2021/06/14 更新

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ニシグチ トモキ
西口 知輝
NISHIGUCHI Tomoki
所属
教育研究院 医歯学系 特任助教
医学部 特任助教
医歯学総合研究科 特任助教
職名
特任助教
外部リンク

学位

  • 修士(理学) ( 2015年3月   東京大学 )

  • 学士(理学) ( 2013年3月   東京大学 )

経歴

  • 新潟大学   医学部   特任助教

    2020年4月 - 現在

  • 新潟大学   教育研究院 医歯学系   特任助教

    2020年4月 - 現在

  • 新潟大学   医歯学総合研究科   特任助教

    2020年4月 - 現在

学歴

  • 東京大学   大学院理学系研究科   化学専攻

    2013年4月 - 2020年3月

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    国名: 日本国

    備考: 分析化学研究室

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論文

  • Synergetic Roles of Formyl Peptide Receptor 1 Oligomerization in Ligand-Induced Signal Transduction. 査読 国際誌

    Tomoki Nishiguchi, Hideaki Yoshimura, Rinshi S Kasai, Takahiro K Fujiwara, Takeaki Ozawa

    ACS chemical biology15 ( 9 ) 2577 - 2587   2020年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    G protein-coupled receptors (GPCRs) transduce extracellular signals into cells by interacting with G proteins and arrestins. Emerging evidence suggests that GPCRs on the plasma membrane are in a dynamic equilibrium among monomers, dimers, and larger oligomers. Nevertheless, the role of the oligomer formation in the GPCR signal transduction remains unclear. Using multicolor single-molecule live-cell imaging, we show a dynamic interconversion between small and large oligomer states of a chemoattractant GPCR, Formyl Peptide Receptor 1 (FPR1), and its binding affinity with G protein. Full agonist stimulation increased a fraction of large FPR1 oligomers, which allowed for prolonged FPR1-G protein interaction. The G protein interaction with FPR1 was most stabilized at the full agonist-bound large FPR1 oligomers. Based on these results, we propose that G protein-mediated signal transduction may be regulated synergistically by the ligand-binding and FPR1 oligomerization. Cooperative signal control induced by receptor oligomerization is anticipated as a target for drug discovery.

    DOI: 10.1021/acschembio.0c00631

    PubMed

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  • Optogenetic interrogation reveals separable G-protein-dependent and -independent signalling linking G-protein-coupled receptors to the circadian oscillator. 査読 国際誌

    Helena J Bailes, Nina Milosavljevic, Ling-Yu Zhuang, Elliot J Gerrard, Tomoki Nishiguchi, Takeaki Ozawa, Robert J Lucas

    BMC biology15 ( 1 ) 40 - 40   2017年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND: Endogenous circadian oscillators distributed across the mammalian body are synchronised among themselves and with external time via a variety of signalling molecules, some of which interact with G-protein-coupled receptors (GPCRs). GPCRs can regulate cell physiology via pathways originating with heterotrimeric G-proteins or β-arrestins. We applied an optogenetic approach to determine the contribution of these two signalling modes on circadian phase. RESULTS: We employed a photopigment (JellyOp) that activates Gαs signalling with better selectivity and higher sensitivity than available alternatives, and a point mutant of this pigment (F112A) biased towards β-arrestin signalling. When expressed in fibroblasts, both native JellyOp and the F112A arrestin-biased mutant drove light-dependent phase resetting in the circadian clock. Shifts induced by the two opsins differed in their circadian phase dependence and the degree to which they were associated with clock gene induction. CONCLUSIONS: Our data imply separable G-protein and arrestin inputs to the mammalian circadian clock and establish a pair of optogenetic tools suitable for manipulating Gαs- and β-arrestin-biased signalling in live cells.

    DOI: 10.1186/s12915-017-0380-8

    PubMed

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  • Development of red-shifted mutants derived from luciferase of Brazilian click beetle Pyrearinus termitilluminans. 査読 国際誌

    Tomoki Nishiguchi, Toshimichi Yamada, Yusuke Nasu, Mashiho Ito, Hideaki Yoshimura, Takeaki Ozawa

    Journal of biomedical optics20 ( 10 ) 101205 - 101205   2015年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Luciferase, a bioluminescent protein, has been used as an analytical tool to visualize intracellular phenomena. Luciferase with red light emission is particularly useful for bioluminescence imaging because of its high transmittance in mammalian tissues. However, the luminescence intensity of existing luciferases with their emission over 600 nm is insufficient for imaging studies because of their weak intensities. We developed mutants of Emerald luciferase (Eluc) from Brazilian click beetle (Pyrearinus termitilluminans), which emits the strongest bioluminescence among beetle luciferases. We successively introduced four amino acid mutations into the luciferase based on a predicted structure of Eluc using homology modeling. Results showed that quadruple mutations R214K/H241K/S246H/H347A into the beetle luciferase emit luminescence with emission maximum at 626 nm, 88-nm red-shift from the wild-type luciferase. This mutant luciferase is anticipated for application in in vivo multicolor imaging in living samples.

    DOI: 10.1117/1.JBO.20.10.101205

    PubMed

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受賞

  • 最優秀ポスター賞

    2018年11月   JSPS創造機能科学第116委員会   蛍光顕微鏡を使用したリガンド誘導タンパク質間相互作用の生細胞内一分子検出

    西口知輝, 吉村英哲, 小澤岳昌

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  • 若手ポスター賞

    2018年5月   日本分析化学会   生細胞内におけるGPCR活性化状態と多量体形成状態の同時評価法の開発

    西口知輝, 吉村英哲, 小澤岳昌

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 非古典的リガンド存在下における活性化Gタンパク質の定量解析

    研究課題/領域番号:17J06089  2017年04月 - 2019年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    西口 知輝

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    配分額:1700000円 ( 直接経費:1700000円 )

    昨年度までの研究で、Gタンパク質共役型受容体(GPCR)とGタンパク質との相互作用を一分子レベルで検出する顕微鏡観察法を確立した。今年度は、確立した手法で得られる二つの情報(GPCR複合体形成とGPCR-Gタンパク質相互作用時間)が、GPCRの活性化状態とどのような相関にあるのかを明らかにした。まず、GPCRに対する様々なリガンド(作動薬、阻害剤)を添加した際の応答を測定、評価した。さらに、リガンド-GPCR-Gタンパク質の三分子間相互作用の有無を観察した。その結果、GPCR複合体-Gタンパク質相互作用時間が膜上に存在する各GPCRの活性化状態を定量評価する指標になり得ることが明らかになった。
    まず、作動薬だけでなく一部の阻害剤を添加した際に、GPCR複合体形成は進行した。一方で、複合体を形成したGPCRに対するGタンパク質相互作用時間は、作動薬を加えた場合にのみ有意に増加した。すなわち、GPCR複合体-Gタンパク質相互作用時間がGPCRの活性化状態と密接に関連することが示された。さらに、リガンドが結合したGPCRだけを調べたところ、同様にGPCR複合体-Gタンパク質相互作用の安定化が見られた。したがって、活性化状態にあるGPCRは、リガンド-GPCR複合体-Gタンパク質という構造を安定化させていることが明らかになった。この結果は、活性化状態にあるGPCRを、Gタンパク質との相互作用時間をもとにして一分子レベルで検出することが可能であることを示唆する。
    本研究で得られた結果は予想とは異なり、バイアスを持たない作動薬においてもGPCRが均一には活性化されず、複合体形成状態に応じて異なる活性化を持つ可能性があることを示す。この不均一なGPCRの活性化が、どのように生理現象に関わっているのかを明らかにする点が今後の課題である。

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