あなたの想像を超えるNMR...次世代NMRワーキンググループは、NMRに触れることのなかった、あるいはその一部しか使ってこなかった科学者や技術者、さらにはその卵である学生のみなさんに、「NMRでこんなこともできるのか!」という体験を、より多く提供し、NMRがより身近な技術として、創造的な活動のなかで活用される未来を目指しています。

「NMRを学んで未来を創る」をコンセプトに、産学官・年齢・分野を問わずNMRに少しでも興味のある皆さんの参加を待つ定期的なワークショップの開催、NMRについてなら必要な情報がそこにあるホームページ、賛同いただけるNMRのエキスパートによる技術支援ネットワークの構築などを通じて、”ちょっとこれNMRでやってみるか”な未来を実現できればと考えています。

第二回ワークショップ参加申し込み

2021.7.6 NMR利用拠点の情報動画・資料追加

Team one
Team one
Team one

MENU

講習会・動画配信・解析方法の解説・解析ツールの配布などの活動を行っています。

Team one
Team one
Team one

第2回ワークショップ(蛋白研セミナー・TIAかけはし 共催)

生体系 NMR 法の最前線

基礎から学ぶ最新NMR解析法 –リモートNMR測定

オンライン開催2021年3月15日(月)、16日(火)

    出張に出にくい今こそ、リモートで溶液NMR測定を体験してみませんか?実は、溶液NMRはリモート測定に最も適した計測手法の一つです。試料管に溶液試料を封入し、装置にセットしてしまえば、あとは全てコンピュータ上で測定が進められます。

    今回の講習では、「サンプル持ち込み枠」を設けます。試料調製に必要な安定同位体試薬と一般的なタンパク質発現プロトコルはワークショップから提供します。安定同位体標識サンプルを調製していただき、ご自身のサンプルに対するNMR測定を行っていただきます。そこまではまだ進んでいないよという場合でも、タンパク質さえあれば、天然同位体比での測定ができます。

    「結晶化に取り組んでいるけど思うように進まない」、「他の分子との相互作用を見たい」、「構造解析に興味はあるがどこから進めればいいのかわからない」、「リモート測定に興味がある」、などなど…、そんな方はNMR測定の経験の有無に関わらず,ぜひご参加ください。私たちがコンサルティングを含めお手伝いします。
    持ち込みサンプルがある方もない方も、聴講のみを希望する方も、第1回ワークショップに参加した方もそうでない方も、みなさん歓迎します。

    プログラム

    1日目
    13:00-13:10 ご挨拶(阪大蛋白研・中川敦史 先生)


    13:10-14:00 イントロダクション(産総研・竹内恒)


    14:15-15:15 測定担当者による共用NMR拠点の紹介

    北海道大学・先端生命科学研究院・久米田博之先生
    理化学研究所・放射光科学研究センター・長島敏雄先生
    横浜市立大学・生命医科学研究科・栗田順一先生
    大阪大学蛋白質研究所・高磁場NMR分光学研究室・宮ノ入洋平先生
    大阪大学・大学院理学研究科・分析機器測定室・稲角直也先生

    15:30-16:30 リモート測定1―リモート測定による測定セットアップ

    サンプル提供: ProteinX         鴫 直樹先生(産総研) 
           SARS-Cov2タンパク質           竹内(産総研)
    北大拠点担当: 久米田博之 先生(北大)・齋尾智英(徳島大)
    産総研担当:  竹内 恒(産総研)

    16:45-17:30 リモート測定2-参加者からの試料の測定のセットアップ

    サンプル提供: 30K二量体タンパク質 金村進吾 先生(関西学院大)
             25K タンパク質   恵守未歩 先生(京都府大) 
    北大拠点担当: 久米田博之 先生(北海道大学)・齋尾智英(徳島大)
    阪大拠点担当: 宮ノ入洋平(阪大)
    産総研拠点担当:竹内 恒(産総研)
    理研拠点担当: 八木宏昌(理研)

    19:00-21:00 オンライン懇親会

    2日目
    9:00-9:20 リモート測定3-測定結果の共有

    北大拠点担当: 久米田博之 先生(北海道大)・齋尾智英(徳島大)
    阪大拠点担当: 宮ノ入洋平(阪大)
    産総研拠点担当:竹内 恒(産総研)
    理研拠点担当: 八木宏昌(理研)

