F

OREWORDBY DIRECTOR-GENERAL

はじめに

基礎生物学研究所が大学共同利用機関法人自然科学研究機

学に属さない大学共構が設置する大学共同利用機関として発足して，２年が経過

同利用機関が創設さしました。

れ，それぞれの研究者

自然科学研究機構は，省令に明記された５つの大学共同利

コミュニティの中核用機関（国立天文台，核融合科学研究所，基礎生物学研究所，

研究拠点として活動

生理学研究所，分子科学研究所）によって構成されています。

し，現在に至っている

法人化後も，人件費を始め研究遂行に必要な資金は，国庫のが大学共同利用機

から運営費交付金として，すべて支出されます。法人になり，非公務員になったとはいえ，国費で賄われる我々職員には，依然として高い倫理性が要請されています。

関です。
そのユニークな役
割 の 一 つ は， そ れ ぞ一方，その使い方に自由度が増したとされています。人件

れの研究者コミュニ

費と物件費との枠組みがなくなり，必要に応じて有能な人材

ティにおける重要なを抜擢しても定員という概念に縛られなくなりましたし，逆問題の研究を進めるに必要に応じて備品を調達できるようになりました。また組

のみならず，激しく進織の改編が自由になり，研究部門や研究室の規模も機関に任歩し，新たな発想による問題が提起される最前線の研究者達されることになりました。

が，客員教授として一定期間滞在したり，国内外の集会を開

他方，自由度に責任を持たせるために，法人は，６年間のいたり，未開拓の分野について議論し，未来の学問分野を切

中期目標を文科大臣から定められ，その実現に向けての中期

り拓くなどの個別の大学では困難な理念の創出をも視野に入計画および年度計画の提出を義務づけられており，大学評価れた議論の場を提供することにあります。

委員会による評価に基づく資源配分が行われます。当然のこ

また，この形式は当然のことながら具体的な実験計画からとですが，この目標と計画に沿って制度改革を行わなければ生み出される大型設備や施設の共同利用に発展し，研究に不なりません。

可欠な設備を中心とした共同利用形態を含むようになったの

しかし，２年を経過して様々な問題が出て来ました。それです。

は，法人化の目的がそうであったように，国家予算の削減とさらに，知識の蓄積はデータベースなどの知的基盤の整備

いう政治課題が直接研究機関にも影響を与える状況を迎えたによって，さらなる活用が可能になる。その点でも個別の大ためです。人件費の５年間での５％削減や，運営費交付金の学で担うには困難な使命として大学共同利用機関の果たす役

やはり５％削減は，大学共同利用機関法人にも適用されます

割は大きくなってきました。

し，人事院勧告による給与削減なども公務員と同様に実施勧以上のような発展過程のうえで，現在の大学共同利用機関

告がなされています。これらは評価とは無関係な我が国の経をみると，それぞれの分野で重要な問題の解決に挑む研究者

済状況によるものですから受け入れざるを得ませんが，法人の中核機関であるとともに，次に掲げる項目の一つまたはい

化のメリットであった人件費と物件費との融合が事実上なくくつかに該当するといえるでしょう。

なりました。それでは評価による資源配分はどうでしょうか。

１．個別の大学では実現が困難な広範な研究者コミュニティ

大学共同利用機関法人評価委員会の評価が重要な理由は，の常設の高等研究組織（COE) である。

運営費交付金などの資源配分に反映される可能性があるから

２．研究者コミュニティがもつ重要な問題の解決のために大です。大学共同利用機関の存在理由に沿って，健全で知性あ型の設備を共同利用し，その運営に当たる組織である。

る評価を期待するところですが，いまでも大学共同利用機関

３．さまざまな知識をデータベース化し，知的基盤の充実にを大型施設や装置を利用することが出来る機関と間違えて理解されている方々が多いので，ここで少し歴史的な説明をしておきます。

貢献する。
大学共同利用機関は，機関長の選考をはじめ，教授や研究スタッフの選考を，すべて外部から選出された代表者に委ねてきました。これからも，この方式を続けることによって，1953 年京都大学の一施設であった基礎物理学研究所（湯川記念館）が，全国の理論物理学者の要望にこたえて，全国

わが国における真の中核研究機関として大きく発展しようとする我が国独自の世界に誇れる学術研究組織なのです。

の研究者に共同利用施設として開放し，運営されることとなりました。その形式は，京都大学に属しながら，研究所の基
本方針は所員および国内から選出された所外研究者の代表に基礎生物学研究所は，今後の基礎生物学を見通し，創造的な学術分野を創出すべく努力していくつもりです。

より実践，決定されることになったのです。学術研究にとって最も重要な研究者同士の自由な人間的な接触による議論の基礎生物学研究所長

勝

木

元

也

場を，研究者自身の手による運営としたところが極めて独創的なものと評価され，その後，この運営形式をもつ個別の大

基礎生物学研究所

要覧 2006

1

O

UTLINEOF THE INSTITUTE

概要

基礎生物学研究所は大学における学術研究の発展に資するため，基礎生物学に関する総合研究を行うことを目的として設置された。生物現象の基礎的事項の究明を目標とし，動物・植物を対象に，生物の基本単位である細胞の構造・働き・増殖・分化，器官の形成，外界からの刺激に対する生体の反応・制御等について総合的研究を行う。

組織の概要
設置形態

研究組織

国立大学法人法 ( 平成 15 年法律第 112 号 ) の制定によ

22 研究部門，11 研究室，2 研究施設及び 1 研究センター

り，大学共同利用機関法人自然科学研究機構が創設され，と技術課を置いている。全国の大学の教員その他の者で，基礎生物学研究所は他の４研究所とともに自然科学研究機

研究所の目的たる研究と同一の研究に従事する者の利用に構の一員となった。

供するとともに共同研究を行う。

運営組織
自然科学研究機構に，経営，教育研究及び機構運営に関する重要事項を審議するため経営協議会，教育研究評議会
及び機構会議を置く。また，研究所に，研究教育職員の人
事等研究所の運営に関する重要事項で，所長が必要と認めるものについて所長の諮問に応じる運営会議を置く。

事務組織
研究所の事務は，自然科学研究機構岡崎統合事務セン
ターが処理する。

研究体制の概要
基礎生物学研究所における研究体制
昨年 ( 平成 16 年 4 月 )，大学共同利用機関が法人化されたのを機会に，基礎生物学研究所および統合バイオサイある。それらの研究活動の実績と現状は「研究活動」の項に述べてある。

エンスセンターの基礎生物学関連研究領域における研究体

22 研究部門と 11 研究室とをさらに 7 研究領域に分類し制の大幅な見直しを行った。その目的は，基礎生物学研究たが，これらは中期計画のなかで，今後さらに強化，発展さ所における基盤研究を一層充実させることにあり，そのたせる必要があると判断された基盤研究領域と一致する。

めに研究部門を再編成するとともに，新たに研究室を設け

上記の研究体制見直しによる基盤研究の充実と，新しい分た。このうち「研究部門」については，従来どおりの教授

野の創成に対してそれぞれの研究者が自由に変更できる柔軟のリーダーシップの下に基盤研究を推進する研究グループ

な研究協力体制の構築は，研究所をあげての新たな研究プロである。その名称については現在の基礎生物学分野を考慮

ジェクト創設のための堅固な基盤となる。国際的に重要かつしつつ，実際の研究活動を反映したものに改めた。一方，緊急に進展させる必要のある基礎生物学のプロジェクトにつ「研究室」は，主に施設やセンターなどに所属する個々のいて，研究領域，部門，室の枠を越えた研究プロジェクトを研究者から構成される比較的小さな研究グループである。

実施する。

研究部門と研究室は研究単位であり，いわば研究の現場で

共同利用

2

●重点共同利用研究

全国の大学の教員その他の者で，研究所が目的とする研生物学の基盤研究をさらに強化発展させ，独創的で世界を究に従事する者には施設の利用を供するとともに研究所の先導する研究を創成し，発展させるため，他の研究機関の研

教員との共同利用研究を行う。

究者と所内の教授，助教授が共同して行う複数のグループか

基礎生物学研究所 要覧 2006

らなる総合研究。

●個別共同利用研究
他の研究機関の研究者が所内の教授，助教授と協力して行う個別プロジェクト研究。

●共同利用実験●施設利用
研究所の施設は個別に利用するもので，分析室については，
平成 8 年度からその有する機器をより有効に活用するため，公募による利用の申し込みを受け付けている。
以上の共同利用研究 ( 重点共同利用研究，個別共同利用研

大型スペクトログラフを使用して，本研究所が設定した究 ) 及び研究会並びに，共同利用実験，施設利用は年 1 回，

実験課題について行う実験・研究。昭和 56 年度から開始

研究課題を公募している。なお，平成 17 年度から従来のグしている。

ループ共同研究，個別共同研究，研究会，大型スペクトログ●研究会

ラフ共同利用実験，形質統御実験施設共同利用実験，環境耐

基礎生物学及びその関連分野での緊急かつ重要なプロ性植物共同利用実験と細分化していたものを，新たに重点共ジェクトについて現状分析を行うと共に，将来の具体的研

同利用研究を設けるとともに，個別共同利用研究，研究会，究計画を討議し，研究推進する比較的少人数の研究討論集

大型スペクトログラフ共同利用実験に整理統合している。

会。

総合研究大学院大学

大学院教育協力

総合研究大学院大学に参加し，同大学と緊密な連携・協大学共同利用機関として，広く基礎生物学及びこれに関力の下に，国立遺伝学研究所及び生理学研究所とともに生連する分野における研究者の共同利用に供されるととも

命科学研究科を組織し，基礎生物学専攻を担当し教育研究に，研究者の養成に関しては，国・公・私立大学の要請にを行う。

応じてそれらの大学に所属する大学院学生を「特別共同利

同大学は，学部を持たない大学院大学である。平成元年度から後期 3 年の博士課程のみで発足した。平成 16 年度

用研究員」として受け入れ，併せて研究指導を行い大学院教育の協力を行っている。

からは後期 3 年の博士課程に加えて 5 年一貫制の博士課程を併設し，大学院教育の充実を図っている。

国際交流
基礎生物学分野の国際的な学術交流を活発化するため，研究者の交流や国際シンポジウム等を開催している。

●国際共同研究
自然科学研究機構の共同研究協定に基づき，基礎生物学
研究所と EMBL との合同シンポジウムによる質の高い情●生物学国際高等コンファレンス(Okazaki Biology Conferences)
現代の生物学は，分子生物学的な還元的な方法論に依拠しながら，大きな発展を遂げてきた。しかしながら，さらなる生物学の発展には，新しい研究課題としての問題発掘が必須である。

報交換や，大学院生を含めた研究者交流を行っている。ま我が国の基礎生物学を先導する基礎生物学研究所では，生た，共同研究の中核をなすバイオイメージングにおいては，

物学コミュニティの大きな組織の一つである生物科学学会連EMBL で新しく開発された顕微鏡システム（SPIM）を基

合に意見を聞きながら，今後生物学が進むべき新たな研究分

礎生物学研究所に導入するなどの技術交流も盛んに行って野の国際的コミュニティを形成するため，先導的な国際研究いる。

集会を開催することを提唱してきた。

●国際研究拠点

生物科学学会連合の推薦を受けて，基礎生物学研究所は，

日本学術振興会先端研究拠点事業 ( 課題 : アフリカツメ

平成 15 年度から国内外の第一線級の研究者の参加を得て生ガエル・ニシツメガエルを用いた機能ゲノム学の推進 ) を物学国際高等コンファレンス (OBC)(http://obc.nibb.ac.jp/)

始めとした，基礎生物学分野の国際研究拠点としての事業を主催している。第 1 回 OBC は，平成 16 年 1 月に「絶滅を積極的に行っている。

の生物学 (The Biology of Extinction)」と題して開催され，●基礎生物学研究所コンファレンス (NIBB Conference)

国外からの招待者 40 数名を含め 70 数名の参加者のもと

平成 9 年度まで特定研究経費により，国際研究集会とに活発な発表，討論が行われた。OBC に関しては，Nature

して「基礎生物学研究所コンファレンス」を毎年開催して誌 が 本 コ ン フ ァ レ ン ス 直 後 に News Article Extinction

40 回に及んだ。しかし特定研究が平成 9 年度限りで打切

meeting kicks off Japan's plans for networking (Februaryられたため，平成 10 年度からは国際シンポジウム (COE)

5，2004) として取り上げるなど，国内外からの期待はきわ及びリーダーシップ支援経費を活用して，「基礎生物学研

めて大きい。平成 16 年 9 月には，第 2 回「地球圏微生物学

究所コンファレンス」
を継続している。すでにこの線に沿っ(Terra Microbiology)」が開催され，さらに平成 18 年 3 月て 12 回のコンファレンスが国内外多数の研究者の参加をには第 3 回 OBC として「絶滅の生物学 2（The Biology of得て行われている。

Extinction 2）」が開催された。

基礎生物学研究所

要覧 20063

H

ISTORYOF THE INSTITUTE沿革昭和 37 年頃から生物学研究者の間に研究所設立の要望が高まり，関連学会 ( 日本動物学会，日本植物学会等 ) を中心に種々検討がなされた。

昭和 41 年 5 月

昭和 48 年 10 月

日本学術会議は，第 46 回総会において，

昭和 53 年 4 月

生物研究所 ( 仮称 ) 並びに生物科学研究

り，生物科学総合研究機構の事務を併せ

交流センター ( 仮称 ) の設立について内処理することとなった。3 研究部門設置。

閣総理大臣に勧告した。

細胞生物学研究系 ( 細胞融合研究部門 )発生生物学研究系 ( 細胞分化研究部門 )学術審議会は，分子科学研究所，基礎生制御機構研究系 ( 感覚情報処理研究部門 )物学研究所 ( 仮称 ) 及び生理学研究所 ( 仮称 ) を緊急に設立すべき旨，文部大臣に

昭和 50 年 4 月

昭和 50 年 5 月

昭和 54 年 4 月

細胞生物学研究系

昭和 50 年度予算に岡崎基礎総合研究所( 細胞内エネルギー変換機構研究部門 )( 仮称 ) 調査費が計上された。

制御機構研究系( 計時機構研究部門，行動制御研究部門 )事務次官裁定により，岡崎基礎総合研究

岡崎基礎総合研究所 ( 仮称 ) 調査会議から文部大臣に報告が行われた。

昭和 51 年 5 月

3 研究部門及び 1 研究施設設置。

報告した。

アイソトープ実験施設

所 ( 仮称 ) 調査会議設置。
昭和 50 年 12 月

分子科学研究所の管理部が管理局とな

昭和 55 年 4 月

細胞生物学研究系に細胞情報研究部門設置。

昭和 56 年 4 月

岡崎国立共同研究機構創設。

昭和 51 年度予算に分子科学研究所調査

国立学校設置法の一部を改正する法律

室経費が計上され，5 月 10 日，文部大( 昭和 56 年法律第 23 号 ) の施行により，臣裁定により分子科学研究所に調査室

分子科学研究所及び生物科学総合研究機( 定員 5 人 ) 及び岡崎総合研究機構調査

構 ( 基礎生物学研究所，生理学研究所 )会議設置。

は，昭和 56 年 4 月 14 日をもって総合化され，3 研究所は岡崎国立共同研究機

昭和 51 年 6 月

岡崎総合研究機構調査会議においては，構として一体的に運営。

昭和 50 年度の岡崎基礎総合研究所 ( 仮

細胞生物学研究系に細胞増殖研究部門設置。

称 ) 調査会議の報告を踏まえ，岡崎地区
における総合研究機構はさしあたり基礎
生物学及び生理学の 2 研究所より構成することとし，その具体的事項について調査検討した。
昭和 52 年 5 月

