Biomolecular Engineering Lab / Member's Profile
概略

静岡県立大学 食品栄養科学部

食品生命科学科 生物分子工学研究室

 河 原 崎  泰 昌
(かわらさき やすあき)


TEL/FAX 054 - 264 - 5540
kawarsky@u-shizuoka-ken.ac.jp
(@を半角@にして送信して下さい)
portrait
職名
准教授
部屋番号
内線番号
5410
5540(教員室)
5548(実験室)
担当科目
  • バイオテクノロジー論
  • 食品科学概論(分担)
  • 遺伝子工学I
  • 遺伝子工学II
  • 学生実習(遺伝子工学)
  • 生物分子工学特論(大学院)
学歴・学位
  • 平成4年 名古屋大学農学部 農芸化学科 卒
  • 平成6年 名古屋大学大学院 農学研究科 前期課程修了 (修士)
  • 平成9年 名古屋大学大学院 農学研究科 後期課程修了 (博士)
  • 平成9年 博士(農学)
主な経歴
  • 平成9年 理化学研究所 基礎科学特別研究員
  • 平成10年 名古屋大学大学院生命農学研究科(助手)
    この間平成14〜16年テキサス大学オースティン校(博士研究員)
  • 平成18年〜 静岡県立大学(助教授)
  • 平成19年〜 静岡県立大学(准教授) 
所属学会
日本農芸化学会、日本分子生物学会、日本生物工学会、 コンビナトリアルバイオエンジニアリング研究会、酵素工学研究会、American Chemical Society
主な社会活動 平成11年〜 コンビナトリアルバイオエンジニアリン グ研究会幹事
平成17〜18年 日本農芸化学会中部支部幹事
平成22年〜 日本農芸化学会中部支部 連絡評議員
平成22年〜 日本生物工学会中部支部 委員
平成22年〜 バイオインダストリー協会トピックス委員
など
賞罰 日本生物工学会 JBB論文賞(平成16年)
専門分野 遺伝子工学、生物工学、分子生物工学
現在の研究テーマ
蛋白質・遺伝子の解析技術の開発
酵素の進化工学的機能改良
これまでの研究と
論文など
■無細胞蛋白質合成系を用いた組換え蛋白質の効率的生 産に関する基礎的研究

Nakano H., Tanaka T., Kawarasaki Y., and *Yamane T., An Increased Rate of Cell-free Protein Synthesis by Condensing Wheat-germ Extract with Ultrafiltration Membranes.  Biosci., Biotechnol. Biochem., 58, 631-634 (1994)

Kawarasaki Y., Nakano H., and *Yamane T., Prolonged Cell-free Protein Synthesis in a Batch System Using Wheat Germ Extract. Biosci. Biotechnol. Biochem., 58, 1911-1913 (1994)

*Yamane T., Kawarasaki Y., and Nakano H., In Vitro Protein Biosynthesis Using Ribosome and Foreign mRNA--An Approach to Construct a Protein Biosynthesizer.  Ann. NY Acad. Sci., 750, Enzyme Engineering XII, pp146-157 (1995)

Kawarasaki Y., Kawai T., Nakano H., and *Yamane T., A Long-lived Batch Reaction System of Cell-free Protein Synthesis. Anal.Biochem., 226, 320-324 (1995)

Nakano H., Tanaka T., Kawarasaki Y. and *Yamane T., Highly Productive Cell-free Protein Synthesis System Using Condensed Wheat-germ Extract, J. Biotechnol., 46, 275-282 (1996)

Kawarasaki Y., Nakano H., and *Yamane T., Purification and Some Properties of Wheat Germ Acid Phosphatases, Plant Science, 119, 67-77 (1996)

Nakano H., Kawarasaki Y., and *Yamane T., Recent Advances in Cell-free Protein Synthesis towards a Protein Biosynthesizer, Ann. NY. Acad.Sci., vol. 799 Enzyme Engineering XIII, pp 406-412 (1996)

Kawarasaki Y., Nakano H., and *Yamane T., Phosphatase-immunodepleted Cell-free Protein Synthesis System, J.Biotechnol., 61, 199-208 (1998)