    9:20-09:50 リモート測定4-アドバンス測定(InsightMRを用いた自動滴定実験)

    阪大拠点担当:宮ノ入洋平(阪大)

    10:00-10:45 講演1: NMRによるタンパク質間相互作用の解析

    東京大学・大学院総合文化研究科・新井宗仁先生

    10:45-11:30 講演2: 多様な構造生物学を駆使したオートファジー研究

    微生物化学研究所・構造生物学研究部・野田展生先生

    11:30-12:15 講演3: 高エネ機構・構造生物学研究センターの自動化の現状と将来

    高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所・千田俊哉先生

    12:30-12:45 リモート測定5-アドバンス測定結果

    (InsightMRを用いた自動滴定実験)
    大阪大学蛋白質研究所・宮ノ入洋平先生

    12:45-13:00 最後に

    大阪大学蛋白質研究所・宮ノ入洋平先生

    第2回ワークショップ終了のご挨拶

     この度は、蛋白研セミナー・TIAかけはし共催「生体系 NMR 法の最前線 基礎から学ぶ最新 NMR 解析法 – リモートNMR測定」にご参加いただき、大変ありがとうございました。年度末の慌ただしい時期にもかかわらず、90名の皆様から、ご参加登録をいただき ました。特に、大学生・大学院生の若い方々や、普段NMRに触れることの少ない研究者の皆様にもご参加いただき、大変盛況なセミナーとなりました。この場をお借りしまして、各拠点の先生方、ご講演の先生方に感謝申し上げます。特に、試料提供からリモート測定に至るまで、多大なご協力をいただきました産業技術総合研究所の鴫直樹先生、竹内恒先生、関西学院大学の金村進吾先生、京都府立大学の恵守未歩先生に、心よりお礼申し上げます。また、講習会準備を含め、多大な労力とお時間を費やしていただきました北海道大学の久米田博之先生に、感謝申し上げます。

     今回は、リモートNMR測定の講習を中心に紹介させていただきました。コロナ禍におきまして、皆様の研究活動にも大きな変化を余儀なくされた一年であったと思います。特に、他機関での実験装置の利用や共同研究の推進は、出張制限があるなか、頭を悩ませる問題であると思います。このような状況を少しでも解決すべく、オンラインミーティングの開催や実験装置の遠隔操作・自動測定の体制が整備されてきました。この体制は、単純にネットワーク環境を整備して装置の遠隔利用を可能にするだけでなく、利用者と装置管理責任者が 密に連携して、進めていくことが極めて重要になります。今回の講習では、北海道大学および大阪大学のNMR装置を用い、リモートシステムでのNMR実験を体験いただきましたが、NMR実験のエキスパートの利用のみならず、初心者の方も安心かつ理解を深めながら NMR実験に触れていただけるような企画を心がけました。NMR装置の共同利用拠点は、上記の2拠点以外にも、本セミナーでご紹介をいただきました理化学研究所、横浜市立大学、大阪大学理学部をはじめ、各所で形成されております。本講習会をきっかけに、各拠点のNMR装置のご利用をご検討いただけますと幸いです。
     講演の部におきましては、各先生方にNMRデータの解析方法、他の研究手法と統合したNMRの活用法および構造生物学研究における自動化・遠隔操作の実際につきましても、ご紹介いただきました。多くの皆様のご参加および活発な質疑応答を目の当たりにし、世話人としましては、実験装置の遠隔化・自動化は、新たな人と人とのつながりを簡便かつ強固に形成することができる、良い機会となることを改めて実感いたしました。本セミナーが、異分野の研究者同士の交流や新たな研究活動の展開、共同研究の活性化につながりますことを世話人一同、願っております。
     今回の講習・ご講演の大部分は、次世代NMRワーキンググループのHP(nextnmr.jp)にて公開を予定しております。特に、NMR共同利用に関し、各拠点の情報を掲載いたしますので、是非ご参考にしてください。また、本セミナー後のアンケートにお寄せいただきました質問に関しましても、一部につきましては、HPにて回答を掲載いたしますので、是非ご活用ください。そのほか、NMRに関するご質問などはHPの-NMR実験ホットライン-にて随時受け付けておりますので、お気兼ねなく、お問い合わせください。
     次回の次世代NMRワーキンググループ「基礎から学ぶ最新 NMR 解析法シリーズ」は、「試料調製」をテーマとして開催予定です。今回のセミナーでも取り上げられましたが、無細胞蛋白質合成系や、大腸菌等の蛋白質生合成系の最新情報、NMR実験以外にも応用できる安定同位体標識試料の調製法など、多くの皆様と意見交換できる会となるよう、企画を進めたいと思います。内容に関しては、皆様のご希望も取り入れたいと思いますので、是非ご意見をお寄せください。
     セミナーの形式、開催時期等の最新情報は、随時HPに掲載いたします。
     皆様のご参加を、心よりお待ちしております。