昭和 57 年 4 月

発生生物学研究系に形態形成研究部門設置。

昭和 58 年 4 月

発生生物学研究系に発生生物学研究部門設置。

昭和 63 年 4 月

制御機構研究系に遺伝子発現統御研究部
門設置。

生物科学総合研究機構 ( 基礎生物学研究
所，生理学研究所 ) 創設。

昭和 63 年 10 月

国立学校設置法の一部を改正する法律総合研究大学院大学が創設。
基礎生物学研究所に同大学生命科学研究( 昭和 52 年法律第 29 号 ) の施行により

科分子生物機構論専攻が置かれる。

生物科学総合研究機構創設。
機構に基礎生物学研究所及び生理学研究

平成元年 5 月所設置。基礎生物学研究所創設と同時に質統御実験施設 ( 遺伝子発現統御第一研

3 研究系，3 研究部門，1 研究施設及び技究部門，遺伝子発現統御第二研究部門 )

術課設置。

設置。

細胞生物学研究系 ( 細胞機構研究部門 )発生生物学研究系 ( 生殖研究部門 )平成 4 年 4 月

培養育成研究施設
技術課

基礎生物学研究所 要覧 2006

形質統御実験施設に種分化機構第一研究部門設置。

制御機構研究系 ( 情報制御研究部門 )4

遺伝子発現統御研究部門が廃止され，形

平成 8 年 5 月

形質統御実験施設に種分化機構第二研究部門設置。

平成 10 年 5 月

形質転換生物研究施設設置。

平成 16 年 4 月

大学共同利用機関法人自然科学研究機構創設。

平成 11 年 4 月

生命環境科学研究センター設置。

平成 12 年 4 月

アイソトープ実験施設，生命環境科学研所，生理学研究所及び分子科学研究所が究センター廃止。

統合再編され，大学共同利用機関法人自共通研究施設として，統合バイオサイエ

然科学研究機構となった。岡崎国立共同

ンスセンター，計算科学研究センター，

研究機構管理局が大学共同利用機関法人

動物実験センター，アイソトープ実験セ

自然科学研究機構岡崎統合事務センター

ンター設置。

となった。

情報生物学研究センター設置。

3 研究系の廃止とともに研究部門名を変

国立大学法人法の施行により，国立天文台，核融合科学研究所，基礎生物学研究

平成 13 年 4 月

更し，新たに研究室を設けた。
平成 17 年 4 月

M

連携・広報企画運営戦略室設置。

ANAGEMENTOF THE INSTITUTE

運

営

運営会議
研究教育職員の人事等研究所の運営に関する重要事項で，所長が必要と認めるものについて所長の諮問に応じる。
※◎は議長，○は副議長
相 澤

慎 一

巌 佐

庸

理化学研究所

発生・再生科学総合研究センター

九州大学大学院理学研究院

教授
教授

○ 岡 田

清 孝

京都大学大学院理学研究科

黒 澤

良 和

藤田保健衛生大学総合医科学研究所

米 田

好 文

東京大学大学院理学系研究科

近 藤

壽 人

大阪大学大学院生命機能研究科

相 賀 裕 美 子

国立遺伝学研究所

グループディレクター

教授

教授
教授

教授

瀬 原

淳 子

京都大学再生医科学研究所

町 田

泰 則

名古屋大学大学院理学研究科教授
教授

村 上 富 士 夫

大阪大学大学院生命機能研究科

飯 田滋

分子遺伝学研究部門

上 野

直 人

形態形成研究部門

大 隅良 典

分子細胞生物学研究部門

高 田

慎 治

分子発生学研究部門 ( 岡崎統合バイオサイエンスセンター )

長 濱

嘉 孝

生殖生物学研究部門

西 村

幹 夫

高次細胞機構研究部門

野 田

昌 晴

統合神経生物学研究部門

教授

教授
教授

教授

生物進化研究部門

堀 内

ゲノム動態研究部門

教授

性差生物学研究部門

教授

諸 橋 憲 一 郎
◎ 山 森

哲 雄

脳生物学研究部門

教授

教授

長 谷 部 光 泰
嵩

教授

教授

教授

教授

基礎生物学研究所

要覧 2006

5

O

RGANIZATION

OF THE INSTITUTE組

織

自然科学研究機構
国 立 天 文 台

監

事

満木
野村

泰郎
智夫

機構長
選考会議

核融合科学研究所

教育研究評議会

所 長
機構長
志村

機構会議

令郎

基礎生物学研究所

元也

連携・広報企画運営戦略室

副所長（併）

副機構長
観山
本島
勝木
水野
中村

勝木

長濱

生見
修
元也
昇
宏樹

嘉孝

研究主幹（併）

生理学研究所
経営協議会

上野

直人

西村

幹夫

野田

昌晴

山森

哲雄

運営会議

諸橋憲一郎

理
井上
本島
勝木
中村
石井

事
明俊
修
元也
宏樹
紫郎

分子科学研究所

岡 崎３機 関岡崎共通研究施設（基礎生物学研究所関連）

基礎生物学研究所・生理学研究所共通施設

岡崎統合事務センター

6

基礎生物学研究所 要覧 2006

研
細

胞

生

物

究
学

部

領

門

域

・

研

究

室

名誉教授

■
■
■
■
■

高 次 細 胞 機 構 研 究 部 門
分 子 細 胞 生 物 学 研 究 部 門
細 胞 増 殖 研 究 部 門 ＊
細
胞
構
造
研
究
室
細 胞 社 会 学 研 究 室

発

生

生

物

学

領

域

■
■
■
■
■
■

生
性
形
発
分
生

殖
差
態
生
子
殖

生 物 学 研 究
生 物 学 研 究
形 成 研 究遺 伝 学 研 究
発 生 学 研 究
遺 伝 学 研

部
部
部
部
部
究

門
門
門
門
門
室

神

経

生

物

学

領

域

■
■
■
■
■
■

統 合 神 経 生 物 学 研 究 部 門
脳 生 物 学 研 究 部 門
行 動 生 物 学 研 究 部 門 ＊神 経 生 理 学 研 究 室
神 経 生 化 学 研 究 室
所
長
研
究
室

進 化 多 様 性 生 物 学 領 域

■
■
■
■
■

分 子 遺 伝 学 研 究 部 門
ゲ ノ ム 動 態 研 究 部 門
生 物 進 化 研 究 部 門
種 形 成 機 構 研 究 部 門 ＊構 造 多 様 性 研 究 室

環

境

生

物

学

領

域

■ 分 子 環 境 生 物 学 研 究 部 門■ 植 物 発 生 遺 伝 学 研 究 部 門＊■ 光
情 報 研 究 部 門 ＊
■ 光
環
境
学
研
究
室
■ ス ト レ ス 応 答 機 構 研 究 室

理

論

生

物

学

領

域

■ 理
■ ゲ

太田
岡田
江口
竹内
鈴木
毛利

行人
節人
吾朗
郁夫
義昭
秀雄

名誉技官
服部

宏之

論 生 物 学 研 究 部 門
ノ ム 情 報 研 究 室■ 発 生 ダ イ ナ ミクス 研 究 部 門＊
■ 時 空 間 制 御 研 究 室

イメージングサイエンス研究領域＊客 員 研 究 部 門

研
培

養

育

成

研

究

施

究

施

設

細
胞
器
官
培
養
室
人
工
気
象
室
実
験
圃
場
下 等 真 核 細 胞 培 養 室
大 型 ス ペ クト ロ グ ラ フ 室
電
子
計
算
機
室

形 質 転 換 生 物 研 究 施 設
情 報 生 物 学 研 究 センタ ー
技

術

設

課

岡崎統合バイオサイエンスセンター

■
■
■
■

時 系 列 生 命 現 象 領 域Ⅰ・発 生 遺 伝
時 系 列 生 命 現 象 領 域Ⅱ・分 子 発 生
生 命 環 境 研 究 領 域Ⅰ・生 命 環 境
生 命 環 境 研 究 領 域 Ⅱ・植 物 発 生

計 算 科 学 研 究 セ ン タ ー
動

物

実

験

セ

ン

タ

ー

ア イ ソト ー プ 実 験 セ ン タ ー

■ 分
■ 洗
■ 廃

析
滌
棄

物

処

理

室
室
室

■ 電 子 顕 微 鏡 室■ 機 器 研 究 試 作 室

基礎生物学研究所

要覧 2006

7

研究内容

細胞生物学領域

www.nibb.ac.jp/celmech/

高次細胞機構研究部門

それを用いて各組織における遺伝子発現プロファイルを明らかにしている。これらポストゲノム解析から，ペルオキシソー
ム機能分化に関わるタンパク質リン酸化酵素や新規代謝系の存在が明らかにされつつある。

発

芽子葉は陽にあたると緑化し，また木の葉は秋になると紅葉する。こうした植物の営みには，細胞内オルガ

ネラの機能および形態の変動が伴っている。緑化にはエチオ
プラストからクロロプラストへの，また紅葉にはクロロプラ
ストからクロモプラストへの転換が生じ，葉の色が変わっていく。このようなオルガネラの変換は，植物細胞の成長・分化に伴って頻繁に観察される現象であり，オルガネラ分化の可塑性として捉えられる。このオルガネラ分化の可塑性こそが植物細胞分化の特徴である柔軟性を支える基本的性質とみなすことができる。本研究部門では，分子から植物個体まで巾広いレベルから高等植物におけるオルガネラ分化の可塑性を理解することを目指している。

ペルオキシソームの機能変換
暗所で発芽した幼植物体は光照射により緑化し，光合成によって成長に必要なエネルギーを得ることになる。この緑化過程には，クロロプラストの発達のみならず，他の構成オル
ガネラの機能も大きく変動する。一重膜で囲まれたオルガ
ネラのペルオキシソームでは，糖新生に関与するグリオキシ
ソームが光合成に関与する緑葉ペルオキシソームへと機能転換する。一方，セネッセンス（老化）時には，緑葉ペルオキ
シソームからグリオキシソームへの全く逆の機能転換が起こることを見いだし，このペルオキシソームの機能変換が可逆的であることを明らかにしている。これまで，このペルオキ
シソーム機能変換の可逆性を支える新規の機能分子を同定するとともに，この機能変換がペルオキシソームタンパク質の遺伝子発現，mRNA のスプライシング，細胞内輸送，ペルオキシソーム内でのタンパク質分解という各段階で調節されていることを示してきた。また，シロイヌナズナのペルオキ
シソーム機能欠損変異株（文献 2）やペルオキシソーム形態
不全変異株（文献 5）を用いたペルオキシソーム機能分化の8

図 1. ペルオキシソームタンパク質の輸送に関与する 2 つの PEX タ
ンパク質
GFP に よ り ペ ル オ キ シ ソ ー ム を 可 視 化 し た シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ 植 物
体 GFP-PTS1 (A) を親株として変異処理を行い，GFP 蛍光のパターンが異なるペルオキシソーム形態不全変異株 apm (aberrant
peroxisome morphology) を選抜した (B, C)。apm2 (B)，apm4(C) 変異体は共に GFP の蛍光がペルオキシソームだけでなくサイト
ソルでも観察されることからペルオキシソームへのタンパク質輸送が低下している。これらの植物体は矮性を示し (D)，APM2，APM4遺伝子は，それぞれ PEX13，PEX12 をコードしていた。PEX12遺伝子と GFP との融合遺伝子を RFP-PTS1 と共に一過的にシロイ
ヌナズナの根で発現させると，PEX12 を示す緑のシグナルが，ペルオキシソームマトリクスを示す赤のシグナルを囲むように観察され (E，GFP-PEX13 の場合も同じ蛍光パターンを示す )，APM2/
PEX13，APM4/PEX12 がペルオキシソーム膜上でタンパク質輸送に関与していることが明らかとなった。バーは (A)，(B)，(C) が20 μ m。(E) が 1 μ m。

解析や，ペルオキシソーム形成の鍵となるペルオキシンタン

PEX 遺伝子はさまざまな生物で解析が進んでいるペルオ

パク質群の機能解析に加え，高純度に精製したシロイヌナズ

キシソーム制御遺伝子の総称で，PEX1 をはじめ，30 を越ナのペルオキシソームを用いたプロテオーム解析によりペルえる遺伝子が知られている。シロイヌナズナのゲノムデータ

オキシソームの構成成分を網羅的に同定し，ペルオキシソー

ベースの検索から，全部で 21 個の PEX 遺伝子候補を同定

ム局在タンパク質の組織別発現マップを作成している。さらした。RNAi 法によって，これらの遺伝子のノックダウン株にシロイヌナズナゲノム配列から推測されるペルオキシソーを作製し，各 PEX 遺伝子産物の機能解析を行っている（文ム局在タンパク質遺伝子のマイクロアレイを独自に作製し，献 4）。また，ペルオキシソームが GFP で可視化された植物

基礎生物学研究所 要覧 2006

体を親株として変異処理し，ペルオキシソーム形態が異常にた。これらの細胞死が起こる前に液胞が崩壊することから，なった変異体を選抜し解析を進めている（図 1）。これらの

VPE による液胞崩壊が PCD を引き起こすことが示唆され変異体およびノックダウン株の解析から，ペルオキシソーム

た。植物のプログラム細胞死に関わるプロテアーゼを初めて機能および形成に関与する新たな分子が同定され，それらの同定するとともに，植物のカスパーゼ活性の実体が VPE に

機能解析からペルオキシソームを介した植物の高次機能発現よるものであることが初めて示された（文献 3）。

機構が明らかになりつつある。

液胞の機能変換
高等植物の液胞は形態的にも機能的にも大きく変動する能力を備えている（文献 1）。この液胞の機能変換機構の解明について研究を進めている。種子には，2S アルブミンなどの貯蔵タンパク質を蓄積するタンパク質蓄積型液胞が存在している。このタンパク質蓄積型液胞への貯蔵タンパク質の輸送に特殊な小胞が関与していることを見出し，PAC(precursor-accumulating) 小胞と命名した。PAC 小胞は登熟期の種子に多くみられる。一方，2S アルブミンを改変したタンパク質を大量発現させることで葉などに PAC 小胞を誘導することができる。現在，シロイヌナズナを用いて PAC
小胞の形成に関わる因子の解析を行っている。
小胞体 (ER) を GFP で可視化することで，小胞体由来の新規オルガネラ，ER ボディを発見した。ER ボディは幼植

図 2. ER ボディは幼植物体の表皮細胞に局在する
GFP により小胞体を可視化した形質転換シロイヌナズナの幼植物体の表皮を観察した。ほぼ全身に ER ボディが見られる。( Ａ ) 子葉。( Ｂ )物体の表皮細胞に多く見られる（図 2）。成長した植物ではER ボディが見られないが，傷害で誘導される。このことから，胚軸。( Ｃ ) 根。

ER ボディは食害や病害に対する防御の働きがあると考えられる。bHLH 型の転写制御因子，NAI1 が ER ボディ形成に

参考文献
1. Nishimura, M., and Beevers, H. (1979). Hydrolysis of protein in
vacuoles isolated from higher plant tissue. Nature 277 , 412-413.
2. Hayashi, M., Nito, K., Toriyama-Kato, K., Kondo, M., Yamaya ,T., and Nishimura, M. (2000). AtPex14 maintains peroxisomal
functions by determining protein targeting to three kinds of plant
peroxisomes. EMBO J. 19 , 5701-5710.
3. Hatsugai, N., Kuroyanagi, M., Yamada, K., Meshi, T., Tsuda, S.,
Kondo, M., Nishimura, M., and Hara-Nishimura, I. (2004). A plantvacuolar protease, VPE, mediates virus-induced hypersensitive cell
death. Science 305 , 855-858.
4. Hayashi, M., Yagi, M., Nito, K., Kamada, T., and Nishimura, M.
(2005). Diﬀerential contribution of two peroxisomal protein receptors
to the maintenance of peroxisomal functions in Arabidopsis. J. Biol.
Chem. 280 , 14829-14835.
5. Mano, S., Nakamori, C., Nito, K., Kondo, M. and Nishimura, M.
(2006). The Arabidopsis pex12 and pex13 mutants are defective inboth PTS1- and PTS2-dependent protein transport to peroxisomes.
Plant. J. in press.