〜さまざまな蛋白質を短時間で効率的につくるための“道具”である「無細胞蛋白質合成系」に磨きをかけてきました。長時間反応で蛋白質収量を増大させるに は何が必要なのか?を明らかにしてきました。学生時代(90年代)の時に行った研究 です。

■無細胞蛋白質合成系による難生産性蛋白質の生産や変異体ライブラリの機能スクリーニング

*Iwasaki Y., Nishiyama T., Kawarasaki Y., Nakano H., and Yamane T., Importance of Disulfide Bridge Formation on Folding of Phospholipase D from Streptomyces antibioticus, J.Biosci.Bioeng., 89, 506-508 (2000)

*Kawarasaki Y., Kasahara S., Kodera N., Shinbata T., Sekiguchi S., Nakano H., and Yamane T., A trimmed viral cap-independent translation enhancing sequence for a rapid in vitro gene expression, Biotechnol. Progr., 16, 517-521 (2000)

Rungpragayphan S., Kawarasaki S., Imaeda T., Kohda K., Nakano H., and *Yamane T., High-throughput, Cloning-independent Protein Library Construction by Combining Single-molecule DNA Amplification with in Vitro Expression, J. Mol. Biol., 318, 395-405, (2002)

*Kawarasaki Y., Yamada Y., Ichimori M., Shinbata T., Kohda K., Nakano H., Yamane T., Stabilization of affinity tagged recombinant protein during/after its expression in cell-free protein synthesis system using wheat-germ extract., J.Biosci. Bioeng., 95, 209-214 (2003)

Chen D., Kawarasaki Y., Nakano H., and *Yamane T., Cloning and in vitro and in vivo expressions of plant glutathione S-transferase Zeta class genes. J. Biosci. Bioeng., 95, 594-600 (2003)

〜無細胞蛋白質合成系をつかって、いろいろな蛋白質やその変異体を迅速に生産できるようにしてきました。できた蛋白質を安定に保つ、ということにも成功し ました。前任地の名古屋大学で学生さんや他の先生達と協力して進めた研究です。

■進化工学的手法を用いた蛋白質間相互作用領域の迅速同定法の開発

*Kawarasaki Y., Sasaki Y., Ikeuchi A., Yamamoto S. and Yamane T., A method for functional mapping of protein-protein binding domain by preferential amplification of the shortest amplicon using PCR, Anal. Biochem., 303, 34-41, (2002)

Ikeuchi A., Sasaki Y., *Kawarasaki Y., and Yamane T., Exhaustive identification of interaction domains using a high-throughput method based on two-hybrid screening and PCR-convergence: Molecular dissection of a kinetochore subunit Spc34p.  Nucl.Acid.Res., 31, 6953-6962, (2003)

〜我々の細胞内では、多くの蛋白質が他の分子と相互作用しながらその役割を果たします。その中でも蛋白質同士の相互作用に注目しています。特に関心をもっ ているのが、「蛋白質のどの部分が相手との相互作 用を行っているのか?」ということです。これを短い日数で正確に調べられる便利な方法を、第一著者の池内君が作って完成させました。宿主としてパン酵母 (出芽酵母)を使って調べていま す。酵母の培養液はとても良い香りがします。現在も、この方法を使って色々な蛋白質の相互作用領域を次々と決めています。

■進化工学的手法による機能改良に最適なライブラリ(キメラ遺伝子ライブラリ)の作成法

Ikeuchi A., *Kawarasaki Y., Shinbata T., and Yamane T., Chimeric Gene Library Construction by a Simple and Highly Versatile Method Using Recombination-Dependent Exponential Amplification. Biotechnol. Progr., 19, 1460-1467, (2003)

Kawarasaki Y., Griswold K.E., Stevenson J.D., Selzer T., Benkovic S.J., Iverson B.L., and *Georgiou G., Enhanced Crossover SCRATCHY: Construction and High-throughput Screening of a Combinatorial Library Containing Multiple Non-Homologous Crossovers. Nucl. Acid. Res., 31, e126, (2003)

