」、「成果占有利用」、「成果非占有利用」の3形態による外部利用の受付を開始し、2007年度には、それぞれ15件、4件、8件の利用課題が実施され、2008年度には、それぞれ11件、4件、10件の利用課題が新たに実施されています。2009年度からは「先端研究施設共用促進事業」に移行し、「成果占有利用」、「成果非占有利用」それぞれ6件、5件、9件の利用課題が新たに実施されています。
また、今回の利用課題公募、選定は、公立大学法人横浜市立大学の「超高磁場超高感度NMR装置利用による化合物のスクリーニング」と連携して実施しています。
- 決定した採択課題と実施機関
文部科学省「先端研究施設共用促進事業」対象利用課題課題名 利用機関名 代表者職氏名 低温活性酵素を利用した低温増殖食品微生物の制御 日本ハム株式会社 藤村達也 毒素蛋白質・抗毒素蛋白質複合体の立体構造解析よりその特異的認識機構の解明 室町ケミカル 株式会社 河原政人 微量標準試料作成への適用性確認 沖縄科学技術振興 センター 小野寺 健一 ポリセオナミド模倣ペプチドの合成研究 東京大学 松岡 茂 巨大ポリ環状エーテル化合物の構造決定 東京大学 佐竹真幸 生体反応を模倣した合成系と機能未知テルペノイド合成酵素 遺伝子から得られる新奇化合物の同定 東京農工大学 川出 洋 高磁場NMR利用による高分子量タンパク質分子形態変化解析技術の高精度化 広島大学 楯 真一 枯草菌細胞壁溶解酵素阻害タンパク質の立体構造解析及び相互作用解析 信州大学 新井 亮一 - 採択の経過と利用開始の日程
第1回募集開始 2010.年5月21日（金） 第1回募集締切 2010年6月18日（金） 利用者受入開始 2010年8月〜
- （問い合わせ先）
- 独立行政法人理化学研究所
- 横浜研究推進部 次長 今泉 洋（いまいずみ ひろし）
- Tel: 045-503-9328 / Fax: 045-503-9113
- （報道担当）
- 独立行政法人理化学研究所 広報室 報道担当
- Tel: 048-467-9272 / Fax: 048-462-4715
- Mail: koho@riken.jp
< 補足説明 >
| ※1 | NMR（核磁気共鳴） | |||||||||||||||||||||||||||
| 原子核には核スピンがあり、これがゼロではない水素や炭素原子は強い磁場の中に置かれると、2つのエネルギー状態に分かれることが知られている。このエネルギー差に相当する電磁波を当てると、共鳴現象が起きて電磁波が吸収される。その振動数は、原子核の種類と磁場の強さで決まるが、原子核の周りの電子の状態に影響されるので、周辺の電子の分布や原子の結合状態を知る手がかりになる｡従って、NMRは分子構造の決定手段として利用される。近年ではコンピューターを利用したMRI（磁気共鳴造影法）として、病気の診断に役立っている。 | ||||||||||||||||||||||||||||
| ※2 | NMR立体構造解析パイプライン | |||||||||||||||||||||||||||
| タンパク質のNMR解析適合性の判定、安定同位体標識試料の調製、多次元NMRデータの測定、これに基づくタンパク質の立体構造の決定などを一貫して実施する施設。2005年には、NMRによるヒト、マウスのタンパク質の立体構造決定において、PDB（Protein Data Bank：世界的なタンパク質立体構造データベース）登録の70％にあたる375構造を決定した実績がある（世界全体では536構造）。 | ||||||||||||||||||||||||||||
| ※3 | 先端研究施設共用促進事業 | |||||||||||||||||||||||||||
| 大学、独立行政法人などの研究機関が有する先端的な研究施設・機器について、国の経費支援により産業界利用または産学官の共同研究による広範な分野における幅広い利用を促進し、イノベーションにつながる成果を創出していくことを目的としている。2007年度に「先端研究施設共用イノベーション創出事業」として開始され、2009年度より「先端研究施設共用促進事業」に移行した。 理研では、理研が保有するNMR施設を対象とした、「NMR立体構造解析パイプラインの共用化によるイノベーションの創出」について本事業の採択を受けている。なお、同じく採択を受けた公立大学法人横浜市立大学の「超高磁場超高感度NMR装置利用による化合物のスクリーニング」とは、課題公募、選定、成果発表などについて連携して事業を実施している。 （横浜市立大学の本事業関連ホームページ） | ||||||||||||||||||||||||||||
| ※4 | NMR課題選定委員会 | |||||||||||||||||||||||||||
| 理研NMR施設利用に提案された公募課題の評価・選定を行うため理研内に設置した委員会で、NMR利用研究につき専門知識を有する理研内外の有識者およびNMR施設に関して責任を有する理研内の者13名で構成する。メンバーは次表のとおり。 NMR課題選定委員会メンバー（◎印は委員長）
|
図1 理研生命分子システム基盤研究領域が保有するNMR（核磁気共鳴）施設
写真左：理研西NMR棟
写真右：NMR装置（900MHz）
図2 NMR立体構造解析パイプライン
① 発現確認
無細胞タンパク質合成技術により、対象タンパク質の発現量、可溶性の確認を行う。通常は、複数のコンストラクトを同時に試し、最適なものを選択する。
② フォールド判定
①で判定に必要な発現量、可溶性が得られることが確認されたタンパク質に関して無細胞タンパク質合成技術により、タンパク質試料を調製し、当該試料が立体構造を形成していることの確認を行い、立体構造解析適合性を判定する。
③ 大量調製
無細胞タンパク質合成技術により、NMR測定に必要な純度・分量の安定同位体標識タンパク質試料の調製を行う。
④ NMR測定
NMR装置により、立体構造解析に必要なデータ測定を行う。
⑤ 構造決定
NMRスペクトルデータの解析、シグナルの帰属、構造情報（特にNOEデータ）の抽出などの作業を、独自の立体構造解析統合環境ソフトウェア（KUJIRA）により行う。また、プロトン核間の距離の情報を与えるNOE