中尾 洋一 (ナカオ ヨウイチ)

写真a

所属

理工学術院 先進理工学部

職名

教授

ホームページ

http://www.chem.waseda.ac.jp/nakao/

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院先進理工学研究科

  • 附属機関・学校   グローバルエデュケーションセンター

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学歴 【 表示 / 非表示

  • 1991年04月
    -
    1994年03月

    東京大学   大学院農学系研究科   水産学専攻・博士課程  

  • 1989年04月
    -
    1991年03月

    東京大学   大学院農学系研究科   水産学専攻・修士課程  

  • 1985年04月
    -
    1989年03月

    東京大学   農学部   水産学科  

学位 【 表示 / 非表示

  • 東京大学   博士(農学)

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2012年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   理工学術院   教授

  • 2007年04月
    -
    2012年03月

    早稲田大学   理工学術院   准教授

  • 2004年
    -
    2007年03月

    東京大学   大学院農学生命科学研究科   講師

  • 1996年06月
    -
    2004年

    東京大学   大学院農学生命科学研究科   助手

  • 1994年07月
    -
    1996年09月

    University of Hawai'i

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 1995年
    -
    継続中

    アメリカ化学会

  •  
     
     

    日本バイオインフォマティクス学会

  •  
     
     

    日本寄生虫学会

  •  
     
     

    日本生物工学会

  •  
     
     

    日本化学会

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研究分野 【 表示 / 非表示

  • 食品科学   機能性食品化学

  • 生物有機化学   天然物化学、ケミカルバイオロジー

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 機能性食品化学

  • 幹細胞分化制御

  • エピジェネティクス

  • 天然物化学

  • ケミカルバイオロジー

論文 【 表示 / 非表示

  • Efficient biallelic knock-in in mouse embryonic stem cells by in vivo-linearization of donor and transient inhibition of DNA Polymerase θ/DNA-PK

    Daisuke Arai, Yoichi Nakao

       2021年05月

     概要を見る

    CRISPR/Cas9-mediated homology-directed repair (HDR) is used for error-free targeted knock-in of foreign donor DNA. However, the low efficiency of HDR-mediated knock-in hinders establishment of knock-in clones. Double-strand breaks (DSBs) induced by CRISPR/Cas9 are preferentially repaired by non-homologous end joining (NHEJ) or microhomology-mediated end joining (MMEJ) before HDR can occur, thereby preventing HDR-mediated knock-in. NHEJ/MMEJ also cause random integrations, which give rise to false-positive knock-in events, or silently disrupt the genome. In this study, we optimized an HDR-mediated knock-in method for mouse embryonic stem cells (mESCs). We succeeded in improving efficiency of HDR-mediated knock-in of a plasmid donor while almost completely suppressing NHEJ/MMEJ-based integration by combining in vivo-linearization of the donor plasmid, transient knockdown of DNA Polymerase θ, and chemical inhibition of DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) by M3814. This method also dramatically improved the efficiency of biallelic knock-in; at the Rosa26a locus, 95% of HDR-mediated knock-in clones were biallelic. We designate this method BiPoD (Biallelic knock-in assisted by Pol θ and DNA-PK inhibition). BiPoD achieved simultaneous efficient biallelic knock-in into two loci. BiPoD, therefore, enables rapid and easy establishment of biallelic knock-in mESC lines.

    DOI

  • Disrupting tumor onset and growth via selective cell tagging (SeCT) therapy.

    Kenward Vong, Tsuyoshi Tahara, Sayaka Urano, Igor Nasibullin, Kazuki Tsubokura, Yoichi Nakao, Almira Kurbangalieva, Hirotaka Onoe, Yasuyoshi Watanabe, Katsunori Tanaka

    Science advances   7 ( 17 )  2021年04月  [国際誌]

     概要を見る

    This study presents the early framework of selective cell tagging (SeCT) therapy, which is the concept of preferentially labeling specific cells in vivo with chemical moieties that can elicit a therapeutic response. Using glycosylated artificial metalloenzyme (GArM)-based protein labeling, this study reports two separate functional strategies. In one approach, early tumor onset can be suppressed by tagging cancer cells in living mice with an integrin-blocking cyclic-Arg-Gly-Asp (cRGD) moiety, thereby disrupting cell adhesion onto the extracellular matrix. In another approach, tumor growth in mice can be reduced by tagging with a cytotoxic doxorubicin moiety. Subsequent cell death occurs following internalization and drug release. Overall, experiments have shown that mouse populations receiving the mixture of SeCT labeling reagents exhibited a significant delay/reduction in tumor onset and growth compared with controls. Highlighting its adaptability, this work represents a foundational step for further development of SeCT therapy and its potential therapeutic applications.