「遺伝子のキメラ化」というのは、例えばABCDEFGHという配列の遺伝子と、abcdefghという配列の遺伝子を2つの「親遺伝子」として、 aBcdEFgHやABCDefGHなどの配列を持った「子遺伝子」を作り出すことです。バリエーションとしては、aBCDEFGH、AbCDEFGH、 ABcDEFGH・・AbcDEfgh・・・abcdefgHと何種類もできます。これらが蛋白質になったとき、それぞれの「親」とはちょっとずつ違った 性質を持つ ようになります。それらを丹念に探すと、「使い勝手のよい」蛋白質を見つけることができます。たとえば、熱安定性が高くなったもの(長時間の反応でもヘタ らな い)や、新しい化合物を分解できるようになったものなどが取れます。代表作がこれ(↓)です。

■進化工学的手法による酵素の機能改良

Griswold K.E., Kawarasaki Y., Ghoneim N., Benkovic S.J., Iverson B.L., and *Georgiou G., Evolution of Highly Active Enzymes by Homology-Independent Recombination, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 10082-10087 (2005)

グルタチオンーSートランスフェラーゼという細胞内の“解毒”を担っている蛋白質(酵素)があります。ヒトの酵素とラットの酵素の間でキメラ遺伝子ライブ ラリを作ってそれぞれの機能を調べ、新しい活性を持った変異体酵素を選びとりました。テキサス大で行った仕事です。Dr. Griswoldと一緒に行いました。

■その他、進化工学的手法を利用したゲノムスケール解析法の開発

Jeong K.J, Kawarasaki Y., Gam J., Harvey B.R., Iverson B.L., *Georgiou G.: Periplasmic fluorescent reporter protein and its application in high-throughput membrane protein topology analysis. J. Mol. Biol., 341, 901-9 (2004)

膜蛋白質は、細胞の内と外をつなぐ大事な蛋白質たちです。それぞれ特定の物質や栄養素を細胞の中に取り入れたり、外界からの刺激を細胞の中に伝えたりして います。多くの研究者にとって非常に魅力的な研究対象なのですが、DNA組換え技術を使っても解析に必要な量を得るのが難しいことが多い、とてもやっかい な蛋白質でもありま す。その膜蛋白質のどの部分が細胞の外で、どの部分が内側に配置されるのか、迅速に調べる方法を韓国出身のDr. Jeongと共に開発しました。これによって膜蛋白質の全体構造の概要がわかるようになり、機能類推がしやすくなりました。


Kojima T., Takei Y., Ohtsuka M., Kawarasaki Y., Yamane T., *Nakano T.: PCR amplification from single DNA molecules on magnetic beads in emulsion: application for high-throughput screening of transcription factor targets. Nucl. Acid. Res. 33, e150 (2005)

遺伝子はいつも働くわけではありません。必要な遺伝子群が、必要なときに、必要なだけ転写され、翻訳されて蛋白質になって働きます。数々のDNA結合蛋白 質(転写因子)は、遺伝子の近くの特別な領域の配列を見分け、そこに結合してその遺伝子の転写を制御する蛋白質です。ある転写因子は一つの遺伝子だけを制 御しているとは限りません。他の場所でも意外な遺伝子を制御している可能性があります。この論文で第一著者の児島君は、一つのゲノムDNA断片を一つの磁 気ビーズ上に「生やす」技術を開発しました。この技術で、数万〜数百万以上のビーズに一気に別々のゲノムDNA断片を「生やす」ことができるようになりま した。ゲノムDNAが生えたビーズを一カ所にまとめ、ある転写因子を振り掛け、それがくっついたビーズを選ぶというやりかたで、転写因子の結合領域 をゲノムスケールで拾ってくるこれるようになりました。


論文リスト中、*はCorresponding author を示す

その他の著書
  •  山根恒夫, 中野秀雄, 河原崎泰昌 「無細胞たんぱく質合成」ケミカルエンジニヤリング 43巻 198-206(1998)

  • 河原崎泰昌、中野秀雄、山根恒夫 生物化学実験法43遺伝子発現研究法 250-257(2000)

  • 河原崎泰昌、山根恒夫 「高効率化の進む最近の生体外遺伝子発現系」化学と生物 38巻 220-222(2000)