関わることが知られており，現在，ER ボディの誘導，形成，崩壊に関与する因子の単離，解析を試みている。
液胞プロセシング酵素 (VPE) はアスパラギンまたはアス
パラギン酸残基の C 末端側を特異的に切断するプロテアー
ゼで，液胞タンパク質の成熟化に関与する。最近，私たち
は VPE の新しい機能を見いだした。動物のプログラム細胞死に関わるカスパーゼは植物には存在しないが，植物のプログラム細胞死 (PCD) においてカスパーゼ活性が検出される。
VPE はカスパーゼ活性をもつことがわかった。VPE の発現が低下したタバコでは PCD の一つである過敏感細胞死が抑えられた。また，VPE が欠損したシロイヌナズナではカビ
毒素 (FB1) による細胞死が押さえられた。一方，シロイヌ
ナズナの新しい VPE ホモログ，δ VPE は珠皮特異的に発現し，δ VPE 欠損株では珠皮の PCD が遅れることがわかっ

STAFF

技術課技術職員

技術支援員

近藤

中森ちひろ
義則 有美
鈴木
育
深澤美津江
加藤 恭子
仁科 桃子
佐藤 世理

真紀

博士研究員

神垣あかね
及川 和聡
CHRISTELLER, John
総合研究大学院大学院生

西村
教

幹夫
授

林

誠
助教授

真野

昌二

助 手

山田

健志

助 手

新井

祐子

研究員

小笠原希実
後藤 志野

事務支援員

上田 千弦
久保木悠子

基礎生物学研究所

要覧 2006

9

研究内容

細胞生物学領域

www.nibb.ac.jp/enehen/

分子細胞生物学研究部門
オートファジーに関与する ATG 遺伝子群
酵母は遺伝学的な手法に優れ，細胞内の複雑な現象を分子レベルで理解する上で先導的な役割を果たしてきた。我々はオートファジーの分子機構を解明するため，酵母のオー
トファジー不能変異株（apg 変異株）を分離し，それをもと
然界において，生命体は常に栄養の枯渇の危険性に晒に，オートファジーに関わる 16 個の APG 遺伝子を同定しされており，飢餓環境下にいかに生き延びるかは，極た。最近これらオートファジー関連遺伝子を ATG と呼ぶこ

めて重要な問題である。オートファジー（Autophagy）はとが国際的に合意された。これらの遺伝子産物の解析を進め

自そのような栄養飢餓に対する適応機構の１つであり，広く真た結果，Atg タンパク質が４つの機能群を形成していること

核生物に保存されている。生物は外界の栄養源の飢餓を関知が明らかとなった。これらはユビキチン様のタンパク質修飾

すると，自己細胞の細胞質の構成成分やオルガネラをリソシステム（後述），タンパクキナーゼ複合体，ホスファチジ

ソーム / 液胞内で分解し，その分解産物をリサイクルして飢

ルイノシトール３リン酸 (PI3) キナーゼ複合体からなり，全餓耐性の細胞の再構築に用いる。細胞内のタンパク質は常にての反応系が正常に作動することがオートファジーの進行に合成と分解のバランスの上に成り立っており，バルクのタン必須である。しかし，それぞれの反応系がいかに時間的空間

パク質分解を担うオートファジーの生理的な役割は生命活的に制御され，オートファゴソーム形成過程で働いているの動の様々な局面に重要な働きをしていることが近年明らかとかは未だほとんど分かっていない。我々は Atg タンパク質のなっている。例えば我々の肝細胞では，空腹時に活発なオー細胞内局在を系統的に調べ，多くの Atg タンパク質が Pre-

トファジーが誘導され，血糖値の維持が図られている。酵母

autophagosomal structure (PAS) と呼ばれる液胞近傍の構造

細胞では，窒素源の枯渇を引き金として胞子形成が誘導され体に集積していることを明らかにしてきた。現在，PAS 形

るが，このように細胞分化には既存のタンパク質のオート成における Atg タンパク質間の機能ネットワークを明らかに

ファジーによる大規模な分解が不可欠である。
細菌感染，
様々

すべく，局在解析，遺伝的・物理的相互作用，Atg タンパクな病態との関係も注目を集めている。我々の研究室はオート質の構造機能相関に焦点を当てた研究を進めている。オート

ファジーの分子機構解明を目指して様々な手法を駆使して研ファジーに必須なタンパク質キナーゼ Atg1 の制御機構，オー究を進めている。

トファジーの膜動態に関わる PI3 キナーゼに関しても詳細な解析を進めている。

モデル細胞，酵母のオートファジー

オートファジーに必須なユビキチン様タンパク質

酵母細胞は栄養飢餓に応答してオートファジーを誘導す

我 々 は ４ つ の Atg タ ン パ ク 質 が 新 し い タ ン パ ク 質 の 結る。酵母のオートファジーは窒素（アミノ酸），炭素，イオウ，合反応に関与していることを見出した。Atg12 タンパク質

リン酸など様々な飢餓によって誘導される。

(Atg12p) は C 末 端 の Gly 残 基 を 介 し て Atg5p の 中 央 に あ

オートファジーをめぐる最大の課題はオートファジーに伴る Lys 残基の側鎖とイソペプチド結合を形成する。この結う膜動態の解明である。オートファジーの膜動態は従来解析

合体の生成はオートファジーの進行に必須である。Atg12pが進んできた小胞輸送系とは明らかに異なっており，細胞内の結合反応はユビキチン経路と類似の反応からなっており，に新たなコンパートメント，オートファゴソームを形成する

Atg7p，Atg10p はその Atg12p の活性化（E1 酵素）と結合過程が誘導される。細胞質の一部を取り囲む二重膜のオート反応（E2 酵素）に関与している（図 1）。構造解析の結果，ファゴソーム膜が何に由来し，どのように形態形成されるのAtg12p が実際にユビキチン様タンパク質であることが明らか，いかにして液胞／リソソームと特異的に融合するのか，かとなった。構造情報をもとに，さらに詳細な機能解析が進

オートリソソーム内でなぜオートファジックボディ膜が容易みつつある。第２のユビキチン様タンパク質 Atg8p は，プロに分解されるのか，オートファジーの進行がどのように制御

テアーゼ Atg4p によって C 末端 Arg が切断された後 Atg7p

されているのかなど，興味深い課題が数多く残されており，によって活性化を受け，特異的 E2 酵素 Atg3p に結合した後，常に挑戦が求められている。

最終的にリン脂質ホスファチジルエタノールアミンに結合する（図 1）。これら２つの新しいユビキチン様反応系は真核生物に広く保存されている。現在 2 つの系の相互関係，結合体形成の意味を in vitro 再構築系を用いて解析を進めている。

10

基礎生物学研究所 要覧 2006

に必須であり，オートファゴソームの前構造である隔離膜の伸長に関わっていることを見いだした。さらに Atg5-GFPの実時間観察により，生細胞の中でオートファゴソームが形成される過程の可視化にも成功した。
一方，植物の生活環において，液胞での分解は重要な役割を果たしていることが予想され，実際 ATG 遺伝子を欠損したシロイヌナズナは，飢餓応答に異常をきたし，枯死の進行が促進される。さらに，植物においても GFP-Atg8p によりオートファジーを可視化する系を確立し，植物個体においてもオートファジーの生理的意義が解明されつつある（図 2）。

図 2．atatg 変異株はオートファジー能を欠損している

図 1．Atg タンパク質の機能

野生株（A）と atatg4a4b-1 変異株（B）の根にコンカナマイシン
A を処理した。野生株の液胞の中にはミトコンドリアやゴルジ体や小胞体といったオルガネラに加え，細胞質を含むオートファジックボ

オートファゴソーム形成に関わる１６個の Atg タンパク質群は相互作用をする４つの機能単位からなっている。

ディが多数観察されるが，atatg4a4b-1 変異株では観察されない。
バーは 10µm。

参考文献
1. Takeshige, K., Baba, M., Tsuboi, S., Noda, T., and Ohsumi, Y. (1992).
Autophagy in yeast demonstrated with proteinase-deﬁcient mutants
and its conditions for induction. J. Cell Biol. 119 , 301-311.
2. Mizushima, N., Noda, T., Yoshimori, T., Tanaka, T., Ishii, T., Gerge,
M. D., Klionsky, D. J., Ohsumi, M., and Ohsumi, Y. (1998). A novel
protein conjugation system essential for autophagy. Nature 395 ,
395-398.
3. Ichimura, Y., Kirisako, T., Takao, T., Satomi, Y., Shimonishi, Y.,
Ishihara, N., Mizushima, N., Tanida, I., Kiminami, E., Noda, T.,
and Ohsumi, Y. (2000). Ubiquitination-like system mediates novel
protein lipidation, Nature 408 , 488-492.
4. Mizushima, N., Yamamoto, A., Hatano, M., Kobayashi, Y., Kabeya,Y., Suzuki, K., Tokuhisa, T., Ohsumi, Y., and Yoshimori, T. (2001).
Dissection of autophagosome formation using Apg5-deﬁcient mouseembryonic stem cells. J. Cell Biol. 152 , 657-668.
5. Yoshimoto, K., Hanaoka, H., Sato, S., Kato, T., Tabata, S., Noda,
T., and Ohsumi, Y. (2004). Processing of ATG8s, ubiquitin-likeproteins, and their deconjugatioin by ATG4s are essential for plant
autophagy. Plant Cell 16 , 2967-2983.

酵母におけるオートファジーの生理機能
オートファジーがいかなる生理機能を果たしているかについても，分解基質の選択性の問題，ミトコンドリアの分解への関わり，飢餓下の細胞死などについて検討を開始した。

多細胞系のオートファジー
オートファジーは多細胞生物ではさらに多面的な生理的意
義をもつとの予想のもとに，我々は酵母で得られた知見を，高等動植物へと発展させた研究も行っている．酵母で同定された ATG 遺伝子の多くは，高等動植物にもホモログが存在する。哺乳動物の Atg8 ホモログである LC3 は，動物細胞オー
トファゴソームの初めての指標タンパク質として多くの解析に用いられている。また，我々は Atg5 ノックアウト ES 細胞を構築し，Atg12 結合系が哺乳動物でもオートファジー

STAFF

技術課技術職員

壁谷

大隅
教

良典
授

鎌田
助

芳彰
手

鈴木
助

邦律
手

中戸川
助

手

仁

小原

圭介

研究員

幸子

原島
川俣

俊明
朋子

博士研究員

特別協力研究員

奥
公秀
山本
林
関藤 孝之
吉本 光希
花田 孝雄
藤木 友紀
大根田 守

馬場

美鈴

総合研究大学院大学院生

陰山
大岡

技術支援員

市川
近藤

理恵
千香

事務支援員

附柴
原

久美
洋子

卓哉
杏子

基礎生物学研究所

要覧 200611

研究内容

細胞生物学領域

細胞増殖研究部門( 客員部門 )細胞増殖研究部門では，平成 15 年 4 月より大阪大学大学
院医学系研究科教授 長田重一先生を客員教授として迎えた。
長田重一教授はサイトカインによって誘導される細胞の増殖，分化，細胞死の分子機構，その生理作用などの研究を通じ，これまでに数多くの業績を上げてこられた。これらの業
績の中にはヒトインターフェロン遺伝子の単離，ヒト顆粒球
コロニー刺激因子遺伝子の単離など，分子生物学の正統的手法を駆使した多くの生体活性物質の発見がある。しかし注目すべきは，最近の細胞死の分子機構に関する研究で，生化学に対する「死化学」の構築というべき新しい生命に関する概
念の実体を明らかにし，分子生物学に新たな一面を加える大業績をあげてこられた。基礎生物学研究所においては客員教
授として研究所の運営，将来計画等に対しご助言を頂く。
( 文責 勝木元也 )S T A FF

長田

重一

客員教授
（大阪大学大学院 生命機能研究科）

12

基礎生物学研究所 要覧 2006

酒巻

和弘

客員助教授
（京都大学大学院 生命科学研究科）

細胞生物学領域

研究内容

細胞構造研究室

細胞内には細胞骨格と呼ばれる繊維状構造物がはりめぐらされている。アクチン繊維や微小管といったものがそうだ。このうち微小管は中心体から細胞周辺に伸びている。
小胞前駆体はこの微小管にそって細胞中心あるいは細胞周辺
図 1. フラグメント A の構造に運ばれる。細胞骨格は幹線鉄道，幹線道路としての役割も

4 つ の Walker モ ジ ュ ー ル（ピンク）と 2 つの AAA モ
ジュール（グリーン）から果たしている。日本を一つの細胞と考え，中心体を東京駅とすると幹線鉄道には下り列車と上り列車がある。ダイニンはなるダイニンのモーター領域（フラグメント A）

上り列車だ。下り列車に相当するのがキネシンであるが，キネシンの中には上り列車になるものがある。
繊毛や鞭毛の横断面の電子顕微鏡写真では中心に 1 本の（精子運動活性化コンプレックス）のモデルを示している。

微小管と周辺にある９本のダブレット微小管と中心にある一

こうした研究を通して鞭毛運動における屈曲波形成と伝搬の対の中心小管からできている。またダブレット微小管からは仕組みを分子レベルで明らかにしようとしている。

アームと呼ばれるハンマー状のものが 2 本出ている。これ

Tctex1

Smoac

を外腕アーム，内腕アームと呼んでいる。これらのアームがダイニンだ。
ダイニンは繊毛の運動モーターとして発見されたが，抗体を用いた研究から細胞質にも存在することが明らかになった。前者を軸糸ダイニン，後者を細胞質ダイニンと呼んでいる。例えば細胞では微小管は中心体より細胞周辺へとのびている。細胞質ダイニンは細胞質にあっては周辺部から中心部へと微小管をレールとして積荷を運ぶ。同じように精子では頭部より鞭毛がのびている。軸糸ダイニンは積荷（この場合自分が結合している周辺微小管）を隣の周辺微小管をレールにして頭部へと運ぶ。ただ軸糸ダイニンの場合この動きは無制限でなく構造的な制約を受けている。この時に屈曲が形成されると考えられている。
ウニ精子ダイニンは分子量が 150 万に及ぶ巨大で複雑なタンパク質である。分子量 50 万の 2 つの重鎖，8 万から12 万の 3 つの中間鎖，3 万以下の 6 つの軽鎖よりできている。
重鎖は酵素活性があり，ATP のエネルギーを力に変える
分子モーターだ。クローニングの結果，ATP を結合すると予測される配列が分子中央に 4 つあった。その後イーストの全ゲノム配列が決定されたことにより AAA- ファミリー

Dimer の Tctex2

Tctex2
図 2. Smoac 形成のモデル

ダイニン軽鎖は Smoac を形成し鞭毛運動開始の際情報を重鎖に伝達する役目を果している。
参考文献
1. Ogawa, K. (1991). Four ATP-binding sites in the midregion of theβ -heavy chain of dynein. Nature 352 , 643-645.
2. Ogawa, K., Kamiya. R., Wilkerson, C.B., and Witman, G.B. (1995).
Interspecies conservation of outer arm dynein intermidiate chain
sequences defines two intermidiate chain subclasses. Mol. Cell
Biol. 6 , 685-696.
3. Ogawa, K., Takai, H., Ogiwara, A., Yokota, E., Shimizu, T., Inaba,K., and Mohri, H. (1996). Is outer arm dynein intermediate chain 1
multifunctional? Mol. Cell Biol. 7 , 1895-1907.
4. Ogawa, K. and Inaba, K. (2003). Sperm motility-activating complex
formed by t-complex distorters. Biochem. Biophys. Res. Commun.
310 , 1155-1159.