    DOI PubMed

  • Small-Scale Preparation of Fluorescently Labeled Chemical Probes from Marine Cyclic Peptides, Kapakahines A and F

    Rie Kamihira, Yoichi Nakao

    Marine Drugs   19 ( 2 ) 76 - 76  2021年01月  [査読有り]  [招待有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

     概要を見る

    A number of bioactive marine natural products have been isolated so far, but it is still difficult to disclose their modes of action. In this study, we prepared fluorescently labeled chemical probes from the cytotoxic marine cyclic peptides kapakahines A (1) and F (2) to visualize their localization as the first step of the study of their modes of action. We used fluorescent dyes 3a or 3a/b (a 1:1 mixture of 3a and 3b) whose terminal N-hydroxysuccinimide (NHS) group can react with the free amino groups of kapakahines. The fluorescently labeled kapakahine A (Kap A-5-FL, 5a) stained P388 murine leukemia cells and HeLa human cervical cancer cells, while cells treated with fluorescently labeled kapakahine F (Kap F-5-FL, 6a) only weakly stained them. Further analysis of the confocal images of the stained cells with higher magnification (×100) indicated the localization of Kap A-5-FL (5a) in the cells. In this paper, we report the small-scale preparation and a new delivery method of fluorescent probes, as well as the application of these procedures to cell staining.

    DOI

  • Histone modification dynamics as revealed by multicolor immunofluorescence-based single-cell analysis

    Yoko Hayashi-Takanaka, Yuto Kina, Fumiaki Nakamura, Leontine E. Becking, Yoichi Nakao, Takahiro Nagase, Naohito Nozaki, Hiroshi Kimura

    Journal of Cell Science   133 ( 14 ) jcs243444 - jcs243444  2020年07月  [国際誌]

     概要を見る

    <title>ABSTRACT</title>Post-translational modifications on histones can be stable epigenetic marks or transient signals that can occur in response to internal and external stimuli. Levels of histone modifications fluctuate during the cell cycle and vary among different cell types. Here, we describe a simple system to monitor the levels of multiple histone modifications in single cells by multicolor immunofluorescence using directly labeled modification-specific antibodies. We analyzed histone H3 and H4 modifications during the cell cycle. Levels of active marks, such as acetylation and H3K4 methylation, were increased during the S phase, in association with chromatin duplication. By contrast, levels of some repressive modifications gradually increased during G2 and the next G1 phases. We applied this method to validate the target modifications of various histone demethylases in cells using a transient overexpression system. In extracts of marine organisms, we also screened chemical compounds that affect histone modifications and identified psammaplin A, which was previously reported to inhibit histone deacetylases. Thus, the method presented here is a powerful and convenient tool for analyzing the changes in histone modifications.

    DOI PubMed

  • Combinatorial Effects of Soluble, Insoluble, and Organic Extracts from Jerusalem Artichokes on Gut Microbiota in Mice

    Hiroyuki Sasaki, Yijin Lyu, Yuki Nakayama, Fumiaki Nakamura, Aya Watanabe, Hiroki Miyakawa, Yoichi Nakao, Shigenobu Shibata

    Microorganisms   8 ( 6 ) 954 - 954  2020年06月  [国際誌]

     概要を見る

    Jerusalem artichokes contain high amounts of inulin, which is a prebiotic that supports digestive health, as well as a variety of insoluble fibers and caffeoylquinic acid. The individual impact of these components on gut microbiota is well known; however, the combinatorial effects are less clear. In this investigation, we fractionated Jerusalem artichokes into three parts (water-soluble extract, insoluble extract, and organic extract) and powdered them. Mice were fed a high-fat diet that included one or more of these extracts for 10 days, and then their cecal pH, cecal short-chain fatty acids (SCFAs), and fecal microbiota were evaluated. The combination of the water-soluble and organic extract decreased cecal pH and increased the concentration of SCFAs and led to dynamic changes in the composition of the gut microbiota. These results demonstrate that both the water-soluble and organic extracts in Jerusalem artichokes are bioactive substances that are capable of changing SCFA production and the composition of gut microbiota. Powdered Jerusalem artichokes, rather than inulin supplements, may be superior for promoting a healthy gut.

