工学院大学先進工学部 生命化学科

細胞創製化学研究室

デザイナー細胞をいかにして創り込むかを探求する!

研究室の概要

キーワード 細胞工学、デザイナー細胞、運命制御、シグナル伝達、創薬、合成生物学

細胞は表面に受容体を発現し、リガンドを受け取って運命変換して機能を柔軟に変えられるところが、これまでの分子をベースとした医薬品とは劇的に異なります。私たちは、新しいデザイナー細胞の創製を目指して、任意の分子に応答して細胞の様々な運命を制御可能な人工受容体を開発しています。また、化合物・ペプチド・細胞内抗体・AIでデザインされた人工蛋白質のライブラリースクリーニングや親和性成熟など、蛋白質間相互作用に着目した創薬を目指して研究を進めています。

研究テーマ

人工受容体による細胞運命制御系の開発

抗原や低分子などを特異的に認識するドメインとシグナル伝達ドメインを連結した人工受容体によって、細胞の様々な運命を制御することを目指しています。対象となる細胞と誘導したい運命の組み合わせに応じて、それぞれ最適な人工受容体をデザインします。

細胞内シグナル伝達のカスタム設計

受容体のシグナル伝達ドメインに任意のシグナル伝達分子結合モチーフ配列を連結することで、受容体のシグナル伝達特性自体をデザインすることを目指しています。天然の受容体には無いような緻密なシグナル伝達特性を実現できることから、効果的かつ副作用の少ない細胞治療への応用が期待されます。

細胞医薬は新しい医薬モダリティとして今後の発展が期待されています

細胞医薬は新しい医薬モダリティとして今後の発展が期待されています

細胞運命シグナルを利用した創薬プラットフォームの開発

細胞内での蛋白質間相互作用検出系として、細胞増殖の有無によって簡便に相互作用を検出できるユニークな系を開発しています。化合物・ペプチド・細胞内抗体・AIでデザインされた人工蛋白質のスクリーニングや親和性成熟など、蛋白質間相互作用に着目した創薬を目指して研究を進めています。

指導教員

河原 正浩 教授
専門分野
細胞工学
蛋白質工学
合成生物学

最近の原著論文

  • Miura, M., Kawahara, M.*
    "Refining minimal engineered receptors for specific activation of on-target signaling molecules."
    Sci. Rep. 14, 31671 (2024). doi: 10.1038/s41598-024-81259-4
  • Umene, K., Kawahara, M.*
    "Synthetic receptor scaffolds significantly affect the efficiency of cell fate signals."
    Sci. Rep. 14, 5801 (2024). doi: 10.1038/s41598-024-56612-2
  • Sogo, T., Nakao, S., Tsukamoto, T., Ueyama, T., Harada, Y., Ihara, D., Ishida, T., Nakahara, M., Hasegawa, K., Akagi, Y., Kida, Y. S., Nakagawa, O., Nagamune, T., Kawahara, M.*, Kawamura, T.*
    "Canonical Wnt signaling activation by chimeric antigen receptors for efficient cardiac differentiation from mouse embryonic stem cells."
    Inflamm. Regener. 43, 11 (2023). doi:10.1186/s41232-023-00258-6
  • Nakajima, K., Nakabayashi, H., Kawahara, M.*
    "Cell fate-inducing CARs orthogonally control multiple signaling pathways."
    Biotechnol. J. 17, 2100463 (2022). doi: 10.1002/biot.202100463
  • Horikawa, M., Kakiuchi, Y., Kashima, D., Ogawa, K., Kawahara, M.*
    "Thrombopoietin receptor-based protein-protein interaction screening (THROPPIS)."
    Biotechnol. Bioeng. 119, 287-298 (2022). doi: 10.1002/bit.27975

研究室HP