Heddle国際主幹研究ユニット

自然界ではタンパク質に代表される生体分子はDNA複製から筋収縮に至るまで多様な役割を果たすよう進化してきました。同様に特定のタスクを遂行できるタンパク質を人工的に作り出せれば、その極小のサイズを活かしてエレクトロニクスやスマート・ドラッグなど様々な分野に活用できるでしょう。とはいえ全く新しいタンパク質を一から設計するというのは現実的でないので、当研究ユニットでは既存のタンパク質を修飾して新たな構造を作製するというアプローチをとり、タンパク質（およびDNA）からなる複雑で機能的な構造を設計する基礎ナノサイエンス研究を行っています。こうした構造を用いて、自己集合デバイスのプロトタイプの作製を目指します。また当ユニットでは、細菌感染やガンの治療に有効な新たな治療薬の開発にも取り組んでいます。DNAジャイレースをはじめとするトポイソメラーゼを主要なターゲットとし、現在のところ2つの有望な阻害分子について研究を進めています。さらに最近では、老化の研究にも着手しました。老化の理論に関していくつかの仮説を検討するとともに、ショウジョウバエを用いたカロリー制限実験によって老化メカニズムの解明を目指します。

研究テーマ

• 自己集合タンパク質構造のサイズの正確なプログラミング
• 量子ドット・量子ワイヤのミネラリゼーションの鋳型としての変異タンパク 質の生成
• 天然および人工自己集合タンパク質の構造研究
• 老化の理論とメカニズム研究
• 治療薬ターゲットとしてのトポイソメラーゼの解析

主要論文

1. Heddle, J.G., Yokoyama, T., Yamashita, I., Park, S.Y., and Tame, J.R.H.:
   "Rounding Up: Engineering 12-membered rings from the cyclic 11-mer TRAP."
   Structure 14, 925-33(2006)
   
2. Heddle, J. G., Fujiwara, I., Yamadaki, H., Yoshii, S., Nishio, K., Addy, C., Yamashita, I. and Tame, J. R. H.:
   "Using the Ring-Shaped Protein TRAP to Capture and Confine Gold Nanodots on a Surface."
   Small 3, 1950-1956(2007)
3. Heddle, J.G.:
   "Protein Cages, Rings and Tubes: Useful Components of Future Nanodevices?"
   Nanotechnology, Science and Applications 1, 67-78(2008)
4. Watanabe, M., Heddle, J.G, Unzai, S., Akashi, S., Park, S.Y., and Jeremy R.H. Tame.:
   "Nature of the TRAP:Anti-TRAP complex revealed by symmetry remodeling."
   Proc. Nat. Acad. Sci. USA 106, 2176-81(2009)
5. Frederico F., Miranda, Iwasaki, K., Yamashita, I., Jeremy, R. H., Tame, and Heddle, J.G.:
   "A self-assembled protein nanotube with a high aspect ratio."
   Small. 5, 2077-2084(2009)
   
6. Malay, A. D., Watanabe, M., Heddle, J. G. & Tame, J. R. H.:
   "Crystal structure of unliganded TRAP: implications for dynamic allostery"
   Biochem. J. 434, 429-434 (2011)
7. Malay, A. D., Heddle, J. G., Tomita, S., Iwasaki, K., Miyazaki, N., Sumitomo, K., Yanagi, H., Yamashita, I. & Uraoka, Y.
   "Gold Nanoparticle-Induced Formation of Artificial Protein Capsids"
   Nano Lett., 12, 2956-2059 (2012)
8. Trindade, L. S., Balduino, A., Aigaki, T. & Heddle, J. G.:
   "Senemorphism: a novel perspective on aging patterns and its implication for diet-related biology."
   Biogerontology 13, 457-466 (2012)
9. Trindade, L. S., Aigaki, T., Peixoto, A. A., Balduino, A., da Cruz, I. B. Mânica & Heddle, J. G.:
   "A novel classification system for aging theories. "
   Frontiers in Genetics 4, doi:10.3389/fgene.2013.00025. (2013)
10. Voet, A., Banwell, E. F., Sahu, K.K., Heddle, J.G., Zhang, K. Y. J.:
    "Protein interface pharmacophore mapping tools for small molecule protein:protein interaction inhibitor discovery."
    Curr. Topics Med. Chem., In the press