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天然物創薬学分野(分野)(化学薬学領域)

荒井 雅吉教授

「アート作品のような多彩な化学構造の二次代謝産物を探し出し、それが生体内分子とどのような化学反応を起こして薬効を示すのかを解明する」、これをライフワークとしています。そして、これらの研究から「新しい薬の種」を生み出し、アカデミア創薬に繋げることを目標に研究を進めています。

研究テーマ

海洋薬用資源からの新規医薬シーズの探索

世界中の研究者により様々な疾患に対する病態解析が進められており、その成果が、学術論文や国内外の学会で報告されています。私たちは常にこのような最新の情報を取り入れ、がん、感染症など各種難治性疾患に有効な医薬シーズを見出すための評価系(スクリーニング系)構築を行い、独自に保有する海洋薬用資源ライブラリーから医薬シーズ探索を行なっています。

活性天然物の標的分子解析

発見した活性天然物を医薬リードとして展開していくためには、その作用機序や標的分子を明らかにする必要があります。また、標的分子解析は、新しい創薬標的の開拓へと繋がる重要な研究でもあります。私たちは、ケミカルバイオロジーやケミカルジェネティクスの手法を駆使して、見出した活性天然物の作用機序および標的分子解析を行なっています。

海洋薬用資源ライブラリーの拡張と高度化

私たちは、海外の大学や研究所と共同で、底生海洋生物の抽出エキスや海洋由来微生物の培養抽出物の作成とライブラリー化を進めています。さらに私たちは、海洋由来微生物の培養抽出物に含有される化合物の多様性拡張を目的に、通常の培養条件では発現しない、休眠している二次代謝産物生合成遺伝子を活性化する方法についても研究しています。

代表的な業績

Y. Sumii, K. Kamiya, T. Nakamura, K. Tanaka, T. Kaji, N. Kotoku, M. Arai, Structure activity relationship study of 3-(Phenethylamino)demethyl(oxy)aaptamine as an anti-dormant mycobacterial substance to create probe molecule for detecting target protein. Mar Drugs (2022) 20 (2), 98.

R. Tang, D. Zhou, A. Kimishima, A. Setiawan, M. Arai, Selective cytotoxicity of marine-derived fungal metabolite (3S,6S)-3,6-dibenzylpiperazine-2,5-dione against cancer cells adapted to nutrient starvation. J. Antibiot. (2020) 73 (12), 873-875.

R. Tang, A. Kimishima, R. Ishida, A. Setiawan, M. Arai, Selective cytotoxicity of epidithiodiketopiperazine DC1149B, produced by marine-derived Trichoderma lixii on the cancer cells adapted to glucose starvation. J. Nat. Med. (2020) 74 (1), 153-158.

T. Jomori, Y. Hara, M. Sasaoka, K. Harada, A. Setiawan, K. Hirata, A. Kimishima, M. Arai, Mycobacterium smegmatis alters the production of secondary metabolites by marine-derived Aspergillus niger. J. Nat. Med. (2020) 74 (1), 76-82.

T. Kawachi, S. Tanaka, A. Fukuda, Y. Sumii, A. Setiawan, N. Kotoku, M. Kobayashi, M. Arai, Target identification of the marine natural products dictyoceratin-A and -C as selective growth inhibitors in cancer cells adapted to hypoxic environments. Mar. Drugs (2019) 17(3), E163.