に属することがわかり，分子の C 端に更に 2 つの AAA- モ
ジュールが同定され，結局重鎖は 6 つの AAA- モジュールがS T A FF

分子内でヘキサマーを作っていると推測された（図 1）。このヘキサマーこそ運動モーター部分であり，1973 年に発表したフラグメント A に他ならない。
中間鎖にはチオレドキシン活性があり，重鎖の活性を制御していると考えられている。WD 配列をもった中間鎖は細胞質ダイニンにも存在する。また軽鎖（Tctex2 ホモログ）はリン酸化されることでダイニンの活性化に関与していると考

小川

和男

助教授

えている。図 2 は Tctex1 と Tctex2 から形成される Smoac

基礎生物学研究所

要覧 2006

13

研究内容

細胞生物学領域

細胞社会学研究室

動（A）

物の発生とは一つの受精卵から分裂，増殖をしながらいろいろな種類の細胞に別れていく過程である。その（B）過程の中では均一な細胞集団の中から異なる性質を持つ細胞へ別れて行く。この過程，もしくはその結果を細胞分化と呼ぶが，この分岐に関与する遺伝子の中に細胞運命決定遺伝子と呼ばれているものがある。
動物の器官は決まった種類の複数の細胞から出来上がって図１. 母親の赤血球を食べる栄養芽細胞の電顕像 (A) と光顕像 (B)いる。その上，それぞれの細胞種の比率は恒に一定に保たれている。これはその器官を構成する細胞間に相互に監視する機構が存在すると考えられる。我々は器官形成における細胞

食作用は胎盤が機能する胎児に栄養を供給するためだと考えられている。

の種類，及びその数の決定に細胞運命決定遺伝子（Ｎｏｔｃｈ）が関与していると考え，その機能を探ることによって器官形成のメカニズムを解明しようとしている。
図 ２. Notch2 の 変 異体の中腎胎盤の形態形成

この変異体では中腎細哺乳類の胎児の生長には胎盤は不可欠な組織である。胎児管の構造が全く作られていない。繊維芽細胞
が上皮細胞に変換する

は胎盤を通して母親から栄養物，酸素等を受け取り，その代謝物を母親に渡す。その目的のために母親の血液が胎児由来能力が全く欠如しているわけではなく，この変換を進める因子が欠の栄養芽細胞の間を流れ，それらの栄養物等を胎児の全身に流すための胎児の血管が胎盤の中に細かく張り巡らされてい如していると考えられる。

る。細胞運命決定遺伝子の変異体では母親の血流が不完全であることが判明している。また母親の血球と栄養芽細胞とが相互作用することが知られている（図１）。しかしながら母親の血流が胎盤内で作られる仕組みや，母親と胎児の血液が混ざり合わない仕組みにこの遺伝子の関与を示唆する結果はあるが，その機構はよく解明されていない。胎盤の形態形成には興味深い生物現象が多く含まれているので，その中の一つでも解明できればと考えている。

腎臓の形態形成
中腎は哺乳類では泌尿器系統の発生においてのみ見られ，腎としての機能はその後発生する後腎が担当することになる。中腎は雌では退化し，雄では精巣上体として残る。

参考文献
1. Hamada,Y.,Kadokawa,Y.,Okabe,M.,Ikawa,M.,Coleman,J.R., andTsujimoto,Y.(1999). Mutation in ankyrin repeats of the mouse
Notch2 gene induces early embryonic lethality. Development 126 ,3415-3424.
2. Saito,T.,Chiba,S.,Ichikawa,M.,Kunisato,A.,Asai,T.,Shimizu,k.,Yamaguchi,T.,Yamamoto,G.,Seo,S.,Kumano,K.,NakagamiYamaguchi,E.,Hamada,Y.,Aizawa,S.,and Hirai,H.(2003). Notch2
Is Preferentially expressed in mature B cells and indispensable for
marginal zone B lineage development. Immunity 18 , 675-685.
3. Kumano,K.,Chiba,S.,Kunisato,A.,Sata,M.,Saito,T.,NakagamiYamaguchi,E.,Yamaguchi,T.,Masuda,S.,Shimizu,K.,Takahashi,T.,Ogawa,S.,Hamada,Y., and Hirai,H.(2003). Notch1 but Not
notch2 Is essential for generating hematopoietic stem cells fromendothelial cells. Immunity 18 , 699-711.

中腎は中胚葉性の細胞のみから作られる。その中の管構造は繊維芽細胞が上皮細胞に変換して出来上がる。繊維芽細胞

S T A FFから上皮細胞への変換は血管内皮細胞の形成等にもみられる現象である。細胞運命決定遺伝子の変異体ではこの変換が全く行われないことが判明しているので（図２），この変異体マウスを使ってその変換のメカニズムを主として細胞レベルで解明したい。
濱田助

14

基礎生物学研究所 要覧 2006

義雄
手

基礎生物学研究所

要覧 2006

15

研究内容

発生生物学領域

www.nibb.ac.jp/repbio/

生殖生物学研究部門

遺伝子発現が高まる。この Foxl2 のドミナント・ネガティ
ブミュータントを導入したトランスジェニックティラピアの一部は完全に性転換を起こし，雄となった。従って魚類では，
Foxl2 と芳香化酵素の働きにより XX 生殖腺で特異的につくられるエストロゲンが卵巣の分化に中心的な役割を果たす

生

殖生物学研究部門では，性決定 / 分化 / 転換，およびと考えられる。一方，遺伝的雄 (XY) の性分化期前の生殖腺

配偶子形成を制御する分子種の同定とそれら因子の生で，ステロイド代謝酵素の発現は明確ではなく，かわって，成と作用の分子機構の解明に重点を置き研究を進めている。

DMRT1 が雄特異的な発現を示すことから， 魚類の精巣分化研究対象としては，卵生から胎生まで様々な生殖様式を示には DMRT1 が重要な役割を果たすと考えられる。今後，全し，生殖研究に優れた生物モデルとなる魚類を用いている。

雌，全雄ティラピアを用いて，形態的性分化期に先だち起こ

これまでの研究から，メダカの性決定遺伝子，配偶子形成をるステロイド代謝酵素と DMRT1 の雌雄差発現の機構を詳制御するステロイド性因子，およびヒトデの生殖巣刺激物質

しく解析する必要がある。

が同定された。現在，これらの因子の作用メカニズムを明らかにする研究が展開されている。

サンゴ礁に生息するオキナワベニハゼ (Trimma okinawae )は，社会構造の変化により自然条件下で双方向の性転換を行う。我々は，同様な機能的性転換を実験室内でも誘導できる系を確立した ( 雌から雄への性転換は 5 日間，逆に雄から雌性決定と生殖腺の性分化 / 性転換

への性転換は約 10 日間 )。この実験系を駆使して，1) このメダカの性決定遺伝子 : 我々は最近，哺乳類と同じ XX/XY

魚の性転換が個体の大きさをもとに視覚によって起こるこシステムで性決定がなされるメダカ (Oryzias latipes ) から脊と，2) 視覚刺激の入力から 8 時間以内に性行動の転換，12

椎動物で二番目となる性決定遺伝子 DMY を発見した（新潟

時間以内に生殖腺における生殖腺刺激ホルモン受容体遺伝子

大学酒泉満教授らとの共同研究）。この遺伝子は，哺乳類のの急激なシフトが起こることを明らかにした。オキナワベニ

性決定遺伝子 SRY/Sry とはまったく構造が異なり，ショウ

ハゼは，性転換の分子メカニズム，性的可塑性の分子基盤をジョウバエと線虫の性発達に関わる DM ドメインを持つこ

明らかにするための優れた研究モデルとなる。

とから DMY (DM-related gene on the Y chromosome) と命

また我々は，生殖細胞の起源や分化の問題についても研究を名された ( 文献 5)。DMY 遺伝子は性分化期の XY 生殖腺の進めており，生殖細胞に特異的発現を示す Vasa や Nanos 遺

セルトリ細胞に発現する。遺伝的雌 (XX) に DMY を導入し伝子を利用して 光る生殖細胞 をもつトランスジェニックメ

たトランスジェニックメダカでは，DMY が生殖腺体細胞にダカを世界に先駆けて作製することにも成功した（文献 4）。

発現して雄となり ( 図１)，正常な精巣が形成される。また，遺伝的雄 (XY) で DMY をノックダウンすると性分化期の生配偶子形成殖腺で雌特異的遺伝子が発現するようになる。DMY の作用

ゴナドトロピン放出ホルモン : 配偶子形成と性行動はともメカニズムを明らかにすることが今後の中心的課題である。

に，脳内で合成されるゴナドトロピン放出ホルモン (GnRH)







のはたらきにより引き起こされる。我々は， GnRH を産生するニューロンを可視化したトランスジェニックメダカを作製することに成功し，これにより，同ニューロンの発生機構







図 1. 遺伝的雌 (XX) に DMY を導入したトランスジェニックメダカの表現型は雄 (B，尻鰭大，矢印 )。正常の雌 (A，尻鰭小，矢印 ) と雄 (C，尻鰭大，矢印 ) のメダカ。

を in vivo で解析することが可能になった。同トランスジェ
ニックメダカを用いて， ヒトの生殖不全疾患であるカールマン症候群の原因遺伝子 KAL1 のメダカホモログのノックダウンを行ったところ，初期発生過程における GnRH ニュー

16

生殖腺の性分化 / 性転換 : 可塑的な性を示す魚類は，性ロンの移動が阻害されることが明らかとなった（図 2）。こ決定 / 分化に関する格好な研究モデルとなる。ティラピアの結果は，KAL1 が初期発生過程における GnRH ニューロ

(Oreochromis niloticus ) の遺伝的雌 (XX) を孵化直後から内ンの移動を制御していることを証明するとともに，GnRH ト

因性エストロゲンの生成やエストロゲン受容体の働きを抑ランスジェニックメダカが，これまで存在しなかったカール

制すると，遺伝的雌は機能的雄に不可逆的に性転換する。まマン症候群の in vivo モデルとして有用であることを示してた，XX 生殖腺では卵巣分化に先立ち Foxl2 と芳香化酵素のいる（文献 7）。

基礎生物学研究所 要覧 2006

A

pectinifera ) の放射神経から生殖巣刺激物質 (GSS) を精製し，B

その化学構造を決定した。ヒトデの GSS は，分子量 4737
で，2 本のペプチド鎖 (24 アミノ酸の A 鎖と 19 アミノ酸のB 鎖 ) からなるヘテロダイマーであり，脊椎動物の生殖腺刺激ホルモとはまったく異なる化学構造を示す。化学合成した
図 2. メダカ KAL1 ホモログのノックダウンにより，初期発生過程における GnRH1 ニューロン ( パネル A，矢印 ) と GnRH3 ニューロン ( パネル B，矢印 ) の移動が阻害される。

A 鎖と B 鎖をジスルフィド結合によりダイマー化させた合成ペプチドをヒトデに投与することで卵成熟と放卵が誘起されたことから，GSS がヒトデの生殖腺刺激ホルモンである
ことが確かめられた。GSS は無脊椎動物で単離，同定され卵の成熟 : 先に我々が脊椎動物で最初にサケ科魚類アマた最初の生殖腺刺激ホルモンである。

ゴ (Oncorhynchus rhodurus ) の 卵 巣 か ら 単 離， 同 定 し た
17 α，20 β - ジヒドロキシ -4- プレグネン -3- オン (17 α，20 β -DP) は，今では多くの魚類で共通の卵成熟誘起ホル
モンとして知られる。17 α，20 β -DP は，生殖腺刺激ホ
ルモン (GTH) の作用で，卵成熟期の濾胞組織を構成する莢
膜細胞と顆粒膜細胞の協同作用 (2 細胞型モデル ) によりつくられ，卵表に作用して卵成熟を誘起する（文献 3）。このように 17 α，20 β -DP はステロイドでありながら，膜受容体を介して作用することが特徴であり，すでに新規の 7回膜貫通型膜受容体遺伝子がその有力候補としてクローニングされた。17 α，20 β -DP が卵表に作用すると卵内に新しく卵成熟促進因子 (MPF，cdc2 キナーゼとサイクリンとの複合体 ) が形成される。キンギョ (Carassius auratus ) の未成熟卵には cdc2 キナーゼのみが存在し，サイクリン B は
卵に 17 α，20 β -DP が作用して後に新しく合成される。
サイクリン B mRNA は未成熟卵中にすでに存在し，17 α，20 β -DP はその翻訳を開始させる。MPF は受精時に不活性化されるが，この際のサイクリン B の分解に，活性型多機能性プロテアソームが関与する（文献 2）。
最近の研究から，内分泌かく乱物質の一種である DES が17 α，20 β -DP と同じく膜受容体を介して卵成熟を誘起させることが明らかになった（文献 6）。
精子の形成と成熟 : 日本産ウナギ (Anguilla japonica ) の未成熟精巣を利用した器官培養系 ( 精原細胞から精子に至る全

参考文献
1. Miura, T., Yamauchi, K., Takahashi, H., and Nagahama, Y. (1991).
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Biol. 22 , 1313-1322.
3. Guan, G., Todo, T., Tanaka, M., Young, G., and Nagahama, Y.
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Establishment of medaka (Oryzias latipes ) transgenic lines with theexpression of green ﬂuorescent protein ﬂuorescence exclusively ingerm cells: A useful model to monitor germ cells in a live vertebrate.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98 , 2544-2549.
5. Matsuda, M., Nagahama, Y., Shinomiya, A., Sato, T., Matsuda, C.,
Kobayashi, T., Morrey, C.E., Shibata, N., Asakawa, S., Shimizu, N.,
Hori, H., Hamaguchi, S., and Sakaizumi, M. (2002). A Y-speciﬁc,DM-domain gene, DMY, is required for male development in the
medaka (Oryzias latipes). Nature 417 , 559-563.
6. Tokumoto, T., Tokumoto, M., Horiguchi, R., Ishikawa, K., andNagahama, Y. (2004). Diethylstilbestrol induces fish oocyte
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K., Aida, K., and Nagahama, Y. (2006). Forebrain gonadotropinreleasing hormone neuronal development: insights from transgenic
medaka and the relevance to X-linked Kallmann syndrome.
Endocrinology 147 , 1076-1084.

