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5回ワークショップ参加フォーム

2022.09.08 第5回ワークショッププログラム更新

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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。

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蛋白研セミナー

基礎から学ぶ最新NMR解析法 第5回ワークショップ

ーNMRハードウェアー

開催方法: ハイブリッド形式(ZOOMオンラインセミナー+各拠点でのワークショップ)2022年9月13日(火)〜14日(水)

概要

  本セミナーでは、NMRのハードウェアに焦点を当て、NMR装置の基本構成から 紐解いていくことで、NMR法の原理を理解することを目指します。講師には、装置メー カーのエンジニアらを招き、実機を用いたデモを行っていただくことで各装置の役割を視覚的にもわかりやすく解説いただく予定です。また、新しいNMR装置の開発に携わる研究者にもご講演いただき、装置開発に至るまでの体験談や、自作の装置によって開拓してきた新技術誕生の感動を共有していただきたいと思います。
さらに、実際に装置の一部を製作する体験型ワークショップも企画しています。体験型ワークショップの参加者は数名に限定させていただきますが、NMRコイルなどを自作していただき、実際にシグナルを観測することを企画しております。
オンラインでの懇親会の開催も検討しておりますので、是非、お気軽にご参加ください。
尚、今回のセミナーは、第22回若手NMR研究会と共同開催させていただくこととなりました。若手NMR研究会では「NMRによる多彩な生体試料へのアプローチ」をテーマとして取り上げ、NMRを活用した研究手法や今後の展望について議論されます。本セミナーと連続した日程で開催されますので、是非、両イベントに参加いただき、NMRの原理から応用研究まで、その魅力を体感してください。

プログラム(予定)

9月13日(火)司会:宮ノ入 洋平

13:00~13:40  今回の趣旨説明、前回WSのfeedback : 八木 宏昌
13:40~14:30   講演1 山本 昭彦 先生(ブルカージャパン㈱)
      「NMR分光器の中はどうなっているの?」 14:30~14:40   休憩
14:40~17:40  体験型ワークショップ 武田 和行 先生(京都大)
18:00~    懇親会

9月14日(水)司会:宮ノ入 洋平

9:00~9:50    講演2 朝倉 克夫 先生(日本電子㈱)
       「NMRプローブの開発と利用」
9:50~10:00   休憩
10:00~10:50   講演3 松木 陽 先生(大阪大)
      「高磁場・極低温DNP-MAS-NMRの装置と方法論ー失敗と成功の動的平衡ー」
10:50~11:40   講演4 仲村 高志 先生(理研)
       「高温超伝導バルク磁石を用いたNMRの可能性」
11:40~11:50   講評: 齋尾 智英

主宰

大阪大学 蛋白質研究所

共催

第22回若手NMR研究会

協賛

日本生物物理学会 次世代NMRワーキンググループ

第4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(協賛:生物物理学会次世代NMRワーキンググループ)「生体系 NMR 法の最前線 基礎から学ぶ最新 NMR 解析法 第4回ワークショップ–創薬研究および産業研究におけるNMR–」にご参加いただき、大変ありがとうございました。 今回も、様々な分野、キャリアの皆様から130名を超える登録をいただき、盛大な会とすることが出来ました。
 今回は、いつものワークショップとは異なり、ご講演のみとなりましたが、食品の研究開発とNMRの深いつながりについて新鮮な切り口でご講演をいただいた山口秀幸先生、非常に難しい対象である細胞表面受容体の分子認識機構を見事に構造に基づき解明し、創薬へとつなげていらっしゃる前仲勝実先生、創薬現場でのNMR活動を通じて若い世代への強烈なメッセージを発信いただいた鳥澤拓也先生、新たな創薬標的として注目を集めているRNAに対するNMR法の強力な力をお示しいただいた河合剛太先生、そして特別講演として、計算機科学と実験科学の融合による構造創薬を強力に推し進めていらっしゃるHari Arthanari 先生に素晴らしいご講演をいただきました。皆様にも活発な議論をいただいたこと、世話人一同喜んでおります。お忙しいなか、ご講演をいただきました講師の先生方、お集まりいただきました参加者の皆様、誠にありがとうございました。本講習会をきっかけに、アカデミアと産業界の距離が一層縮まり、新たな科学の形が出来上がっていくことを願っております。
 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、次回「NMRハードウェア」をテーマとして2022年9月13, 14日(火、水)に第5回ワークショップを開催する予定です。前回や今回のセミナー後のアンケートからも、多くの方が、NMRの仕組みについて深く知りたいと思われていることがうかがえました。そこで次回は、装置開発に携わっている研究者やメーカーの方々をお招きしてNMRの仕組みを分かりやすく解説していただこうと思います。とっつきにくいNMRを身近なものに感じられるような会となるよう、実習を交えて愉しんでいただける企画を考案中です。皆様のご参加を、心よりお待ちしております。