    2021年4月5日
    次世代NMRワーキンググループ
    世話人一同

    ワークショップアーカイブス

    第1回ワークショップ

    蛋白研セミナー 生体系 NMR 法の最前線
    基礎から学ぶ最新 NMR 解析法 – 構造解析の自動化
    2020年11月5日,6日開催

    講義映像・グループ演習結果(ワークショップ参加者のみ)

    第2回ワークショップ

    蛋白研セミナー・TIAかけはし共催
    基礎から学ぶ最新 NMR 解析法 – リモートNMR測定
    2021年3月15日,16日開催

    講義映像・グループ演習結果(ワークショップ参加者のみ)

    ツールダウンロード

    自動構造解析ソフト MagRO

    ワークショップで使用する構造解析ソフトMagROはPDBj-BMRBのサイトからダウンロードできます。

    サイトからダウンロード

    NMR測定簡易マニュアル

    大阪大学蛋白質研究所 NMR測定マニュアル

    ダウンロード

    北海道大学次世代物質生命科学研究センター NMR測定室

    サイトからダウンロード

    皆さまからのご質問への回答

    FAQコーナー

    このコーナーでは、本HPに寄せられたご質問や、過去のワークショップのアンケートから頂いたご質問・ご要望に対しまして、ワーキンググループメンバーからの回答、提案を紹介しております。

    リモートNMR測定において、各拠点の先生方が、標準的なコマンド以外に、便利なスクリプトを利用していました。独自に作成されたスクリプトに関しましては、作成者に直接問い合わせていただくことになります。「NMR共同利用拠点のご紹介」ページにて、各拠点の管理担当者にお問い合わせください。

    このことに関連しまして、北海道大学のNMR拠点管理者の久米田先生より、スクリプトに関する詳細なコメントやTipsの紹介などをまとめていただいております。ぜひ、下記のサイトをご参照ください。
    http://protein.pharm.hokudai.ac.jp/nmr2021/index.php?page=short

    また、バイオNMR実験用に作成されスクリプト集が一部公開されております。ご興味のある方は、下記URLをご参照ください。蛋白質主鎖・側鎖シグナル帰属用の実験セットアップやSOFAST/BEST NMR実験のセットアップが簡便にできるようなラインナップとなっております。

    ・スクリプトダウンロードサイト
    https://www.ibs.fr/research/scientific-output/software/pulse-sequence-tools/article/nmrlib-2-0-ibs-pulse-sequence-tools-for-bruker-spectrometers-4279?lang=f

    ・スクリプトに関する論文  
    https://doi.org/10.5194/mr-2020-25

     今後、より多くのユーザーの皆様に簡便に最適な実験をセットアップできるよう、本ワーキンググループからも、装置メーカに要望などをお伝えしていきたいと思います。

    各種NMR実験を行う上で、1Hの90°パルス長の決定は重要なパラメータとなります。このパラメータの決定方法ですが、手動でパルス長を変えながら360°パルスや180°パルスを確認することになります。Brukerのソフトウェアにおいても“gs”モードで、パルス長を手動で変えながら線形の変化をみて決定したり、“paropt”コマンドで指定した範囲内でパルス長を自動的に変化させてプロファイルをみる方法など複数の手法があります。さらには“pulsecal”コマンドを使用すれば、自身でパルス長やパルスパワーを指定しなくても自動的に1H 90°パルスを決定することもできます。どの手法が最適なのか、一概に示すことはできませんが、それぞれの手法の特徴を知っておくことが重要かと思います。