  • 中野秀雄、河原崎泰昌、岩崎雄吾、山根恒夫 「無細胞蛋白質合成系による微生物酵素の合成およびコンビナトリアルライブラリーへ の応用」 酵素工学ニュース 第44号 P15-21 (2000)

  • 河原崎泰昌、中野秀雄、山根恒夫 「無細胞タンパク質合成系を用いたコンビナトリアルバイオエンジニアリング」生物工学会誌 第 79巻第9号360-363(2001)

  • 中野秀雄、河原崎泰昌、山根恒夫 「無細胞タンパク質合成系の進歩と応用」現代化学 第370号(2002年1月号)66-72 (2002)

  • 河原崎泰昌、山根恒夫 「PCR法による生体組織からの遺伝子増幅」生物工学実験書、日本生物工学会編 培風館 (2002)

  • 河原崎泰昌、池内暁紀、新畑智也、山根恒夫 第8章3「遺伝子のキメラ化によるライブラリ創製」(pp242-251)「コンビ ナトリアル・バイオエンジニアリングの最前線」 植田充美 監修、シーエムシー出版(2004)

  •  池内暁紀、河原崎泰昌、山根恒夫 「蛋白質相互作用領域の迅速同定:コンビバイオで開拓する機能ゲノム科学」、「コ ンビナトリアル・バイオエンジニアリングの最前線」第14章 (pp336-345)。植田充美 監修、シーエムシー出版(2004)

  • 河原崎泰昌、山田恭裕、市森真紀、新畑智也、幸田勝典、中野秀雄、山根恒夫 「Stabilization of Affinity-Tagged Recombinant Protein during/after its Production in a Cell-free System using Wheat-germ Extract (小麦胚芽無細胞タンパク質合成系で生産されるタグ付き組換えタンパク質の安定化)」日本生物工学会 会誌、第83巻3号、P135 (2005)

  • 「ナノバイオ辞典」山根恒夫・松永是監修、テクノシステム 2006(執筆分担)

  •  Hideo Nakano, Yasuaki Kawarasaki, and Tsuneo Yamane: Cell-free protein synthesis systems: Increasing their performance and applications. Advances in Biochemical Engineering/ Biotechnology, 90, Recent Progress of Biochemical and Biomedical Engineering in Japan I., ed. by Takeshi Kobayashi, Chapter 6(pp. 135-149), Springer-Verlag Berlin & Heidelberg (2004).

  • 池内暁紀、河原崎泰昌 「タンパク質相互作用を標的とするペプチドドラッグ」化学と生物、第45巻3号、p152-154 (2007)

  • Zhao M., Zhou L., Kawarasaki Y., and Georgiou G.*: Regulation of RraA, a protein of RNase E-mediated RNA decay., J. Bacteriol., 188, 3257-3263, (2006)

  • Tullman-Ercek D., DeLisa M.P., Kawarasaki Y., Iranpour P., Ribnicky B., Palmer T., and Georgiou G., J. Biol. Chem., 282, 8309-8319 (2007)
特許など
短小化キャップ非依存性翻訳促進配列(TE(37- 65))
出願日:平成11年2月5日
番号: 特願平11−028142
名称: 「タンパク質の合成方法」
出願人: 日本製粉(株)
 発明者: 山根恒夫、中野秀雄、河原崎泰昌、関口哲

キメラ遺伝子の作成方法
 番号:特2002-243025 
 名称:「キメラ遺伝子の作成方法」
 出願人:日本製粉(株)
 発明者:池内暁紀、河原崎泰昌、山根恒夫
シンポジウムや
国際学会での発表

 中野秀雄、河原崎泰昌、岩崎雄吾、山根恒 夫「無細胞タンパク質合成系とPCRによるタンパク質分子ライブラリーのin vitro構築法」 第1回 コンビナトリアル・バイオエンジニアリング シンポジウム ム新バイオ分子と機能の創出をめざして−(大阪)2001年1月

河原崎泰昌、中野秀雄、山根恒夫「小麦胚芽由来無細胞蛋白質合成系を用いた遺伝子産物のハイスループットスクリーニング法」 第1回 コンビナトリアル・ バイオエンジニアリング シンポジウム ム新バイオ分子と機能の創出をめざして−(東京)2001年1月