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

プログラム
11月5日(木)
13:00-13:05 蛋白質研究所 所長挨拶
 中川 敦史(大阪大・蛋白質研究所)
13:05-13:10 本セミナーの趣旨説明
 宮ノ入 洋平(大阪大・蛋白質研究所)
13:10-14:10 講義:生体系NMR法の基礎
 宮ノ入 洋平(大阪大・蛋白質研究所)
14:30-17:00 MagRO 講習 ①
 小林 直宏(理研・放射光科学研究センター)

11月6日(金)
10:00-11:00 講演① 天然変性領域を含むタンパク質のNMR解析
 永田 崇 (京都大・エネルギー理工学研究所)
11:05-12:00 講演② 合理設計によるタンパク質配列空間の探索:NMRによる構造決定はその羅針盤
 古賀 信康 (分子研・構造分子科学)
13:00-14:00 講演③ 生体系NMR実験データのPDB/BMRBへの登録と品質評価法の紹介
 横地 政志 (大阪大・蛋白質研究所)
14:00-16:00 MagRO 講習 ② + 最新モジュール紹介
 小林 直宏(理研・放射光科学研究センタ―)
16:00-16:10 終わりに
 竹内 恒 (産総研・細胞分子)

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

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:
  Protein X 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)
9:20-9:50 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

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3回ワークショップ

蛋白研セミナー
基礎から学ぶ最新 NMR 解析法 – NMR試料の調製 
2021年12月13日,14日開催

プログラム
2021年12月13日(月)司会:宮ノ入洋平(阪大・蛋白研)
13:00~13:05 蛋白研所長挨拶:中川敦史 先生 (阪大・蛋白研)
13:05~13:30 今回の趣旨説明:八木宏昌 先生 (理研・BDR)
13:30~14:15 プレナリーレクチャー:木川隆則 先生 (理研・BDR)
14:15~14:30 休憩
14:30~17:00 無細胞発現ワークショップ
14:30~15:15 基礎講座:矢吹孝 先生 (大陽日酸)
15:15~15:30 準備
15:30~17:00 実技指導:矢吹孝 先生
 実演:松田夏子 先生 (大陽日酸)

2021年12月14日(火)司会:齋尾智英(徳島大・先端酵素)
9:00~9:30 矢吹孝先生 ワークショップ講評
9:30~9:35 難タンパク質発現の紹介:
 ハロロドプシン:宮ノ入洋平
 S蛋白:竹内恒(東大・薬)
9:35~9:40 結果写真撮影会
9:40~10:10 講演1:宮ノ入洋平 先生
10:10~10:20 休憩
10:20~10:50 講演2:小橋川敬博 先生(熊本大・生命科学)
10:50~11:20 講演3:坂倉正義 先生 (横市大・総合文化)
11:20~11:50 講演4:幸福裕 先生 (東大・薬)
11:50~12:00 講評:宮ノ入洋平

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4回ワークショップ

創薬研究および産業研究におけるNMR
2022年5月19日,20日開催

プログラム
5/19 司会:齋尾 智英
13:00~13:50 前回セミナーの振り返り・今回の趣旨説明・基礎講座:竹内
恒 
13:50~14:35 講演1-1 食品の研究開発とNMR
 山口 秀幸 先生 [味の素株式会社 バイオ・ファイン研究所]
休憩
14:45~15:30 講演1-2 細胞表面受容体の分子認識と創薬に向けた取り組み
 前仲 勝実 先生 [北海道大学薬学研究院]
15:30~16:15 講演1-3創薬現場で17年間のNMR活動を通じて思うこと(仮)
 鳥澤 拓也 先生 [中外製薬株式会社]
[19:00~オンライン懇親会]

5/20 司会:齋尾 智英       
9:30~10:15 講演2-1 創薬をめざしたNMR法によるRNAと低分子化合物の相互作用解析
 河合 剛太 先生 [千葉工業先進工学研究科]
10:15~11:15 特別講演2-2 Leveraging the power of computational
methods for structure-based drug discovery.
 Prof. Haribabu Arthanari [Harvard Medical School]
11:15~11:30 講評:宮ノ入洋平

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]  y-miyanoiri.protein(あっとまーく)osaka-u.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
            NMRハードウェア
            日程;2022年9月13日(火)、14日(水)



            体験型ワークショップは定員に達したため募集を終了いたしました。
            個人情報の取り扱いについて

            第22回若手NMR研究会(共催:京都大学エネルギー理工学研究所)の参加登録は
            こちらからお願いいたします。

            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

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            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

            東大・薬

            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)

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