    “pulsecal”では、1H 90°パルスが自動で決定されるだけでなく、その値から水消し用のパルス等、対象の実験に必要なパルスパワー、 パルス長が自動的に設定され、すぐに実験をスタートすることができます。一方で、ブラックボックス化されてしまっており、最適な条件を満たしているのか、わかりにくいです。“paropt”や“gs”では、実際にプロファイルや線形を確認しながら決定することができます。さらに1H 90°パルス以外の、様々なパラメータについても、実測しながら個別に決定することができます。しかし、目的の実験に適用する際は、手動で入力することになるので、入力ミスなどが生じることもあります。

    例えば“pulsecal”で90°パルスを決定したのち、その値が妥当か否か、”paropt”や“gs”で実測して、確認する方法なども考えられます。これを機会に、自身で決定方法を工夫していただけるとよいかと思います。

    現在、世界的に猛威を奮っている新型コロナウイルス感染症に対し、様々なプロジェクトが進行している。関連蛋白質の構造解析は世界的に取り組まれており、2021年4月8日現在で、1,133個の立体構造情報がPDBに登録されている。

    COVID-19関連蛋白質の立体構造データベース
     
    これら情報をもとに、治療薬の開発などが期待されている。NMRを利用した構造動態解析、相互作用解析も、新薬開発において注目されており、第2回ワークショップにおきましても、SARS-CoV-2蛋白質を対象としたNMRスペクトルの測定も行われました。現在、下記サイトにてSARS-CoV-2蛋白質のNMRスペクトルが公開されております。今後、これら情報をもとにした創薬研究への展開が期待されております。

    SARS-CoV-2蛋白質のNMRスペクトル


    溶液NMR法は、動的な構造情報を原子分解能で観測することができるだけでなく、生体高分子が実際に働く細胞内での挙動も解析することができる優れた手法です。一方で、観測対象の分子量が大きくなると、シグナル感度が大幅に低減し、解析は困難を極めます。この問題を打破するために、超高磁場NMR装置や極低温プローブの開発やTROSY、CRINEPT法などが確立されてきました。さらに、試料に安定同位体標識技術についても、重水素化標識やメチル基特異的な安定同位体標識および立体整列同位体標識法などが開発されております。このほかにも常磁性金属を利用した構造情報、準安定構造情報の解析法など、様々な技術開発がなされてきました。現在、溶液NMR法による精密立体構造の解析という面では、実質的に分子量50-60kDaといったところが上限かもしれませんが、他の手法と組み合わせた構造情報の取得や、相互作用解析や動態解析といった研究に関しては、100 kDaを超えるような膜蛋白質や、600 kDaを超えるプロテアソーム、900 kDaのシャペロニン複合体などを対象とした例は、多数報告されております。

     1.2 GHz超高磁場NMR装置の開発や15N CRINEPT法、13C-19F TROSY法、動的核分極、超偏極NMR法など、今後のブレイクスルーに向けた技術も生まれており、今後さらなる高感度化や数MDaにおよぶ超分子複合体を対象としたNMR研究の発展が期待できます。次回以降のワークショップで、これらの展望など、皆様と議論できればと思います。

    北海道大学 次世代物質生命科学研究センター NMR測定室

    ホームページ

    [お問い合わせ等ご担当者] 久米田 博之 先生

    [電話番号]  011-706-9009

    [E-MAIL]  kumeta(あっとまーく)pharm.hokudai.ac.jp

      横浜市立大学 生命医科学研究科NMR装置群共用利用

      ホームページ

      [お問い合わせ等ご担当者] 栗田 順一 先生

      [E-MAIL]  nmropen(あっとまーく)yokohama-cu.ac.jp

        理化学研究所 横浜キャンパス NMR研究基盤

        ホームページ

        [お問い合わせ等ご担当者] 長島 敏雄 先生

        [E-MAIL]  nmrkaihou(あっとまーく)riken.jp

          大阪大学 蛋白質研究所 NMR装置群

          ホームページ
          施設紹介資料

          [お問い合わせ等ご担当者] 宮ノ入 洋平

          [電話番号]  06-6105-6078

          [E-MAIL]  kumeta(あっとまーく)pharm.hokudai.ac.jp

            大阪大学大学院理学研究科 分析機器測定室

            ホームページ
            施設紹介資料

            [お問い合わせ等ご担当者] 稲角 直也 先生

            [E-MAIL]  analysis(あっとまーく)tech.sci.osaka-u.ac.jp

              ワークショップ参加受付

              基礎から学ぶ最新NMR解析法
              リモートNMR測定
              2021年3月15日(月)、16日(火)