精子過程を試験管の中で再現できる世界で唯一の in vitro 実
験系 ) を駆使して，精子形成開始の分子カスケードをつきとめた（文献 1）。
ヒトデの生殖腺刺激ホルモン : 我々は三田雅敏教授 ( 東京
学芸大学 ) との共同研究により，イトマキヒトデ (Asterina
STAFF

長濱
教

博士研究員

嘉孝
授

吉国

通庸

助教授

大久保範聡
助

手

BASU, Dipanjan
研究員

松田
勝
井尻 成保
酒井 章衣
司馬 桂君
柴田 安司
太田 耕平
鈴木 亜矢
宇佐美剛志
金子 裕代
王
徳寿
劉
恩良
PAUL, Bindhu

BHANDARI, Ramji Kumar
CHAUBE, Radha
BASU, Shakuntala
趙
浩斌

事務支援員

嶋田

個 別 研究ゆう

総合研究大学院大学院生

栗田加代子
周
林燕
技術支援員

高木千賀子
早川 利枝
平川 恵里
原
郁代
柴田恵美子

大野

薫

助 手

基礎生物学研究所

要覧 2006

17

研究内容

発生生物学領域

www.nibb.ac.jp/celdif/

性差生物学研究部門

生殖腺の形成に必要な遺伝子の相互関係
生殖腺の形成過程には種々の遺伝子の関与が知られているが，それらの遺伝子の相互関係は不明の部分が多い。この点を明らかにするためにはこれらの遺伝子の破壊マウスの表生

殖腺（精巣と卵巣）は動物の生殖活動にとって不可欠

現型や遺伝子破壊マウスを用いた遺伝的相互作用などの解な組織であり，その機能は視床下部 - 脳下垂体 - 性腺析が必要である。このような解析から Ad4BP/SF-1 遺伝子から構築される功妙な内分泌系によって調節されている。こと M33 遺伝子の間に遺伝的相互作用の存在を認めた。解析

の内分泌系における生殖腺機能の調節は極めて重要で，動物の結果，これらの遺伝子間には M33 遺伝子が Ad4BP/SF-1

個体の性分化に密接に関わる。性差生物学研究部門では，生遺伝子を正に制御することが示された。一方これまでに，殖腺で発現する遺伝子に着目し，その発現調節機構を明らか

Ad4BP/SF-1 遺伝子の構造を種々の観点から調べてきたとにすることで生殖腺における性分化機構，ならびに動物個体

ころ，Ad4BP/SF-1 遺伝子のその上流に存在する GCNF 遺の性分化機構の解明を目指している。

伝子の間には DNaseI に対し高感受性を示す領域，核マト
リックスの結合領域，インシュレータータンパク質の結合領域，ヒストンタンパク質のアセチル化の境界領域などが存在

生殖腺の形成と機能に必要な因子
我々は生殖腺の形成と機能維持に不可欠な転写因子としてし，二つの遺伝子の物理的境界を構成しているのではないかと考えられた ( 図１)。そこで，M33 の制御機構を明らかに

Ad4BP/SF-1 を同定し，その転写調節機構を研究してきた。
生 殖 腺 の 形 成 に は Ad4BP/SF-1 以 外 に も Dax-1，Sox9，
Emx2，M33 などの転写制御因子が不可欠であるが，これらの因子がいかなる相互関係のもとに生殖腺の形成に関与するかについては不明の点が多かった。そこで，性分化前後のマウス生殖腺から作製した cDNA ライブラリーを用い，これらの転写因子と相互作用する因子をツーハイブリッド法で検索した。このスクリーニングで得られた因子には種々の転写因子や，転写のコファクター，細胞増殖因子からのシグナル伝達に必要な因子などが存在した。得られた因子の解析を進めてきたが，その結果 Dax-1 は Ad4BP/SF-1 との相互作用
を通じて転写を抑制すること，またβ -catenin は Ad4BP/
SF-1 との相互作用を通じて転写活性を上昇させることで，Wnt シグナルによる転写の活性化を調節することなどを明らかにした。これらの転写関連因子以外に SUMO 化修飾因上 流 に 存 在 す る GCNF 遺 伝 子 の 間 に は 種 々 の 因 子 が 結 合 し，Ad4BP/SF-1 遺伝子との間に物理的な境界領域を構成していると考えられる。

子が相互作用することから，Ad4BP/SF-1 の SUMO 化につするために，この境界領域に対する M33 の結合を調べたといて検討した。興味深いことに Ad4BP/SF-1 は Sox9 と同

ころ，やはりこの領域に結合していることが明らかになり，様 に SUMO 化 さ れ， そ の 結 果 Ad4BP/SF-1 と Sox9 と の協調的な転写活性が抑制されることが示された。SUMO 化
Ad4BP/SF-1 を特異的に認識する因子の単離に成功した。
この因子解析から SUMO 化修飾の生物学的意義が明らかになると期待している。

18

図１. Ad4BP/SF-1 遺伝子領域の構造

基礎生物学研究所 要覧 2006

M33 が Ad4BP/SF-1 遺伝子を直接制御することが示された。Ad4BP/SF-1 遺伝子近傍の構造とそこに結合する因子群の解析が今後の課題である。

卵巣におけるダイオキシンレセプターの役割
ダイオキシンは種々の強力な毒性を示す化学物質として現代社会に登場した。近年，ダイオキシンが内分泌かく乱物質
として生殖毒性を示すと指摘されたが，そのメカニズムは不明であった。我々はダイオキシン受容体遺伝子破壊マウスの雌が高頻度に不妊になることに着目し，そのメカニズムを解析した。その結果，ダイオキシン受容体遺伝子破壊雌マウスには性周期の乱れと排卵数の減少が認められた。そこで，脳下垂体ホルモンと同時に女性ホルモン（エストロジェン）を投与すると排卵数の増加が観察された。この結果はエストロ

図２. ダイオキシンの生殖毒性

ジェン産生能の低下を示唆したが，確かにこの遺伝子破壊ダ イ オ キ シ ン (Ligand) は 受 容 体 (AhR) と 結 合 し， ア ロ マ
ターゼ遺伝子 (CYP19) を活性化することで，エストロジェン

雌マウスではエストロジェン産生の最終ステップの反応を担(Estradiol) 量を上昇させる。エストロジェンは受容体 (ER) と結合し，標的遺伝子 (Target Gene) の転写を活性化させる。

うアロマターゼ遺伝子の発現に異常が認められた。正常マ
ウスにおいては卵成熟の末期にアロマターゼの発現が上昇する。これに対し，遺伝子破壊マウスではその上昇が認められ

参考文献
1. Kitamura, K., Yanazawa, M., Sugiyama, N., Miura, H., Iizuka-Kogo,
A., Kusaka, M., Suzuki, R., Kato-Fukui, Y., Kamiirisa, K., Omichi,
K., Kasahara, M., Yoshioka, H., Ogata, T., Fukuda, T., Kondo, I.,
Kato, M., Dobyns, W.B., Yokoyama, M., and Morohashi, K. (2002).
Mutations of Arx/ARX cause abnormal migration and diﬀerentiationof GABAergic interneurons and abnormal development of testes
in mice, and X-linked lissencephaly with abnormal genitalia inhumans. Nature Genet. 32 , 359-369.
2. Komatsu, T., Mizusaki, H., Mukai, T., Ogawa, H., Baba, T.,
Shirakawa, M., Hatakeyama, S., Nakayama, K., Yamamoto, H.,
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Polycomb M33 is required for splenic vascular and adrenal glandformation through regulating Ad4BP/SF-1 expression. Blood 106 ,1612-1620.

なかったのである。これらの結果をもとにアロマターゼ遺伝
子の転写制御機構を調べたところ，実際にダイオキシン受容体が生殖腺の形成に不可欠とされる Ad4BP/SF-1 とともにアロマターゼ遺伝子の転写を活性化すること，また卵巣細胞
においてこれらの因子が相互作用し，かつアロマターゼ遺伝
子上に結合していることなどが明らかになった ( 図２)。すなわち，ダイオキシン受容体はリガンドの存在下にエストロ
ジェン産生の上昇を引き起こすことで，本来エストロジェンがない時期に高濃度のエストロジェンを供給するのである。
このメカニズムは，従来内分泌かく乱物質がエストロジェン
受容体と結合することでエストロジェン様作用を引き起こすと理解されてきたものとは全く異なる新たなメカニズムとして注目されるとともに，これまで不明であったダイオキシン
受容体の生物学的意義を明らかにした成果として注目され
る。

STAFF

技術課技術職員

総合研究大学院生

岡

桂

早苗

冨田

早苗

有加子
事務支援員

博士研究員

特別共同利用研究員

MOHAMAD, Zubair
小松 朋子
嶋
雄一
石丸 善康

宮林香奈子
横山智哉子

特別協力研究員

諸橋憲一郎
教

授

福井由宇子
助

手

小川

英知

助 手

馬場
研究員

崇

土屋
日下

恵
雅友

杉浦

未央

技術支援員

大脇亜希子
石川あずさ
小池ゆかり
郷野 弘江

基礎生物学研究所

要覧 2006

19

研究内容

発生生物学領域

www.nibb.ac.jp/morphgen/

形態形成研究部門

相同遺伝子 XPK が脊椎動物にも存在し，アフリカツメガエ
ルの原腸形成に必須の役割を担っていることを明らかにした（文献 4）。また，これまで原腸形成運動におけるβカテニン
非依存的 Wnt 経路の必要性は報告されていたが，その役割については不明であった。我々は胚の細胞において Wnt シ

動

物はひとつの受精卵が細胞分裂を繰り返して細胞の数

グナルがアクチン細胞骨格に作用し，突起形成など細胞運動を増やし，それぞれの細胞の性質を変えながら，生物に関わる活動に重要な役割を果たしていることを明らかにしとして固有の形づくり（形態形成）を行う。その過程には細た。また，原腸形成運動における細胞接着や細胞突起形成

胞同士のコミュニケーション，すなわち細胞間相互作用が必の基礎となる細胞表層アクチンが，胚の細胞においてアク須であることが知られている。細胞間相互作用には細胞増殖

チン結合タンパク質 MARCKS (myristoylated alanine-rich C

因子が介在し，シグナル伝達系を介して転写調節因子の働き

kinase substrate) によって維持されており，それによってを調節することによって細胞分化，細胞運動をダイナミック

Wnt シグナルによる細胞運動制御が可能となることを示したに制御する。我々はこの過程をプログラムとして理解し，動（文献 7）。さらにマイクロアレイや発現クローニング法に物種間で比較することによって，形態形成メカニズムの共通

よって原腸形成運動を制御する新規因子を同定し，その機能性，多様性に迫りたいと考えている。

解析を行っている。最近，Neurotrophin Receptor Homolog(NRH) が細胞のフィロポディア形成を促進し ( 図 1)，原腸形成運動に必須であることを明らかにした（文献８）。

原腸形成の分子機構

図 1. NRH はフィロポディ
ア形成を介して原腸形成運

原腸形成は生物の形づくりの根幹をなす必須の生命現象で動を制御する
通常フィロポディアを形成 し な い 外 胚 葉（AC） にある。原腸形成は単に腸を形成するための細胞運動ではな
く，そのダイナミックで協調した細胞運動によって三胚葉をその後の形態形成のために正しく配置させ，球形の受精卵をNRH を過剰発現するとフィ
ロポディア形成が促進される（NRH）。 逆 に 背 側 中 胚

頭尾軸に伸長した形態へと導く。この細胞運動は収斂と伸長（convergent extension）という細胞運動からなることが知葉 細 胞 (DMZ) で NRH モ
ル フ ォ リ ノ オ リ ゴ（NRHMo）を顕微注入すると，フィられている。胚の側方（左右）から細胞が正中線に向かって収斂し，左右からの細胞が互いに挿入し合うこと（intercala-

ロポディア形成が阻害され，原腸形成が異常になる。

tion）が前方に向かって伸長する原動力となる。これらの細胞運動はどのように制御されているのか，細胞自律的なプログラムなのか，細胞外からの刺激によるものなのか，その分20

脊索形成の分子機構

子機構についてはいまだに不明な点が多い。しかし最近，こ脊索はその名の由来が示すように脊索動物を特徴付ける最れらの細胞運動の分子機構が少しずつではあるが解明されつも重要な形質である。個体発生学的にみて初期発生過程の原

つあり，原腸形成運動は，細胞に組み込まれた自律的プログ

腸形成運動を担い神経誘導を引き起こす器官として，また系

ラムと言うよりはむしろ，細胞外シグナルを受けて，それに統発生学的にみて脊索動物門に含まれる動物群を特徴づける

応答した細胞が正中線に向かって移動する運動であることが最も顕著な形質として，発生学上非常に重要な器官であるとわかってきた。Wnt は Frizzled ファミリーの７回膜貫通型いえる。原始的な脊索動物である尾索類ホヤは原腸胚期から受容体を介してシグナルを細胞内に伝達するが，そのシグナ

尾芽胚期にかけて，オタマジャクシ型幼生の尾部中央にわず

ル伝達経路はβカテニン依存的経路と非依存的経路に分類でか 40 個の脊索細胞が収斂と伸長の細胞運動により一列に並きる。原腸形成は Wnt11 を引き金とする後者によって制御ぶ。これまでに，我々はカタユウレイボヤ脊索特異的遺伝子されていることもわかりつつある。興味深いことにこの伝達

約 40 を転写因子 Brachyury 下流遺伝子群から単離してきた。

経路は，ショウジョウバエの翅の細胞における平面細胞極性

これら遺伝子の脊索形成過程における機能を明らかにする（PCP）の決定に関わるシグナル伝達経路と極めて相同性がために脊索特異的に発現する EGFP 発現ベクターとともに，高く，脊椎動物の原腸形成においても細胞の極性決定が細胞脊索で特異的に発現する約 40 種類の遺伝子の Morpholino

形態の変化や運動の基盤となっていることが示唆されていアンチセンスオリゴをカタユウレイボヤ受精卵に顕微注入しる。実際に，我々はショウジョウバエ PCP 遺伝子の prickleて脊索形成過程における遺伝子機能を解析している。また，

基礎生物学研究所 要覧 2006

各脊索特異的遺伝子と EGFP との融合タンパク質を脊索細タンパク質はショウジョウバエ唾液腺染色体の特定のバンド胞で特異的に発現させ脊索細胞内での分子挙動を解析していに結合している ( 図 3) ことから，他の Trx グループ因子とる ( 図 2)。脊索形成過程の各ステップにおいて働く遺伝子の協調して遺伝子発現制御に関わっていることが推察された。