    DOI PubMed

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 理工系のための一般化学

    柴田, 高範, 石原, 浩二, 井村, 考平, 鹿又, 宣弘, 寺田, 泰比古, 中井, 浩巳, 中尾, 洋一, 中田, 雅久, 古川, 行夫, 山口, 正( 担当: 分担執筆,  担当範囲: pp 174-184)

    東京化学同人  2021年01月 ISBN: 9784807909940

  • Handbook of marine natural products

    中尾洋一, 伏谷伸宏( 担当: 分担執筆,  担当範囲: pp 1145-1229)

    2012年04月 ISBN: 9789048138333

  • マリンバイオテクノロジーの新潮流

    児玉公一郎, 中尾洋一( 担当: 分担執筆,  担当範囲: pp 74-92)

    シーエムシー出版  2011年11月 ISBN: 9784781304533

  • マリンバイオテクノロジー : 海洋生物成分の有効利用

    中尾洋一( 担当: 分担執筆,  担当範囲: pp 82-96)

    シーエムシー出版  2010年09月 ISBN: 9784781302676

  • Comprehensive natural products II : chemistry and biology

    ( 担当: 分担執筆,  担当範囲: pp 327-362)

    2010年05月 ISBN: 9780080453811

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Misc 【 表示 / 非表示

  • Efficient Synthesis of Marine Alkaloid Ageladine A and its Structural Modification for Exploring New Biological Activity

    Takayuki Iwata, Koichi Fukase, Yoichi Nakao, Katsunori Tanaka

    JOURNAL OF SYNTHETIC ORGANIC CHEMISTRY JAPAN   78 ( 1 ) 55 - 63  2020年01月

    書評論文,書評,文献紹介等  

     概要を見る

    Natural products have been regarded as a pivotal source for biological active compounds. In addition, structural modification of natural products has been simultaneously received much attention because these modified natural products would show not only enhanced activity and selectivity, but possibly also an entirely distinct bioactivity from those of the parent natural products. We describe herein a series of study on structual modification of ageladine A for exploring new biological activity. Ageladine A was isolated from the marine sponge Agelas nakamurai as an antiangiogenic compound. Based on total syntheses of this alkalod, its structual modifications were caned out as a part of SAR study, which revealed that a pyridine derivative shows a more potent activity. More recently, we have developed an efficient bio-inspired cascade reaction for the synthesis of ageladine A. The cascade reaction involves an aza-electrocyclization and a novel 2-aminoimidazole formation that is modeled after a post-translational modification of arginine residue in protein. Employing the cascade reaction, ageladine A and its N1-substituted analogues were efficiently synthesized in one-pot fashion from anilines or guanidines. In addition, it was found that some analogs showed significant activity on modulating neuronal differentiation. Namely, these analogs selectively activate or inhibit the differentiation of neural stem cells to neurons, while negligible in astrocyte differentiation. The series of study represent a successful case in altering native bioactivity of natural products by structural modification.

  • 海洋微生物共生系を支えるメカニズムの理解にむけた海洋天然化合物プロファイルの解析

    町田光史, 親泊安基, 中尾洋一

      97 ( 9 ) 563 - 567  2019年  [招待有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

  • 時計遺伝子Per2の発現周期やマウス行動周期に対する遠志の影響について

    原口敦嗣, 中村文彬, 阿部真太郎, 中尾洋一, 柴田重信

    日本薬学会年会要旨集(CD-ROM)   138th  2018年

    J-GLOBAL

  • 機能性物質増強味噌の試醸と増強方法の検討

    今崎眞司, 林田眞二郎, 松田茂樹, 嶋川淳, 中村文彬, 新井大祐, 加藤妙子, 中野京子, 大池昶威, 中尾洋一

    中央味噌研究所研究報告   39   36 - 42  2018年  [招待有り]

  • 味噌に含有する抗ストレス物質の探索及びFAEE高含有みその製法について

    松原英祐, 本多芳孝, 嶋川淳, 新井大祐, 中村文彬, 加藤妙子, 中野京子, 大池昶威, 中尾洋一, 一条範好, 今崎眞司, 小林玲, 本田茂俊, 林田眞二郎, 山田勝男, 上畑裕

    中央味噌研究所研究報告   38   34 - 38  2017年  [招待有り]

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産業財産権 【 表示 / 非表示

  • アミノ酸含有海塩及びその製造方法

    新井章吾, 重岡敬之, 吉村博, 鳥居文子, 中尾洋一, 坂本匠

    特許権

  • アミノ酸含有海塩及びその製造方法

    新井章吾, 重岡敬之, 吉村博, 中尾洋一

    特許権

  • アストロサイト分化促進用組成物

    中尾 洋一, 伏谷 伸宏, 新井 大祐, 川村 緑

    特許権

  • フェルラ酸誘導体含有組成物及びその製造方法

    中村 文彬, 中尾 洋一, 塩田 邦郎, 新井 大祐

    特許権

  • 白血病幹細胞のニッチ形成抑制活性を有する海洋生物由来の抽出物、化合物及び医薬組成物

    中尾洋一, 浅野茂隆, 新井大祐, 加勢友香梨, 下本哲平

    特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 難培養性の本質に迫る:増殖を開始させる合図とは?固体培地で増殖しない理由とは?