 山根恒夫、中野秀雄、河原崎泰昌、岩崎雄吾「無細胞系によるコンビナトリアルライブラリー構築法の開発と応用」 日本農芸化学会 2001年 度年会(京都) 2001年3月

河原崎泰昌 池内暁紀 山根恒夫 ゲノムワイドな遺伝子機能解析にコンビバイオ技術で挑む〜進化工学的手法を用いた蛋白質相互作用ドメインの迅速同定 コ ンビバイオ・ナノバイオ ジョイントシンポジウム 平成17年1月 大阪府立大学

Tsuneo Yamane, Yasuaki Kawarasaki and Hideo Nakano,「in vitro Protein Biosynthesis Using Ribosome and Foreign mRNA」Enzyme Engineering XII Conference (Deauville, France) Sep. 1993

Yasuaki Kawarasaki, Hideo Nakano and Tsuneo Yamane「Improved Cell-free Translation System Using Wheat Germ Extract」INTERNATIONAL BIO SYMPOSIUM, 95 NAGOYA  (Nagoya, Japan) Jan. 1995.

Hideo Nakano, Yasuaki Kawarasaki and Tsuneo Yamane「Recent advances in cell-free protein synthesis towards a protein synthesizer」 Enzyme Engineering XIII Conference (San Diego, USA) Oct. 1995

Hideo Nakano, Yasuaki Kawarasaki, Yugo Iwasaki, and Tsuneo Yamane, High Throughput Construction and Screening of Protein Libraries by Cell-free Systems, The 6th world multi conference on systemics, cybernetics and informatics Sci 2002, July14-18, 2002, Orland, FL, USA

Tullman D., DeLisa M. P., Kawarasaki Y., and Georgiou G., Genome-wide analysis of protein export via the Tat pathway in Escherichia coli. Annual Meeting of American Chemical Society, March 2003 (New Orleans)

Griswold K. E., Kawarasaki Y., Selzer T., Stevenson J. D., Benkovic S., Iverson B. L., and Georgiou G., Flow cytometric screening of chimeric glutathione transferase libraries expressed in Escherichia coli . Annual Meeting of American Chemical Society, March 2003 (New Orleans)

Kawarasaki Y., Ikeuchi A., Shinbata T., and Yamane T., CHIMERIC GENE LIBRARY CONSTRUCTION BY A NOVEL METHOD USING RECOMBINATION-DEPENDENT EXPONENTIAL AMPLIFICATION. Enzyme Engineering XVII Nov. 2003 (Santa Fe, New Mexico)

Zhao M., Kawarasaki Y., and Georgiou G., Regulation of Escherichia coli rraA, a gene encoding an inhibitor of RNA processing by RnaseE. American Society for microbiology 104th general meeting, May 2004 (New Orleans, Louisiana)

Jeong K.J., Kawarasaki Y., Gam J.S., Harvey B.R., Iverson B.L., and Georgiou G., Development of new periplasmic fluorescent reporter protein and its application in high-throughput membrane protein topology analysis., Annual meeting, American Institute of Chemical Engineering, Nov. 2004, Austin, Texas

Eva-Maria Strauch, Matthew DeLisa, Yasuaki Kawarasaki, Anil Katamreddy, and George Georgiou, Towards functional genomics: A novel two-hybrid system using the Tat machinery, 229th American Chemical Society Annual meeting, March 2005 at San Diego (CA, USA)

Karl E. Griswold, Yasuaki Kawarasaki, Nada Ghoneim, Stephen J. Benkovic, and George Georgiou, Enzyme humanization and the creation of novel enzymes by combinatorial non-homologous recombination, 229th American Chemical Society Annual meeting, March 2005 at San Diego (CA, USA)

Meng Zhao, Yasuaki Kawarasaki, and George Georgiou, Identification and characterization of the regulatory system for the expression of RNase E inhibitors, 229th American Chemical Society Annual meeting, March 2005 at San Diego (CA, USA)



昨年のバイオテクノロジー論(学部1年生対象、1単位)では、こんな講義をしました。