機能を明らかにすることから，脊索がつくられていく分子的しかしながら，TNA/TONAS が Trx グループの機能に必須

基盤を明らかにすることを試みている。また，この原始的なであるのか，または部分的な調節機構を担っているのかは分脊索動物であるホヤのかっていない。また，タンパク質の SUMO 化修飾が Trx グ

脊索形成過程を解析す

ループの機能，およびエピジェネティック制御にどのようにることは，脊索動物の関わっているのかは，今のところ全く未知の問題である。今

起源と進化を明らかに後も，ショウジョウバエを用いた遺伝学的解析とヒト培養細する道にもつながると胞を用いた解析から，こ考えている。

れらの問題にアプローチ
していく予定である。

図 2. ホヤ幼生の脊索特異図 3. ショウジョウバエ唾的に発現する遺伝子産物の細胞内局在液 腺 染 色 体 に 於 け る TNA
タンパク質の局在
TNA が結合している染色体
バンドの一部を矢印で示す。
TNA( 赤 )，DNA( 青 )エピジェネティック制御因子
Tna/TONAS の解析
高等動物の遺伝子発現の一部は，クロマチンの高次構造変化を伴う機構，すなわち，エピジェネティックな機構により制御されている。エピジェネティック制御に関与する代表的な遺伝子群として，Trithorax (Trx) グループと Polycomb (Pc)
グループ遺伝子群が知られており，どちらもショウジョウ
バエの遺伝学的な解析から見いだされたものである。Trx グ
ループは各種 Hox 遺伝子の発現維持に対して正に，
Pc グループはこれとは逆に負に働いていることが知られている。これ
らは，何れも脊椎動物まで広く保存されており，動物の形態形成機構に深く関与している。
我々はショウジョウバエの翅形成に関与する遺伝子の遺伝学的スクリーニングから，Trx グループに属する変異体

tonalli (tna ) を単離した。tna は脊椎動物まで保存された分子で，ヒト，マウスには２種類の tna ホモログ (TONAS-1，
TONAS-2) が 存 在 す る。TNA お よ び TONAS タ ン パ ク は，
約 1000-1100 アミノ酸からなる核タンパク質で，SP-RINGと呼ばれるモチーフを中央部分に持っている。SP-RING はタンパク質の SUMO 修飾に関与する機能ドメインであることが知られている。実際に TONAS の SUMO 化 E3 活性を調べてみると，TONAS がそれ自身を基質として，SUMO化を促進する活性があることが明らかになった。また，TNA

参考文献
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MARCKS in cortical actin dynamics during gastrulation movements.
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FGF signal regulates gastrulation cell movements and morphology
through its target NRH . Dev. Biol. 282 , 95-110.

STAFF

技術課技術職員

特別共同利用研究員

事務支援員

高木

鄭
吉兼

三宅
柘植

知世

恵英
奈美

智子
豊子

博士研究員

三浦
田尾

純子
嘉誉

総合研究大学院大学院生

上野
教

直人
授

木下

典行

助教授

中村
助 手

真

高橋

弘樹

助 手

飯岡

英和

研究員

前田 昌人
LEE, Rebecca
進藤 麻子

技術支援員

山本
高松
山田
谷山
寺坂

隆正
香
成宏
和美
知恵

基礎生物学研究所

要覧 2006

21

研究内容

発生生物学領域

www.nibb.ac.jp/cib1/

発生遺伝学研究部門

極細胞の形成に関わる因子の解析
胚発生過程の初期に形成される極細胞と呼ばれる細胞が，ショウジョウバエにおいて生殖細胞に分化できる唯一の細胞である（図１）。極細胞形成因子の一つとして，ミトコンド

一寸の虫にも生殖細胞がある。次代に生命を残すために

リア large ribosomal RNA (mtlrRNA) が同定されている。ミは卵や精子などの生殖細胞が必要である。一方，体細トコンドリア内で転写される mtlrRNA は，極細胞質中でミ胞と呼ばれる細胞は，筋肉や神経などの体のパーツを作り上トコンドリアから極細胞質中にのみ観察される極顆粒と呼ばげ，個体の生存を支えている。しかし，体細胞はやがて個体れる構造物に移送され，極細胞形成に関与した後に分解されの死とともにその役割を終えてしまう。このように運命が大ることを明らかにした。さらに，mtlrRNA が，ミトコンド

きく異なる生殖細胞と体細胞は，１つの受精卵の細胞分裂に

リア small ribosomal RNA (mtsrRNA) とともにミトコンド

より生み出された姉妹同士である。では，どのように生殖細リア・タイプのリボソームを極顆粒上で形成すること，この胞への発生運命が決定されるのか？それを解明するのが私た

リボソームによる翻訳が極細胞形成に必要なことも明らかとちの課題である。多くの動物で生殖細胞の形成に関わる因子なった。現在，このリボソーム上で翻訳される mRNA の同が卵の一部の細胞質に局在することが明らかになっており，

定をおこなっている。

この細胞質を取り込んだ細胞が生殖細胞に，取り込まなかった細胞が体細胞になることが知られている。その中で解析が進んでいるショウジョウバエでは，生殖細胞の分化に関わる因子が卵の後極の細胞質（極細胞質）に局在することが示されている（図１）。当研究室では，生殖細胞の形成に関わる因子を同定し，その機能解析を以下のように行なっている。

図２. Nanos タンパク質を欠く極細胞の発生運命
Nanos を欠く極細胞はアポトーシスをおこす。そこで，アポトーシ
スに必要な遺伝子の機能を欠き（H99 領域の欠失突然変異），かつ
Nanos をも欠く極細胞を正常胚に移植し，発生運命を調べたところ，
体細胞に分化することが明らかとなった。図中，青く染色されているのが移植した極細胞。本来極細胞は丸い形をしているが，それぞれの体細胞組織に取り込まれた極細胞は，周囲の体細胞と同様の形態をとる。また，それら極細胞は，体細胞の分化マーカを発現することも明らかとなっている。

極細胞の分化過程に関与する因子の解析
正常な発生過程において，形成された極細胞は，生殖巣へ
図１. ショウジョウバエ胚における生殖細胞形成過程と移動し，生殖巣中で卵や精子である生殖細胞に分化する。

卵割期胚の後極の極細胞質（a 中の矢印）は，胞胚期に極細胞中に取り込まれる（c の矢印）
。極細胞は，やがて生殖巣中に移動し（e中の矢印），成虫の生殖巣中で配偶子形成過程を経た後，卵や精子

この極細胞の分化過程に関わる分子の１つとして Nanos とに分化する。

に分布し，極細胞に取り込まれるという挙動を示す。極細胞呼ばれるタンパク質が知られている。Nanos は，極細胞質中で，Nanos は，特定の mRNA の翻訳を抑制する働きを持つ。Nanos により翻訳が抑制される mRNA の一つとして，
Importin α２タンパク質をコードする mRNA を同定した。

22

基礎生物学研究所 要覧 2006

Nanos は，転写因子の核移行に関わる Importin α２タンパク質の合成を抑制することにより，極細胞の転写活性を低くおさえている。Nanos を欠如させた極細胞中では，本来体細胞で発現し体細胞の分化に関わる遺伝子が異所的に活性化
し，実際に体細胞に分化することも明らかとなった（図２）。
生殖細胞には，体細胞に分化しないように，遺伝子発現をサ
イレントな状態に維持する機構が備わっていると長い間考えられてきたが，その機能の一端を担う分子が Nanos であった。Nanos は，極細胞の細胞死，さらに極細胞が体細胞に分化することを抑制することで，極細胞の分化過程を正常に

図３. マイクロアレイ解析の結果
胚発生過程（模式図を上段に示す）を８つの段階に分割し，それ進行させる働きがある。

ぞれの胚から RNA を抽出したのちプローブとして用いた。下段
は，マイクロアレイの結果をまとめたものである。それぞれのス

生殖細胞としての決定に関わる因子の解析

テージでの全遺伝子の発現パターンをクラスタリングの手法で比較したところ，１〜３のグループと４〜８のグループに大きく分けることができた。これは，前者が極細胞に取り込まれた母性以上の結果は，Nanos タンパク質以外に，極細胞を生殖細胞に分化させるように決定する母性因子が存在することをRNA によるもので，後者は極細胞中における胚性の遺伝子発現によるものと考えられる。

示している。おそらく，この因子は，極細胞中で，生殖細胞としての特質を決定する機能を持つと予想できるが，現在のところ，このような因子は明らかになっていない。
生殖細胞としての決定に関わる母性因子は，mRNA として極細胞質に局在し，極細胞内に取り込まれた後に生殖細胞特異的な遺伝子の発現を引き起こすと考えられている。そこで，胚発生過程を８つの時期に分割し，それぞれの発生ス
テージごとに，セルソーターを用いて極細胞のみを単離した。
これら極細胞から抽出した RNA と全胚から抽出した RNAとを DNA マイクロアレイで比較することにより，極細胞に
enrich している転写産物を同定することを試みている。現在までに，１）コントロールとして用いた全胚から抽出した
RNA に比べ，極細胞中の RNA をプローブとして用いたときのシグナル強度が４倍以上の転写産物は，全ステージをまとめると約 500 存在すること，２）このように極細胞中で特に発現が高い遺伝子は，胚発生の中期から後期にかけて極細胞中で発現するもの（胚性遺伝子）（約 300 遺伝子），初期の極細胞中に取り込まれる母性 mRNA をコードするもの（母性遺伝子）（約 180 遺伝子）
，さらに母性／胚性発現により極細胞中に常に検出される mRNA をコードするもの（約 60遺伝子）に分けられることが明らかとなった（図３）。現在，
これら転写産物の機能解析を開始している。

参考文献
1. Kobayashi, S., Amikura, R., and Okada, M. (1993). Presence of
mitochondrial large ribosomal RNA outside mito-chondria in germ
plasm of Drosophila melanogaster. Science 260 , 1521-1524.
2. Kobayashi, S., Yamada, M., Asaoka, M., and Kitamura, T. (1996).
Essential role of the posterior morphogen nanos for germline
development in Drosophila . Nature 380 , 708-711.
3. Nakamura, A., Amikura, R., Mukai, M., Kobayashi, S., and Lasko, P. F.
(1996). A non-coding RNA component of Drosophila polar granules
required for germ cell establishment. Science 274 , 2075-2079.
4. Iida, T., and Kobayashi, S. (1998). Essential role of mitochondriallyencoded large rRNA for germ line formation in Drosophila embryos.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95 , 11274-11278.
5. Mukai, M., Kashikawa, M., and Kobayashi, S. (1999). Inductionof indora expression in pole cells by the mesoderm is required
for female germ-line development in Drosophila melanogaster .
Development 126 , 1023-1029.
6. Asaoka-Taguchi, M., Yamada, M., Nakamura, A., Hanyu, K., andKobayashi, S. (1999). Maternal Pumilio acts together with Nanos
in germline development in Drosophila embryos. Nat. Cell. Biol. 1 ,431-437.
7. Amikura, R., Kashikawa, M., Nakamura, A., and Kobayashi, S. (2001).
Presence of mitochondrial-type ribosomes outside mitochondria ingerm plasm of Drosophila embryos. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98 ,9133-9138.
8. Tsuda, M., Sasaoka, Y., Kiso, M., Abe, K., Haraguchi, S., Kobayashi,S., and Saga, Y. (2003). Conserved role of nanos proteins in germ
cell development. Science 301 , 1239-1241.
9. Hayashi, Y., Hayashi, M., and Kobayashi, S. (2004). Nanos
supresses somatic cell fate in Drosophila germ line. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 101 , 10338-10342.

STAFF

技術課技術職員

野田

橋山

一哉

千代
技術支援員

博士研究員

佐藤

小林
教 授

悟

向

正則
助

手

重信
助

秀治
手

有田

佳代

研究員

土谷
佐藤

仁泰

直美
香織

総合研究大学院大学院生

事務支援員

北舘
林
谷津
前澤

本多

祐
誠
潤
孝信

聡子

基礎生物学研究所

要覧 2006

23

研究内容

発生生物学領域

www.nibb.ac.jp/cib2/

分子発生学研究部門

る遺伝子を数多く同定し，その機能解析を行ってきた ( 図 2)。
その一つの成果として，体節の周期性を確立する上で鍵を握る分子の一つ her13.2 を発見している。体節の周期性の確
立には分節時計と呼ばれる Notch シグナル伝達系と転写因子 Hairy(her1，her7) から形成される負のフィードバックルー

多細胞生物の発生が魅力的である理由の一つは，たったプが中心的な役割を果たしており，その維持は Fgf や Wnt

1 個の受精卵が刻々と変化することによって高度に複などの分泌性シグナルにより行われている。我々は，FGF

雑化した組織や個体が形成されるダイナミズムにある。そこ

シグナルが her13.2 遺伝子の発現を誘導することを介してでは時間的にも空間的にもよく制御された一連の現象が秩序

分節時計の維持を行っていることを示し，her13.2 が分泌性

立って刻々と進行する。このような見事な制御はどのようにシグナルと分節時計を結び付ける鍵分子であることを明らかしてなされるのであろうか。私たちは体節形成という現象とにした。

細胞間情報伝達という分子機構に焦点を当て，そのしくみの一端を垣間見ようとしている。

もう一つのアプローチは，突然変異体の探索をベースにした体節形成に関わる遺伝子の同定とその機能解析である。
我々はすでに体節の形成に異常をきたす突然変異体を複数脊椎動物の体節形成機構の解析
脊椎動物の体節は筋肉，骨，真皮のもとになるブロック状の組織であり，体幹部の左右に対をなす ( 図 1)。マウスでは60 対以上もの体節が，頭部側から尾部側にかけて逐次，一定のインターバルのもとに形成されていく。このように体節形成はダイナミックなプロセスであるが，個々の体節ユニッ
トが時間経過とともに順次形成されていく仕組みは，すでにその理解が進んでいる多くの発生現象には認められていない
独特なものである。
本部門では体節の形成とその制御の機構を解明することを目的に，そこに関与する遺伝子の探索と機能解析を小型魚類

図 2. In situ hybridization によるスクリーニングによって得られた未分節中胚葉で発現する遺伝子

ゼブラフィッシュを用いた次の 2 つのアプローチにより行っている。その一つは未分節中胚葉に発現する遺伝子の探索と系統樹立してきた。そこで，各変異体における原因遺伝子のその機能解析である。我々はこれまでに in situ hybridization

同定とその機能解析を平行して行い，体節形成の様々な局面

により，ゼブラフィッシュの体節前駆細胞に特異的に発現すに関与する遺伝子の機能を多角的に解析することを試みている。その一つの結果として，Integrin と Fibronectin を同定し，これらのタンパク質が体節境界の維持に必要であることを明らかにした。この結果から，体節の周期性が確立された後に，形態的に明瞭な境界が形成されるしくみが明らかになった。
現在，これらの 2 つのアプローチを用いて体節形成に関わるさらなる遺伝子の探索と機能解析を進めており，その成果に期待が持たれる。

図 1. ゼブラフィッシュの体節
体節 (S) は尾部側 ( 図の右側 ) にある未分節中胚葉 (PSM) が逐次くびれ切れることにより形成される。A，P は各々頭部側，尾部側を表す。

