高次生命科学専攻

分子病態学

メンバー

北島 智也客員教授

tomoya.kitajima@riken.jp 教員情報

髙里 実客員准教授

minoru.takasato@riken.jp 教員情報

王 丹客員准教授

ohtan@riken.jp

小幡 史明客員准教授

fumiaki.obata@riken.jp 教員情報
  • @マークは2バイト文字を利用していますのでご注意ください

アクセス

北島研究室

理化学研究所(神戸キャンパス) 生命機能科学研究センター 発生・再生研究棟C棟

髙里研究室

理化学研究所(神戸キャンパス) 生命機能科学研究センター 発生・再生研究棟A棟

小幡研究室

理化学研究所(神戸キャンパス) 生命機能科学研究センター 発生・再生研究棟A棟

王丹研究室

理化学研究所(神戸キャンパス) 生命機能科学研究センター 発生・再生研究棟

キャンパスマップはこちら

北島研究室 研究概要

北島研究室オリジナルHP

研究内容

卵母細胞は減数分裂を行うことで卵子となります。卵子は受精して細胞分裂を繰り返すことで、やがて個体となります。私たちの研究室では、マウス卵のハイスループットかつ高解像度ライブイメージング技術、顕微操作技術、遺伝学的手法を組み合わせることで、卵母細胞の減数分裂と受精卵の体細胞分裂における染色体分配を研究しています。卵母細胞が行う最初の分裂が減数第一分裂です。このときの染色体分配はエラーが多く、その頻度は母体年齢とともに上昇します。続いて受精時に減数第二分裂が、受精後にはDNA複製を経て体細胞分裂が行われ、それぞれで染色体が分配されます。私たちは、これら3回の連続した細胞分裂における、異なる染色体分配のロジックを明らかにしていきます。卵母細胞の減数第一分裂における染色体分配の機構を明らかにし、なぜこの分裂で特にエラーが多く、しかも年齢とともにその頻度が上昇するのかを理解します。続く減数第二分裂、体細胞分裂のそれぞれの機構と比較することで、細胞が染色体分配の戦略を柔軟に使い分ける様を見出していきます。これらの研究から得られた成果を、さらに生殖医療分野との共同研究に活かしていきます。

主な研究項目

  • マウス卵母細胞の減数分裂における染色体分配の分子機構の解明
  • ライブイメージングを用いた染色体動態の解析
  • 老化による卵母細胞の染色体分配機構の破綻

髙里研究室 研究概要

髙里研究室オリジナルHP

研究内容

再生医療研究の究極の目標とはなんだろうか。私たちはこの目標を、試験管内でヒト多能性幹細胞を分化誘導し、任意の臓器を完全な形で創り上げる事だと考えています。これまでに私たちはヒト多能性幹細胞から中間中胚葉を分化誘導し、そこから糸球体、尿細管、集合管、血管、間質組織を内包する腎臓オルガノイドを作りました。しかし、サイズ、構造的複雑性、成熟度の点から実際のヒト腎臓と比較すると、腎臓オルガノイドはまだ未完成であると言わざるを得ません。当研究室では、この腎臓オルガノイドの作製系をブラッシュアップし、将来的に移植可能なレベルの3次元腎臓組織を試験管内で構築することを目指すと共に、膀胱など、腎臓と接続するその他の臓器のオルガノイドの作製も行います。また、私たちの持つ、中胚葉・腎臓誘導系から新たな知見を得て、これをヒト発生学へフィードバックすることを目指します。ヒト多能性幹細胞から腎臓細胞までの分化誘導過程にはマウス発生学では説明できない現象もあります。分化誘導過程の細胞の挙動を試験管内で詳しく観察することで、ヒトの中内胚葉系臓器や尿路系臓器の発生メカニズムを解明します。

