平成26年度革新的技術創造促進事業（異分野融合共同研究）...

平成26年度革新的技術創造促進事業（異分野融合共同研究）理学・工学との連携による革新的ウイルス対策技術の開発

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【解決すべき課題】

①ウイルス感染の防止 ②ウイルス感染の早期発見2

トリインフルエンザウイルス感染による、家畜への被害

一県100億円以上、全世界数千億円規模の経済損失。家畜業衰退。

小麦など穀物へのウイルス感染による、農作物への被害

食糧問題。国産収穫量減少による海外輸入の圧迫。農業衰退。

観賞用植物などへのウイルス感染による、観光・社会・文化への被害

観梅名所の喪失と観光資源の損失。社会・文化的拠り所の喪失。

カネカ、北農研

ウイルス耐病性穀物開発

ウイルス耐病性穀物開発

製薬系企業

抗ｲﾝﾌﾙｴﾝｻﾞ薬開発抗ｲﾝﾌﾙｴﾝｻﾞ薬開発

ウイルス検査ｼｽﾃﾑ開発

精密機器系企業

現在の対処療法的技術からの脱却と革新的技術の利活用

【解決すべき課題】 ①ウイルス感染の防止 ②ウイルス感染の早期発見3

国立大学法人岡山大学

・基幹技術の開発・拡充・核酸認識ﾄﾞﾒｲﾝ・ﾗｲﾌﾞﾗﾘｰの整備・利活用・ｲﾝﾌﾙｴﾝｻﾞｳｲﾙｽ不活化技術の開発・ウイルス感染系の構築と耐病性の評価・高感度イムノクロマト法の開発等

・全体統括役、研究指導総括役、研究管理総括役の配置・拠点研究機関の先端機器・器具の利用解放・拠点研究機関の施設の無料利用解放・研究拠点機関からの人・資金面での優先的支援

・文部科学省研究大学強化促進事業選定大学・厚生労働省臨床研究中核病院：岡山大学病院・全国共同利用・研究拠点：資源植物科学研究所・高いﾋﾞｼﾞﾈｽﾏｯﾁﾝｸﾞ等の実績：nano tech 2014ビジネスマッチング大賞受賞

、大学発の研究技術組合創設など・先導的異分野融合研究実績：文科省異分野融合先端研究コア事業

（事業評価：最高評価「S」獲得）・わが国“第1位”の光技術特許競争力（パテントリザルト社調査）

この3つの強みを持つわが国唯一の

研究機関

4

ウイルス耐病性小麦

ウイルス検査システム

抗インフルエンザ剤

感染の防止

感染の早期発見 5



抗インフルエンザ剤

人工DNA結合蛋白質既存技術

岡山大学

感染の防止


DNAとアミノ酸との相互作用の最適化

N

N NN

N

O

O

H

NH

HN

NH

H

HN

N

H

HN

H H

Arg

+

G

N

N NN

N

ON

ONH

H

H

CH3

NH OH

Asn

A

Gln

N

N NN

N

O

O

H

NH

HN

NH

H

N

NH

His

G

H-bond Donors: Ser Lys

N

NNN

N

O

O

H

NH

HN

NH

H

C

_O O

AspGlu

N

NNN

N

ON

O NH

H

H

H3C

CH3

Thr

T

HydrophobicAmino Acids

HO

ThrSerH-bondDonors

Sera, T., et al. Biochemistry 41, 7074−7081 (2002).

これらの情報を基にDNA認識コード表を作製7

標的DNA配列を決めれば

認識アミノ酸、すなわちジンクフィンガーが一義的に決まる！

フィンガー・ユニット

標的DNA中の４塩基対

独創性：各場所の各塩基の認識に１アミノ酸をアサイン

8Sera, T., et al. Biochemistry 41, 7074−7081 (2002).

高性能の人工DNA結合タンパク質（AZP）の簡便なデザイン

Artificial Zinc-finger Proteins（AZPs）

フィンガー・ユニットのアッセンブル

（3N + 1） bp （N: finger #）

DNA認識コード表

６つのフィンガー・ユニット

例：１９塩基対

標的ＤＮＡ配列

・高いDNA結合能（KD = <3 pM）

・高い配列選択性（細胞内で１塩基の違いを識別）Sera, T., et al. J. Virol. 80, 5405−5412 (2006).

Sera, T., et al. Biochemistry 41, 7074−7081 (2002).