24

基礎生物学研究所 要覧 2006

形態形成シグナルによる細胞間情報伝達

ロアレイ法を用いることにより複数の遺伝子を同定している動物の形態形成が一定の秩序のもとに進行する上では，細が，そのうちの一つに腎臓や唾液腺などの外分泌性器官にお胞や組織の間での情報のやりとりが不可欠である。そのよういて管構造を形成する上皮細胞で特異的に発現していることな情報伝達には Wnt，FGF，BMP それに Hedgehog といっが明らかになった CL43 遺伝子がある ( 図 3)。この遺伝子

た分泌性シグナルタンパク質が関わることがよく知られていの機能欠質変異体マウスでは，腎臓やいくつかの外分泌腺のる。形態形成が秩序正しく進行するためには，これらのタン

管構造の分化に異常が認められ，その生理的な機能が損なわ

パク質の産生，分泌，拡散がきちんと制御されることが不可れていた。したがって，Wnt シグナルはこの遺伝子の発現欠であるが，その制御の詳細はよくわかっていない。我々はを介して，外分泌性器官の管の分化を共通に制御しているもWnt タンパク質の分泌機構に着目しその解析を進めている。

のと考えられる。

一方，Wnt をはじめとする分泌性シグナルは，脊椎動物の一方，中胚葉形成過程において Wnt や FGF シグナルの標形態形成過程において繰り返し使われ，しかも細胞の増殖，的遺伝子として T(Brachyury) 遺伝子の発現が誘導されるこ

分化，移動，さらには組織の領域形成など多様な役割を担っとが知られている。この遺伝子は中胚葉以外の組織ではたとている。しかし，このようなシグナルの多様性を成立させる

え Wnt や FGF シグナルの作用を受けても本来であれば発現分子的基盤がいかなるものであるのか，我々は未だその実体することはない。そこで，このようなシグナルに対する組織をほとんど理解していない。そこで，このようなシグナルの特異的応答性に異常を呈するゼブラフィッシュ突然変異体を機能の多様性が生じる分子メカニズムを解析することを目的

複数系統樹立し，その解析からシグナルの作用の特異性・多として，我々は Wnt シグナルによって発現が調節される遺様性が生じるしくみを明らかにしようとしている。

伝子 ( 以下，標的遺伝子と呼ぶ ) の発現制御機構と機能の解析を行うとともに，標的遺伝子の発現制御に異常を示すゼブ
ラフィッシュの突然変異体に着目し，その原因遺伝子の同定を行っている。
Wnt シグナルの標的遺伝子は遺伝子トラップ法とマイク

参考文献
1. Yoshikawa, Y., Fujimori, T., McMahon, A. P., and Takada, S. (1997).
Evidence that absence of Wnt-3a signaling promotes neuralization
instead of paraxial mesoderm development in the mouse. Dev. Biol.
183 , 234-242.
2. Ikeya, M., Lee, S. M. K., Johnson, J. E., McMahon, A. P., andTakada, S. (1997). Wnt signalling required for expansion of neuralcrest and CNS progenitors. Nature 389 , 966-970.
3. Yamaguchi, Y., Ogura, S., Ishida, M., Karasawa, M., and Takada,S. (2005). Gene trap screening as an effective approach for
identiﬁcation of Wnt-responsive genes in the mouse embryo. Dev.
Dyn. 233 , 484-495.
4. Koshida, S., Kishimoto, Y., Utsumi, H.,Shimizu, T., Furutani-Seiki,M., Kondoh, H., and Takada, S. (2005). Integrin α 5-dependentﬁbronectin accumulation for maintenance of somite boundaries inzebraﬁsh embryos. Dev. Cell 8 , 587-598.
5. Kawamura, A. Koshida, S., Hijikata, H., Sakaguchi, T., Kondoh, H.,
and Takada, S. (2005). Zebraﬁsh Hairy/Enhancer of split protein
links FGF signaling to cyclic gene expression in the periodic
segmentation of somites. Genes Dev. 19 , 1156-1161.

図 3. マウスの腎発生過程における Wnt 標的遺伝子 CL43 の発現
A: CL43 は 10.5 日胚から腎管や中腎細管で発現を開始する。
B: その後，13.5 日胚ではウォルフ管，集合管，尿細管にも発現が見られる。
この遺伝子は腎臓以外にも唾液腺や涙腺，乳腺など様々な外分泌腺の導管部に発現し，これらの導管に共通して発現する一連の遺伝子の発現を制御する。

STAFF

技術課技術職員

内海

高橋

潤

秀子
技術支援員

博士研究員

川村
赤沼
山口
高田

哲規
啓志
良文
律子

小田 律子
高代加代子
佐々木美智子
柴田千登世
事務支援員

高田
教

慎治
授

越田
助

澄人
手

倉田（千野）智子
研究員

総合研究大学院大学院生

石谷

鵜飼

咲枝

閑

基礎生物学研究所

要覧 2006

25

研究内容

発生生物学領域

www.nibb.ac.jp/reprogenetics/

生殖遺伝学研究室た（図２）。この後生殖腺を構成する複数の細胞系譜が確立しつつ性分化を行なうが，各細胞系列を可視化することで，この後の性分化過程での実態解明を進めている。

生殖腺性分化過程の可視化

特定細胞系譜・遺伝子産物を個体レベルで可視化し，突性分化過程における可視化により，全く予期されていない

然変異体解析と組み合わせることで，生殖腺形成・性ダイナミックな動きが観察されつつある。現在その動態と分決定分化過程における細胞相互作用と分子基盤の解明を目指

化過程とをムービーにより解析している。

している。可視化することにより，器官形成過程を生きたま
ま統合的に捉え，新たな視点を提示しようとしている。

性分化・生殖腺形成突然変異体の単離と原因の探索
大規模変異体単離を行うことのできるメダカを用いて，生生殖腺は次世代を担う配偶殖腺形成不全と性転換きた子形成を行なう重要な器官です変異体を数系統単離したある。発生過程では，性的区( 図３)。その結果，細胞増

別のない生殖腺原基がまず形

殖や細胞系譜異常と性分化成され，次に環境や遺伝子のとの関係など，性分化の新作用を受けて性的に区別されしい局面が明らかになりつ

図３. 増殖異常・性転換突然変異

る卵巣か精巣へと（雌雄）分つある。

体メダカ totoro

化する。この生殖腺性分化が個体レベル（外見）にも影響を与え，個体全体の性の違い

図 1. 生殖細胞系列が解析可能な形質転換メダカを生み出すもととなる。生殖腺形成と性分化過程解明とを目的として，モデル動物メダカの透明性を生かして生殖腺を構成する細胞系列や遺伝子産物の可視化を行なっている。光らせた細胞を追跡することで新たな細胞系譜を同定するとともに，それら細胞系譜の分化とその相互作用を，可視化した細胞・分子の三次元動態を主軸として解析することにより，性の個体レベルの包括的機構解明を目指している（図１）。
さらに生殖腺形成突然変異体単離を行いその変異体原因遺伝子探索を進める一方で，可視化系と組み合わせることにより，性決定分化機構を例とした発生学での新たな器官形成解析方法を目指している。

可視化による細胞系譜・相互作用解析

参考文献
1. Nakamura, S,. Kobayashi, D., Aoki, Y., Yokoi, H., Ebe, Y., Wittbrodt,
J. and Tanaka, M. (2006).Identiﬁcation and lineage tracing of two
population of somatic gonadal precursors in medaka embryos.
Dev. Biol. in press
2. Morinaga, C., Tomonaga, T., Sasado T., Suwa H., Niwa K.,
Yasuoka, Y., Henrich, T., Watanabe, T., Deguchi, T., Yoda, H.,
Hirose, Y., Iwanami,N., Kunimatsu, S., Okamoto, Y., Yamanaka, T.,
Shinomiya, A., Tanaka, M. (corresponding author), Kondoh, H., andFurutani-Seiki, M. (2004). Mutations aﬀecting gonadal developmentin Medaka, Oryzias latipes . Mech. Dev. 121 , 829-839.
3. Wakamatsu, Y., Pristyazhnyuk, S., Kinoshita, M., Tanaka, M., andOzato, K. (2001). The see-through medaka: A fish model thatis transparent throughout life. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98 ,
10046-10050.
4. Tanaka, M., Kinoshita, M., Kobayashi, D., and Nagahama, Y. (2001).
Establishment of medaka (Oryzias latipes ) transgenic lines with theexpression of green ﬂuorescent protein ﬂuorescence exclusively ingerm cells: A useful model to monitor germ cells in a live vertebrate.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98 , 2544-2549.
5. 田中実 木下政人 青木裕美子 中村修平 (2003). RNA 翻訳制御による生殖細胞形成 : メダカを中心に . 細胞工学 22 , 1073-1076.

将来の卵や精子となる生殖細胞は in vivo の単一細胞レベ
ルで受精卵から追跡可能となり，複数の分化段階を経て生殖S T A FF

博士研究員

腺を構成する生殖細胞にな

三浦純子

ることが明らかとなった。
特別共同利用研究員

一方の生殖腺体細胞系列

青木裕美子
中村 修平
黒川 紘美

は，側板中胚葉後端部が生殖腺形成場として確立，この中に配置された細胞が生
殖腺前駆体細胞として決定されることが明らかとなっ26

基礎生物学研究所 要覧 2006

事務支援員

図２．体細胞（緑）が生殖細胞（赤）を包み込む瞬間

田中
助教授

実

斉藤

大助

研究員

鵜飼

咲枝

基礎生物学研究所

要覧 200627

研究内容

神経生物学領域

niwww3.nibb.ac.jp

統合神経生物学研究部門

当研究部門では，個体発生の過程で脊椎動物の中枢神経系が形成される仕組みや，完成した成体の脳が機能する仕組みについて研究している。脳・神経系における神経回
路網は動物における情報の受容，認識，統合，記憶，ひいては情動，行動の基盤であり，その基礎研究はライフサイエン
スにおいて重要な研究分野に位置付けられる。

網膜における領域特異化の分子機構

図 1B. 受容体型プロテインチロシンホスファターゼ Ptpro の過剰発現による視神経軸索の ephrin に対する反応性の低下
A: コントロールとして EGFP を発現させた耳側視神経（Eph 受
容体が多い）は eprhin（赤色部分）を避けて ephrin の無い領域（黒色）上を伸長する。
B: 耳側視神経に Ptpro を過剰発現させると，Eph 受容体が不活化され，ephrin がある領域上でも伸長できるようになる。

脳・神経系には，領野，神経核等と呼ばれる数多くの部域区分が存在し，それぞれ独自の機能を担っている。また，そ成する，いわゆるトポグラフィック投射路が見られる。そのれぞれの中には更に細かい領域差が存在することが判ってい代表である網膜視蓋投射系では，網膜の鼻側（前側）あるいる。しかしながら，その形成の仕組みは未だ充分に解明されは耳側（後側）の領域から発した視神経は，視蓋（哺乳類でていない。我々は，脳の一部から発生する眼の網膜におけるは上丘）のそれぞれ後側，前側の領域に選択的に神経結合を領域特異化の問題を取り上げ，
網膜において前後軸（鼻耳軸）形成する。同様に，背側からは腹側，腹側からは背側の領域

並びに背腹軸方向の領域特異性獲得の分子機構の解明を目指に投射が起こる。この視神経のトポグラフィックな投射は，してきた。RLCS 法によってニワトリ胚の網膜内において領網膜の領域特異化がその基盤となっている。上述の網膜にお域特異的に発現する分子群を網羅的に単離・同定し，その内いて領域特異的発現を示す分子群の中には，正しい投射先のの新規分子を中心に，その機能と相互関係を明らかにする研識別に働く分子，神経軸索の分岐やシナプス形成に働く分子究を展開している（図 1A）。この中には数多くの転写調節が見出されており，その分子・細胞機構を明らかにする研究を行っている（図 1B; 図 2A）。

図 1A. 網膜内で領域特異的に発現する遺伝子群
in situ hybridization による個々の遺伝子の発現部域の解析。それ
ぞれ，網膜の前側，後側，背側，あるいは腹側で特異的に発現している遺伝子の例を示す。

因子，膜受容体分子，分泌因子，シグナル伝達因子，細胞骨
格関連分子等が存在する。前後軸と背腹軸は独立に決定されると長い間考えられてきたが，発生の過程で前後軸から背腹軸への働きかけがあり，視神経が投射する発生ステージでは，
背腹軸は後側へ傾斜して，前後軸とは直交していないことが

A: 網膜神経節細胞に選択的に発現するプロモーターを用いてマーカー分子を視神経に発現したマウスの眼球と脳。左右の視神経が交差して脳へ投射する様子が判る。

最近になって判ってきた。

B: Ptprz 遺伝子をマーカー遺伝子と置き換えたマウスの胎仔。Ptprz
が脳神経系に発現していることが判る。

領域特異的神経結合形成の分子機構

C: Na x 遺伝子をマーカー遺伝子と置換したマウスの胎仔。Nax が脳の一部の領域，三叉神経節，脊髄後根神経節，肺に発現していることが判る。

神経系では様々な領域で，ある部域の神経細胞から発した神経軸索が別の特定の部域の神経細胞に対して，互いの二次元的相対位置関係を保持した様式で正確に対応した結合を形

28

図 2. 遺伝子変換マウスによる遺伝子機能の研究

基礎生物学研究所 要覧 2006

受容体型プロテインチロシンホスファターゼζ (Ptprz) の関わる生命現象とそのシグナ
ル伝達経路
Ptprz は主に中枢神経系に発現する，プロテオグリカンに 属 す る 唯 一 の 受 容 体 型 PTP 分 子 で あ る。 我 々 は Ptprzのリガンド分子として，ヘパリン結合性増殖因子である
Pleiotrophin と Midkine を同定するとともに，基質分子とし て Git1，p190 RhoGAP 等， さ ら に， 会 合 分 子 と し て
PSD-95 ファミリー等を同定してきた。また，Ptprz 遺伝子
ノックアウトマウス（図 2B）の作成・解析によって，胃粘膜上皮細胞に発現している本分子が H. pylori 菌の分泌する図 3. 二瓶法における食塩水選択率の Na 濃度依存性

VacA 毒素の受容体として働き，胃潰瘍の形成に関与していることを明らかにした。更に最近，本ノックアウトマウスに

絶水後，野生型マウス（+/+）は塩分を避けるように嗜好性が変化するが，Nax 遺伝子欠損マウス（-/-）ではこの行動適応が見ら

は空間学習・記憶に関わる海馬の機能・脳内報酬系として知れない。

られる中脳̶辺縁系のドーパミン神経機能に異常があることを見出した。今後，本分子の脳機能，特に記憶，情動，行動における役割の解明とその分子機構に迫る。

塩分摂取行動制御の脳内機構
Nax チャンネルは電位依存性 Na チャンネルファミリーに属するが，膜電位の変化によっては開口しない。我々はこのチャンネルが，細胞外の Na+ イオン濃度の生理的範囲での上昇に応答して開口する特異な Na チャンネルであることを明らかにした。このチャンネルは脳室周囲器官のグリア細胞に発現しており，Nax 遺伝子欠損マウス（図 2C）は，脱水条件下でも塩分（0.3M 食塩水）の摂取を止めないという行
動異常を示す（図 3）。このように Nax は脳室周囲器官において，体液中の Na+ 濃度の上昇を検知するセンサーとして働いている。アデノウィルスベクターを用いた機能回復実験
から，塩分摂取行動の制御には脳弓下器官の Nax が特に重要であることが判明した。今後は，体液塩濃度の恒常性維持に関わる脳内機構と行動制御機構の詳細を明らかにする研究を展開する。