主な研究項目

  • シングルセルRNA-seq解析を用いて、多能性幹細胞の細胞運命決定メカニズムを解明する
  • 上皮と間葉の幹細胞を相互作用させ、自己組織化させることで、臓器を形成させる
  • ヒトES/iPS細胞を分化誘導し、腎臓や膀胱などの3次元組織オルガノイドを作製する
  • 遺伝性腎臓病の患者由来のiPS細胞から腎臓オルガノイドを作製し、病態モデルを確立する
  • オルガノイドの応用利用を可能とするために、オルガノイドの血管化・成熟化を促進する手法を開発する

ヒトiPS 細胞から作製した腎臓オルガノイド:ネフロン前駆細胞(赤)と集合管前駆細胞(黄と水色)の両方が存在する。尿細管(黄のみ)も発生している。

研究紹介動画

腎臓オルガノイドを下から上へと スキャンした動画。集合管(緑と黄)、遠位尿細管(黄のみ)、近位尿細管(赤)、糸球体(緑のみ)の連続した腎構造が確認できる。

王丹研究室 研究概要

王丹研究室オリジナルHP

研究内容

エピトランスクリプトミクスは、種類・部位特異的なRNA化学修飾に基づき、遺伝情報を読み取る新分野です。この転写後制御経路は中枢神経系において、多様かつ強力な役割を果たしていることが明らかになってきていますが、その機能はまだ解明の途上です。
我々は、定量的なオミックス技術、蛍光イメージング、細胞生物学、動物モデルを組み合わせて、この奥深い遺伝子制御の層を理解するための制御機構と分子経路を明らかにすることを目的としています。これらの知見は、認知機能の発達や衰え、自閉症や統合失調症などの神経疾患の理解に応用されます。

主な研究項目

  • シナプス機能におけるRNA修飾の役割の解明
  • 分子から行動までの各層におけるRNA修飾読み取り分子の役割の解明
  • 各ライフステージにおけるRNA修飾状況の探索

小幡研究室 研究概要

小幡研究室オリジナルHP

研究内容

我々は生まれてから死ぬまでほぼ毎日、食事をとります。あらゆる動物において、成長し老化していく過程において常に食事からの栄養を必要とします。我々の健康寿命は、食環境により大きく影響されます。食は栄養素として直接、あるいは腸内細菌を介して間接的に動物の代謝生理恒常性に寄与しますが、その詳しい分子機構の理解は立ち遅れています。当研究室では、食餌によって変化する各種栄養素や腸内細菌の生理機能を研究しています。また、発生・発達期に一過的に摂取する食餌が生涯にわたって健康状態に影響する機構も明らかにしようとしています。寿命の短いショウジョウバエを利用し、生物の老化・寿命を規定する普遍的な食理学的メカニズムを解明します。

我々の研究では、個体が持つ恒常性の総合力を示す指標としての寿命に着目しています。どのような要因がどのように寿命を決定するのか、そのメカニズムを一つ一つ丁寧に紐解いていく作業です。老化研究をおこなう上では、より単純で、かつ寿命の短い生物を利用するのが賢明です。我々が利用しているのは、寿命が2ヶ月と短いショウジョウバエです。ショウジョウバエは強力な遺伝学が利用でき、また研究室での飼育も安価で容易です。倫理的な問題も少なく、数をこなさなければならない寿命測定には最適です。生物の普遍的かつ基本的なメカニズムを知るには、シンプルな生き物としてのショウジョウバエが最適だと考えます。

これまでの生物医学は、いかに病気を治すか、あるいは、病気にならないかということを目指してきたように思います。しかし、健康であることと病気でないことは、似ているようで違います。生物には本来的に健康になろうとする力があるように思います。我々の研究では、そのような生物が持つ恒常性維持の基本的なメカニズムを明らかにしようとしています。

主な研究項目

  • 栄養素や腸内細菌叢の生理機能解明
  • 発生・発達期環境による恒常性制御機構の解明
  • アミノ酸による健康寿命制御機構の解明
  • 熱耐性の分子機構解明
  • 摂食行動・吸血行動の分子基盤解明