              個人情報の取り扱いについて

              代表挨拶

              竹内 恒

              次世代NMRワーキンググループのホームページにようこそお越しくださいました。代表を務めております産業技術総合研究所の竹内恒です。

              このワーキンググループは、これまでNMRに触れることのなかった皆さん、NMRについてある程度は知っているけれどもどう使うの?と考えている皆さんに、「NMRでこんなこともできるのか!」という体験をより多く提供し、NMRを身近な技術として活用いただける未来を目指し、発起人である徳島大学の齋尾智英さん、大阪大学の宮ノ入洋平さん、理化学研究所の八木宏昌さんとともに活動しております。

              タンパク質をはじめとする生体高分子の立体構造解析技術は、近年、急速な進歩をみせています。私が研究の世界に足を踏み入れた1990年代の後半には、何年かかっても難しいのでは?と思われたGPCRなど、非常に難しい膜蛋白質や極めて複雑な超分子複合体の立体構造情報が、条件さえそろえば、たちどころに明らかになる時代となりました。しかしながら、美しい立体構造が得られれば得られるほど、その精緻な立体構造情報を、より高度な生命現象の解明や革新的な創薬に繋げることへの難しさが意識されます。構造と機能をより直接的に結びつける新たな技術への期待が、これまで以上に高まっています。

              そもそも、生体高分子は柔軟に立体構造を変化させながら機能を発揮する特性を持っています。生体高分子が持つ幅広い時間領域にまたがる動的な構造は、生体に特有の環境において、様々な分子との相互作用を行うことで、遺伝情報をしてコードされた以上の機能的な広がりをもたらします。今後、このような生命現象の理解と応用を目指すサイエンスが進む先に、より生体内に近い環境や、究極的には細胞内や組織内で、タンパク質の動的構造解析が行われる未来が来ることでしょう。私たちは、このような状況において、多様な生理環境で、生体高分子の動的構造解析を行うことが可能なNMR技術は、ますます重要になると考えています。
              そこで、私たちは、少しとっつきにくかったNMR技術の有効性を、幅広い分野で研究をされている皆さんに実感してもらい、皆さんの研究の発展に活かしてもらいたい、そのような思いでこのワーキンググループを立ち上げました。定期的なワークショップの開催、充実したホームページ、NMR技術支援ネットワークの構築などを通じて、NMRをわかりやすくお伝えることで、皆さんとともに、サイエンスとNMRの新しい未来を創っていきたいと考えています。

              私たちはこのワーキンググループにあえて「次世代」という名前を付けました。これは、常に5年、10年先を見据え、バイオNMRに限らずNMRの新たな可能性を常に探求し続ける我々の活動が常に未来に向かって変化し続けていくこと、また、その際に、さらにその次を担うような若い人々を巻き込んでいきたいとの考えを表現するものです。是非とも、次世代のNMRの在り方を模索する我々の活動にご賛同いただくとともに、ワークショップへの参加などの活動を通じて、あたたかいご支援やご意見をいただき、「ちょっとNMRでもやってみるか」と気軽に思ってもらえる未来を、皆さんとともに作っていければと考えております。

              2020年10月5日 竹内 恒

              Login Form

              修了証発行にはログインが必要です

              パスワードを忘れましたか?

              次世代NMRワーキンググループ 参画グループ・協賛団体

              次世代NMRワーキンググループではともに活動する方々を募集しています。

              齋尾智英

              徳島大・先端酵素

              竹内恒

              産総研・細胞分子

              宮ノ入洋平

              阪大・蛋白研

              八木宏昌

              理研・BDR

              NMR実験ホットライン(お問い合わせ)

              相談内容を選択し、各項目をご記入ください
              返答は24時間以内に行い、相談内容は非公開で秘密は守られます。