立教大学

バクテリア(大腸菌)および植物(ヒメツリガネゴケ、クラミドモナス)を材料にして、主に分子生物学的手法を用いて以下の研究を行っている。1染色体、オルガネラDNAの組換え・修復・維持の機構、動く遺伝子(トランスポゾン)の転移調節機構。2非翻訳型RNA(noncoding RNA)の機能。3バクテリアの細胞内共生によるオルガネラ誕生のプロセスを支えた諸機構の解明。

私達のような多細胞生物は、多種多様な細胞が協調しあうことによって生存・活動することができる。このように重要な細胞間のやりとりは、細胞表面に提示または細胞外に分泌される蛋白質などを介して行われている。したがって、それらの蛋白質の機能やその制御を研究することは、多細胞生物を理解するうえで非常に重要である。私達は、そのような蛋白質がどのように調節されているかについて、特に翻訳後修飾という観点から研究を行っている。

バクテリアは抗生物質をはじめ、常に様々な細胞外ストレスに曝されている。そして、バクテリアは様々なストレスに対する応答機構を備えている。私たちは、様々な手法を用いて、とくに、抗生物質存在下におけるバクテリアの生存戦略を明らかにする。

陸上植物は約4億7千万年以上前にシャジクモ藻類のような祖先から分かれて進化してきたと考えられている。その過程で、新しい遺伝子の獲得や、もともと持っていた遺伝子が新しい機能を獲得したことが重要な役割を果たした。陸上植物やその近縁種の持っている遺伝子の配列やその遺伝子の機能を調べて比較することで、陸上植物の成立に関わった遺伝子進化の解明をめざす。

20–30塩基長の小分子RNAを介したRNAサイレンシングは、配列特異的な遺伝子発現抑制機構であり、分化、発生、ストレス応答などを制御するだけでなく、ウイルスやトランスポゾンなどの非自己核酸の抑制においても中心的な役割を果たす。私達は、生化学、分子生物学、生命情報科学を組み合わせたアプローチで「小分子RNAが働くしくみ」を研究している。

分子構造生物物理学。タンパク質・核酸の分子構造と機能の相関およびその細胞中における役割の解明を目標とする。特に、DNAタンパク質複合体を対象とし、生物物理学・分子生物学・生化学の諸手法を組み合わせて研究している。

タンパク質の構造変化がどのように機能に影響するかを明らかにする。主にFoF1-ATP合成酵素を材料として、その活性調節の分子機構を生物物理学的手法、生化学的手法により研究している。ATP合成酵素の調節サブユニットがどのような変化をすることで、ATP合成酵素複合体の活性をどのように制御しているかを、分子レベルで理解することをめざしている。

「生命とは何か?」というテーマに対し、バクテリアをはじめとした生きている細胞が自己複製する能力に着目し研究を行っている。「蛍光顕微鏡を用いて、生きている細胞内の分子のふるまいを観測する技術」、「精製蛋白質によりゲノムDNAの複製・組換え・修復・転写翻訳などのシステムを再構成する技術」により、生命が「ふえる」さらには「進化する」仕組みを人工的に再現することを目指している。また、そのアプローチの中で得られた様々な生化学的システムを人工細胞をはじめとする次世代のバイオテクノロジーに実装するための研究も進めている。

細胞内情報伝達機構の分子的側面の解析を研究テーマとする。免疫細胞を中心に細胞の分化・活性化などを誘導するリン酸化チロシンを介した情報の伝達機構を明らかにするため、チロシン残基のリン酸化に関与するタンパク質チロシンリン酸化酵素(PTK)とタンパク質チロシン脱リン酸化酵素(PTP)について研究している。

細胞小器官(オルガネラ)はそれぞれ固有の機能と形態をもっている。オルガネラの機能は細胞の生存にとって必須だが、オルガネラの形態は細胞やオルガネラの機能にとってどのような役割があるのか?この命題を、細胞内のエネルギー産生の場であるミトコンドリアに着目し、分子生物学や生化学的手法を用いて、その膜形態の形成と制御機構を理解することで、オルガネラ形態の生理的意義の解明をめざしている。

シロイヌナズナを用いて、器官形態形成とストレス応答に関する研究を行っている。具体的には、①細胞増殖と細胞伸長を統御し、葉のサイズを決定する機構、②葉の表と裏の領域を決定し、扁平な葉の構造を作り出す機構、③根の枝分かれを生み出す機構、④これらのプロセスがリボソームの生合成異常に由来するストレスに応答する仕組みを、遺伝学的、発生学的、分子生物学的手法を用いて解析を進めている。

細胞増殖・細胞運動は様々な生命現象において重要な役割を果たしている。私達は、動物培養細胞とゼブラフィッシュをモデル系として細胞増殖・細胞運動の制御メカニズムを明らかにすることにより、「１つの受精卵から複雑な生命体が形成される仕組み」「ヒトが様々な病気に罹患する仕組み」を解き明かすことを目指している。