    挑戦的研究(萌芽)

    研究期間:

    2020年07月
    -
    2023年03月
     

    青井 議輝, 村上 千穂, 中尾 洋一

  • ネコモルビリウイルスの病原性に関する研究

    基盤研究(C)

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2023年03月
     

    古谷 哲也, 田中 良和, 中尾 洋一

  • 生物資源としてのリーシュマニア原虫:免疫制御機構に着目した創薬シードの探索

    挑戦的研究(萌芽)

    研究期間:

    2020年07月
    -
    2022年03月
     

    後藤 康之, 中尾 洋一

  • 微生物間相互作用で導く未知微生物の培養化と増殖制御メカニズムの解明

    基盤研究(B)

    研究期間:

    2019年04月
    -
    2022年03月
     

    青井 議輝, 金田一 智規, 中尾 洋一

  • 細胞分化を調節する低分子化合物の探索

    基盤研究(B)

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2021年03月
     

    中尾 洋一

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • Anti-parasitic agents from marine organisms

    International Lecture Series: Natural Products around the Globe Atma Jaya Catholic University of Indonesia Universitas Kristen Indonesia Tomohon 2020  

    発表年月: 2020年09月

  • ココア主要成分テオブロミンの新たな生理作用

    中尾洋一  [招待有り]

    第24回 チョコレート・ココア国際栄養シンポジウム  

    発表年月: 2019年09月

  • ケミカルエピゲノミクスによる天然化合物の探索

     [招待有り]

    第5回 理研ケミカルバイオロジーチュートリアル  

    発表年月: 2019年03月

  • 機能性味噌とエピゲノム調節

     [招待有り]

    第一回味噌カンファランス  

    発表年月: 2018年10月

  • 味噌に含有する抗ストレス物質の探索及びその成分を強化したみその製法について

     [招待有り]

    「食」と「健康」ラボ研究会 第2回シンポジウム  

    発表年月: 2018年10月

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • shRNAライブラリースクリーニングによる天然由来化合物の作用機序解明

    2020年   新井大祐

     概要を見る

    これまでの研究で、CRISPRゲノムワイドスクリーニングの構築に必要なレンチウイルスライブラリー(HumansgRNA library Brunello in lentiCRISPRv2, Mouse sgRNA library Brie inlentiCRISPRv2)をAddgene社より購入した。また、レンチウイルスの作製に必要な市販のパッケージング細胞(293LTV)とパッケージングプラスミド(psPAX2, PMD2.G)も購入し、パッケージング細胞は培養、増殖させ凍結ストックを作製した。

  • ヒストン修飾調節を行う小分子の探索と機能解析

    2019年   神平梨絵

     概要を見る

    エピジェネティックな遺伝子発現の調節(遺伝子スイッチ)にもかかわり、種々の疾病の原因になると考えられているヒストンタンパク質の化学修飾の異常をコントロールし、正常に戻すような医薬品や機能性食品への応用を目指して、ヒストン修飾を調節する化合物の探索を食品や海産物の有効成分から行った。本度の研究では独自に開発したセルベースのヒストン修飾評価法を用いて、特定のヒストン修飾に変化を引き起こす複数の海洋天然化合物や食品成分を見出し、海外および国内学会で発表するとともに、化粧品開発展において展示を行った。

  • 白血病幹細胞ニッチを標的とした新規抗がん剤の探索

    2016年  

     概要を見る

    本研究では、白血病幹細胞(LSC)の性質を有する株化細胞であるMB-1細胞によるニッチ形成を簡便にin vitroで再現できるアッセイ系を用いて、白血病幹細胞に効く抗がん剤を探索した。この結果、われわれが独自に保有する海洋生物抽出物ライブラリーから、低濃度でMB-1細胞のニッチ形成を阻害する化合物を見出すことができた。ニッチを形成したMB-1細胞は慢性骨髄性白血病の第1選択薬であるイマチニブに対して薬剤抵抗性を示すことが知られているため、本化合物によるニッチ形成阻害が薬剤抵抗性におよぼす影響を解析したところ、本化合物によってMB-1細胞のイマチニブ感受性が回復することを明らかにできた。