10

岡山大学



抗インフルエンザ剤人工RNA結合蛋白質


感染の防止


岡山大学





製薬系感染の防止


畜産

人工制限酵素（ウイルスDNAを

切るハサミ）

ヒト・パピローマウイルス

5 10 20 40 80 (pM)

人工制限酵素タンパク質

0

DNA複製量

子宮頸がんを誘発

ヒト細胞膜透過ペプチド

DNA結合部位（ウイルスゲノムを

認識、結合）

DNA切断部位（DNAを切断）

＋

80 pMという低濃度で複製を阻害！

13Sera, T., et al. PLOS ONE 8, e56633 (2013).

人工制限酵素タンパク質 Cidofovir

EC50

IC50

( IC50/EC50 )比活性

< 20 pM

>> 1 mM

> 5 × 106 15 ~ 42*

1.9 ~ 6.3 mM (day 7)*63 ~ 159 mM (day 3)*

(*Oncol. Res. 10, 523-531, 1998)

N

N

OCH2PH(OH)2

OH

O

NH2

O

Sera, T., et al. PLOS ONE 8, e56633 (2013).

薬効を表す

14

岡山大学





製薬系

カネカ北農研

感染の防止


農作物

複製発病

発病せずウイルス複製

の阻害

人工DNA結合タンパク質

（AZP）

複製起点

ウイルスゲノム

人工DNA結合タンパク質（AZP）によるウイルス複製阻害

ウイルスゲノム

ウイルス複製タンパク質（Rep）

ウイルス複製タンパク質（Rep）

AZPによる植物へのウイルス耐病性の付与

ウイルスが増えるから

ウイルスが増えないので

16Sera, T., et al. J. Virol. 79, 2614−2619 (2005).

A: 感染させていない健康な野生型

B: 野生型

C: AZP発現形質転換体A

D: AZP発現形質転換体B

BSCTVを接種

Beet severe curly top virus (BSCTV)を接種

（接種後４週間経過）

AZP = 人工DNA結合タンパク質

植物への免疫の人工的付与に初めて成功！

Sera, T., et al. J. Virol. 79, 2614−2619 (2005).

A B C D

野生型は枯死！

開発した植物は健康そのもの！

17

小麦への遺伝子導入

耐病性小麦の創出

ウイルス耐性の評価

形質転換体

T0世代（葯）のGUS染色

GUS染色による発現確認

非形質転換体

マーカー選抜

遺伝子導入確認

T1種子取得

T0世代の生育

細胞の再分化

形質転換処理

カルス調製従来法

in planta形質転換法

遺伝子導入確認

T1種子取得

T0世代の生育

形質転換処理

アグロバクテリア処理

アグロバクテリア処理

３ヶ月

６ヶ月

形質転換効率<0.1%

形質転換効率10%

・高い導入効率・作製期間の短縮

20

岡山大学



抗インフルエンザ剤人工DNA結合蛋白質


製薬系

カネカ北農研

新規イムノクロマト法

精密機器系

感染の防止


岡山大学

畜産・農作物

１．RNAウイルスへの対象ウイルスの拡大全てのウイルスを標的に！

２．対動物を目的とした、抗インフルエンザ剤創出全ての抗ウイルス剤の作製を可能に！

３．農作物応用の第一弾：ウイルス耐病性小麦創出全てのウイルス耐病性農作物の創出を可能に！

４．農業現場で使えるコンパクト・高感度・簡便なモバイル検査システムを開発

ウイルスの検知を現場で簡便に！

ウイルス感染の早期発見

ウイルス感染の防止

DNAウイルスとRNAウイルス

23

１．ウイルス不活性化技術の産業化・国際化今までにない技術をもとにした産業創出産業化のうえで、新規性は「大」

→世界を先導する、「国際的技術研究組合」設立。（グローバルビジネスモデルのひとつに）

２．社会・経済への影響鳥インフルエンザ用の薬剤開発

全世界で数千億円規模の被害額の劇的減少ヒトへの応用による治療費削減

耐病性植物・穀物の創出全世界で億～兆円規模の被害額の劇的減少

使える・超小型・簡単な早期ウイルス検査システムの創出農林水産のIT化の先導例として、大きな基礎に。経済効果も「大」

わが国発という先導性と革新性の技術技術立国・日本としてのイニシアチブ復権と優位性確保

失われた観梅名所の回復など文化的・社会的復興 24

補完研究機関と密に連携し、共に事業達成=社会実装を成し遂げる。将来的に共に国際技術研究組合に参画頂き、わが国発の技術を持って、世界の農業・畜産現場の役に立つ！

・わが国唯一の植物系全国共同利用・研究拠点（植物遺伝資源・ストレス耐性）

・わが国第１位の光技術特許競争力・わが国屈指の医療技術ﾈｯﾄﾜｰｸ力・世界屈指の化学基礎・応用研究力・世界屈指の光技術力・世界屈指の創薬力と営業力・補完研究機関の強みの結集

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製薬系企業

精密機器系企業

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