  • 白血病幹細胞ニッチを標的とした新規抗がん剤の探索

    2015年   浅野茂隆

     概要を見る

    白血病幹細胞(LSC)の性質を有する株化細胞であるMB-1細胞を用いたアッセイ系によって、独自に保有する海洋生物抽出物ライブラリーから白血病幹細胞のニッチ形成を標的とする抗がん剤リード化合物の探索を行った。ここで活性化合物として得られた海洋生物由来天然化合物Aについて、MB-1細胞のCA形成に対する影響を解析したところ、本来はヒト慢性骨髄性白血病の第一選択薬のイマチニブ(IM)に耐性であるMB-1細胞のIM感受性が回復することが示唆された。以上のように、白血病幹細胞のニッチ形成を標的とする新たな抗がん剤リード化合物を得ることができた。

  • 多剤耐性緑膿菌に対する抗菌剤の作用メカニズム解析

    2014年   切替照夫

     概要を見る

    本研究では、海洋生物エキスから得られた、多剤耐性緑膿菌に対する抗菌化合物Aの作用メカニズムを明らかにして、有効な薬剤開発につなげるための基礎的知見を得ることを目的として研究を行った。具体的には単離した抗菌化合物Aに対する耐性株の作成を行い、耐性株のゲノム配列を次世代シーケンサーで解析し、変異点をみつけることによって見出した抗菌化合物Aの標的遺伝子を探索した。この結果、明らかとなった標的遺伝子候補について、大腸菌による組み換え体の発現を試み、抗菌化合物Aに対する耐性株由来の変異酵素については発現を確認している。現在は化合物A感受性株由来の組み換え酵素の発現条件の検討中である。

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現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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担当経験のある科目(授業) 【 表示 / 非表示

  • 教職課程 化学実験

    早稲田大学  

  • 生命化学実験

    早稲田大学  

  • Current Topics in Chemistry

    早稲田大学  

  • 水圏天然物化学演習

    東京大学  

  • 実践的化学知セミナーA~B

    早稲田大学  

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2011年
    -
    継続中

    天然物討論会  世話人

  • 2010年
    -
    継続中

    日本ケミカルバイオロジー学会  世話人

  • 2007年
    -
    継続中

    化学生態学研究会  世話人

  • 2012年
    -
    2014年

    日本化学会  関東支部幹事

  • 2012年
    -
    2013年

    日本化学会  代議員

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社会貢献活動 【 表示 / 非表示

  • NPO法人 日本水中科学協会シンポジウム

    NPO法人 日本水中科学協会 

    2010年
    -
    継続中

  • ココア主要成分テオブロミンの新たな生理作用

    第24回 チョコレート・ココア国際栄養シンポジウム 

    2019年09月
    -
     

  • 味噌に含有する抗ストレス物質の探索及びその成分を強化したみその製法について

    「食」と「健康」ラボ研究会 第2回シンポジウム 

    2019年01月
    -
     

  • 味噌成分のクロマチン修飾におよぼす生理活性プロファイルの解析

    みそサイエンス研究会総会 

  • 発酵食品とエピゲノム情報

    第102回 醸造調味食品セミナー、日本醸造協会 

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メディア報道 【 表示 / 非表示

  • しなやかに生きる 94歳、辰巳芳子さんからの伝言。生ハムづくりを通して学んだ、生きること、考えること。

    新聞・雑誌

    クロワッサン  

    2019年08月

  • 教室は「10年待ち」! 93歳料理研究家 いのちのスープ

    テレビ・ラジオ番組

    TBS Nスタ  

    2018年09月

  • 未来の起源

    TBS  

    2017年04月

  • 食の未来対談 「食と人間の関係」が、科学的に解明されつつあります

    新聞・雑誌

    クロワッサン  

    2017年04月

  • 万能細胞から心筋細胞作製 海洋生物の抽出物 効果 早大、低コスト育成見込む

    新聞・雑誌

    日経産業新聞  

    2017年02月

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学術貢献活動 【 表示 / 非表示

  • Waseda-NUS Joint Symposium, Chemical Epigenomics -The fusion of Epigenetics, Stem Cell Biology and Chemical Biology

    大会・シンポジウム等

    早稲田大学、シンガポール国立大学  

    2009年
    -
     
  • 2015環太平洋国際化学会議(PACIFICHEM2015)シンポジウム Frontiers in Chromatin Biology and Chemical Epigenetics/Epigenomics

    大会・シンポジウム等

  • 日本生物工学会シンポジウム 未培養微生物(微生物ダークマター)の培養、解析、利用に関する研究開発の最前線と展望

    大会・シンポジウム等

  • 日本農芸化学会年会シンポジウム 伝統的発酵食品の生理機能の新展開

    大会・シンポジウム等

  • 第32回海洋生物活性談話会

    学会・研究会等