参考文献
1. Yuasa, J., Hirano, S., Yamagata, M., and Noda, M. (1996). Visualprojection map speciﬁed by expression of transcription factors in
the retina. Nature 382 , 632-635.
2. Sakuta, H., Suzuki, R., Takahashi, H., Kato, A., Shintani, T., Iemura,S., Yamamoto, T.S., Ueno, N., and Noda, M. (2001). Ventroptin: A
novel BMP-4 antagonist expressed in a double-gradient pattern in
the retina. Science 293 , 111-115.
3. Shintani, T., Ihara, M., Sakuta, H., Takahashi, H., Watakabe, I., andNoda, M. (2006). Eph receptors are negatively controlled by protein
tyrosine phosphatase receptor type O. Nature Neurosci., in press.
Published online May 7, 2006.
4. Kawachi, H., Fujikawa, A., Maeda, N., and Noda, M. (2001).
Identification of GIT1/Cat-1 as a substrate molecule of protein
tyrosine phosphatase ζ / β by the yeast substrate-trapping system.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98 , 6593-6598.
5. Fujikawa, A., Shirasaka, D., Yamamoto, S., Ota, H., Yahiro, K.,
Fukada, M., Shintani, T., Wada, A., Aoyama, N., Hirayama, T.,
Fukamachi, H., and Noda, M. (2003). Mice deficient in protein
tyrosine phosphatase receptor type Z are resistant to gastriculcer induction by VacA of Helicobacter pylori . Nature Genet. 33 ,375-381.
6. Watanabe, E., Fujikawa, A., Matsunaga, H., Yasoshima, Y., Sako,N., Yamamoto, T., Saegusa, C., and Noda, M. (2000). Nav2/NaG
channel is involved in control of salt intake behavior in the central
nervous system. J. Neurosci. 20 , 7743-7751.
7. Hiyama, T.Y., Watanabe, E., Ono, K., Inenaga, K., Tamkun, M.M.,
Yoshida, S., and Noda, M. (2002). Nax channel involved in CNS
sodium-level sensing. Nature Neurosci. 5 , 511-512.
8. Hiyama, T.Y., Watanabe, E., Okado, H., and Noda, M. (2004). The
subfornical organ is the primary locus of sodium-level sensing by
Nax sodium channels for the control of salt-intake behavior. J.
Neurosci. 24 , 9276-9281.

STAFF

技術課技術職員

総合研究大学院大学院生

技術支援員

竹内

井原
賢
米原 圭祐
榎谷 和真
清水 秀忠
中村 佳世
CHOW, Pak Hong Jeremy
張 藍帆
長倉 彩乃
青島 晃宏

溝口
後藤
綾部
片山
服部

靖

博士研究員

藤川
鈴木
深田
中村
山本
野田
教

昌晴
授

新谷
助

隆史
手

作田
助

拓
手

檜山
助

武史
手

高橋

弘雄

顕寛
亮子
斉秀
隆弘
泰憲

正枝
恵
夕子
知美
宣子

事務支援員

小玉

明子

研究員

基礎生物学研究所

要覧 200629

研究内容

神経生物学領域

www.nibb.ac.jp/divspe1/

脳生物学研究部門

解析することが極めて有効と考え，研究を行っている。渡
我部等は，マクロアレイ法により，１０８８遺伝子中，ヒトの３領野（前頭葉，運動野，後頭葉）に於いて，どの程度の遺伝子発現の差異が見られるのか検討した（那波新潟大脳研教授との共同研究）。その結果，個体差を平均化した上で領大脳皮質は，ヒトを含めた霊長類でもっとも顕著に進化

野間の差を比較すると，最大３〜４倍の差異を示すものが１しており，高次脳機能の発現に重要な役割を果たして

つ，２〜３倍のものが１つある以外は，全て２倍以内の差異いる。私達は，大脳皮質の形成と進化に興味を持ちその解明しかなかった。従って，大脳皮質の遺伝子発現は，意外な程を目指して研究を行っている。

領野間での差がないことが分った。しかし，この結果は，領野間での発現パターンが異なるものが存在しないということを必ずしも意味するものではない。数は少なくとも領野間で大脳皮質領野の形成と進化

顕著な発現の差を示す遺伝子が存在する可能性はある。そこ（１）大脳皮質領野はどのようにしてできるか？

で，Diﬀerential Display 法を用いて，霊長類（マカカ属）の

前世紀初頭にブロードマンが大脳皮質を領野と呼ばれる機大脳皮質の代表的領野間（前頭葉，運動野，側頭葉，視覚野

能的単位に分けて以来，各領野の機能的役割が次第に明らか等）で発現に顕著な差が見られる遺伝子を探索した。その結になって来た。一方，大脳皮質領野の形成については，従来，果，領野間で最大１０倍以上の差のある遺伝子を見出した。

２つの異なる考え方がある。一つは，将来大脳皮質を構成す

そのうちの一つは，視覚野に特異的に発現する遺伝子 occ1る細胞が腦室の分裂層にある時にすでにその運命が決定され（occipital 1；文献 2）であり，他の一つは，運動野特異的ているという考え方である。
今一つは，視床からの入力によっに発現する遺伝子（gdf7）である（文献３）。occ1 は，一て視覚野，聴覚野等への領域特異性が決定されるという考え

次視覚野 (V1) に顕著に発現がみられ，２次視覚野 (V2) では，方である。この１０年余りの間に，げっ歯類を材料に用いた急激にその発現が低下し，更に腹部側頭葉に移行するに従っ研究から，大脳皮質の領域（この場合領野よりは広い）に特て，その発現量は急速に低下する。これは，大脳皮質のブロー

異的に発現する遺伝子が幾つか調べられ，視床からの投射とドマン領野に厳密に対応する発現パターンを示すおそらく最は独立に遺伝的にその発現が制御されていることが明らかに初の例である。興味深いことに，occ1 遺伝子は，TTX によっなった。しかし，大脳皮質領野の決定がどの程度まで遺伝的て，網膜からの電気的活動を遮蔽すると，視覚野での発現がにプログラムされており，どの程度まで環境入力によって可顕著な低下を見せる。また，霊長類以外の哺乳類では，視覚変的かは，依然未解決の問題である。

野特異的な発現は観察されない。従って，occ1 は，大脳皮質の視覚野がどのように発生と進化的制御を受けているのか（２）大脳皮質の進化
大脳皮質は，ヒトで最も顕著に発達している。例えば，体を明らかにする上で，大変有効なマーカーであると考え解析を進めている。

重比で補正しても，食虫類とヒトでは２００倍もの差がある。
このことは，哺乳類の脳機能の進化に於いて，大脳皮質の進化が極めて重要であることを示している。ネズミと霊長類の比較解剖学的な対照では，大脳皮質以外の脳構造については，
９５％近くの対応がついているが，大脳皮質については，逆に殆ど対応がついていない。ヒト遺伝子配列の決定によっても，ヒトとマウスでは，遺伝子数は殆ど変化していないとされている。しかし，それでは，どのようにして大脳皮質領野の急速な拡大が進化上生じたのか非常に興味深い。
（３）霊長類大脳皮質領野特異的に発現する遺伝子
私達は，上述した大脳皮質領野の形成と進化の未解決の問
題を分子細胞レベルから解明する為には，大脳皮質の発達した霊長類の大脳皮質領野に特異的に発現する遺伝子を分離し

30

基礎生物学研究所 要覧 2006

図 １. occ1 と Rbp の発現パターン（文献 4）

今ひとつは，霊長類の連合野特異的に発現する遺伝子 Rbp

刺激としてランダムに呈示し，餌報酬により訓練したラット(retinol-binding protein) である。Rbp は，レチノールと結に於いて，坂田等は，課題依存的な c-Fos の発現が一次感合することにより，細胞内にレチノールを運搬し，レチノー

覚野の興奮性神経細胞にのみ見られることを明らかにし，電ルはそこでレチノイン酸 (RA) に代謝される。RA は，その気生理学方法や従来のイメージング法では難しい細胞レベ受容体と結合し，Hox 遺伝子等の転写活性を促進する強力

ルでの神経回路網の変化を知ることが可能であることを示しなモルフォゲンの一つであることは良く知られている。しかた。更に，音と光が同じ位置から出るように装置を改良し，し，これまで，成熟した個体の大脳皮質おける役割は知られ音から光刺激を切り替えた時でも，位置情報を記憶しているていなかった。これは，RA が低分子で拡散性が強い為，脳ことや，音と光刺激を同時に与えた場合に反応時間が促進さに於ける分布様式を正確に知る事が難しかった事による。今れることを観察した。現在，こうした２種類の刺激による反回，私達が RA の前駆体であるレチノールの結合タンパク質

応促進が脳のどの部位の活動と関係しているのかを解析してRbp が霊長類の大脳皮質連合野に特異的に発現することを示いる。

したことにより，霊長類大脳皮質の特に興奮性細胞の機能や今一つは，当研究室の木津川等で開発したホイール走行シ

維持に RA が重要な役割を果たしている可能性が示された。

ステムである。これは，ホイール上の足場の形を変化させて回転したときマウスがその形に応じて走行できる様になるのに必要な脳内に於ける神経回路を調べるものであり，手続き
記憶の脳内経路を細胞レベルで明らかにすることを目指して
いるが，線状体の介在神経のサブクラスによって，パターン
変化時の c-Fos 発現が異なることを見出している。この知見も従来の電気生理学やイメージングでは，知られていないものであり，行動解析と結び付けた遺伝子発現の手法が極めて有効であることを示している。

図２. Rbp の大脳皮質興奮性細胞での発現（文献 4）

私達は，大脳皮質の領域特異的な顕著な発現パターンを示
す遺伝子は，約３万遺伝子の内でも，おそらく３０個よりかなり少ない（0.1％以下）と推測しているが，現在，RLCS
法により２０個程の遺伝子を分離しており，この内に幾つかの発現パターンは大変似ているので，このような遺伝子の機能的解析を行い，哺乳類の大脳皮質の形成と進化の様式を明らかにしたいと考えている。

学習行動下での遺伝子発現
大脳皮質の機能解析の為に，電気生理的方法やイメージン
グ等種々の方法が考案されているが，各々に時間分解能，空間分解能の長所と短所がある。当研究室では，c-Fos 等の遺伝子発現を指標に，特に細胞レベルでの脳神経回路の結合様式の変化を研究している。用いている学習システムは２つである。一つは，京都大学文学部の櫻井芳雄教授との共同研究

参考文献
1. Onishi, A., Koike, S., Ida, M., Imai, H., Shichida, Y., Takenaka, O.,
Hanazawa, A., Komatsu, H., Mikamai, A., Goto, S., Suryobroto, B.,
Kitahara, K., and Yamamori, T. (1999). Dichromatism in macaquemonkeys. Nature 402 , 139-140.
2. Tochitani, S., Liang, F., Watakabe, A., Hashikawa, T., andYamamori, T. (2001). occ1 is preferentially expressed in the
primary visual cortex in an activity-dependent manner: a patternof gene expression related to the cytoarchitectonic area in adultmacaue neocortex. Eur. J. Neurosci. 13 , 297-307.
3. Watakabe, A., Fujita, H., Hayashi, M., and Yamamori, T. (2001).
GDF7, a BMP/TGF beta family member, is enriched in the primary
motor area of monkey neocortex. J. Neurochem. 76 , 1455-1464.
4. Komatsu, Y., Watakabe, Y., Hashikawa, T., Tochitani, S., andYamamori, T. (2005). Retinol-binding protein gene is highly
expressed in higher-order association areas of the primate
neocortex. Cerebral Cortex 15 , 96-108.
5. Takahata, T., Komatsu, Y, Watakabe, A., Hashikawa, T., Tochitani,S., and Yamamori, T. (In press). Activity-dependent expression of
occ1 in excitatory neurons is a characteistic feature of the primate
visual cortex. Cerbral Cortex, 2005 Sep 8; [Epub ahead of print]

として行っている視聴覚弁別学習課題である。高音と低音，
左右の光源の何れか一つを学習の刺激条件として，他を対照

STAFF

技術課技術職員

大澤

高司
仲神
戸板

園子

雅史
友貴
成子

博士研究員

小松

技術支援員

勇介

総合研究大学院大学院生

山森

哲雄

教 授

渡我部昭哉
助

手

小峰由里子
助

手

高畑
研究員

亨

中村
徹
佐々木哲也
廣川 純也

森田
石川

淳子
隆子

事務支援員

今井亜紀子

基礎生物学研究所

要覧 200631

研究内容

神経生物学領域

行動生物学研究部門( 客員部門 )動様式の単純な昆虫でのフェロモン研究とは異なり，ほ乳類
では未だ傍証的なものにすぎず，栄養条件，光条件，温度条件，
内分泌条件といった諸種の要因がフェロモン効果の生物学的検定を難しくしている。そこで，生理機能に影響を及ぼすフェロモン解析系の確立が急務である。当研究部門では，げっ歯

ほ乳類において，種々の社会行動の多くは性依存的であ類（マウス・ラット）をモデル動物に，性差・生育環境・内る。性染色体を起点として，常染色体の機能制御も通分泌環境に規定される行動変化に関連した遺伝子の同定，発じて，性の違いが形作られている。私たちは，行動の雌雄特現制御機構，フェロモンに対する応答性について解析を行っ異性を生み出すための基盤となる脳について，ゲノムワイドている。

な DNA メチル化解析を行っている。また，行動学的，内分

図 １. 脳 に お け る
様々な分子の発現
パターン

泌学的手法を組み合わせ，フェロモンのゲノム上の作用点と，その生理的効果を生み出す背景にアプローチする。

脳の領域や細胞の形態・機能にしたが っ た DNA メ チ

脳の DNA メチル化パターン

ル化パターンが形成され，遺伝子発現を規定している

私たちは，ジーンサイレンシングの中心的メカニズムの一つである DNA メチル化を指標として，染色体上の性差を調と考えられる。

べている。このようなエピジェネティックな修飾は，一旦分化すると固定化され，ゲノム上に体内外の環境に関わる重要な情報を記憶させるシステムとして働いている。社会行動を考えたとき，仮に遺伝的バックグラウンドが同一な個体同士でも，生育環境が違えば行動パターンは互いに異なることから，脳において通常は発現を抑制されている遺伝子群が関係している可能性もあり，この場合，ゲノム DNA 上にその仕組みを考えなければならない。実際，私たちは最近，性ステ
ロイドホルモンの受容体遺伝子の DNA メチル化状況に性差が存在することを見つけている。脳の性差と関連したゲノム領域の網羅的同定も目標としている。

フェロモンと行動
一方で私たちは，ほ乳類プライマーフェロモン分子の単離
精製・構造決定を行っている。最近では覚醒・緊張状態を高める警報フェロモンや，逆に緊張を解きリラックスさせる安寧フェロモンなどの存在を示唆する報告もあり，応用的価値に対する期待が高まっている。しかしながら，神経機構や行

参考文献
1. Imamura, T., Kerjean, A., Heams, T., kupiec, J.-J., Thenevin, C., andPaldi, A. (2005). Dynanic CpG and non-CpG methylation of thePeg1/Mest in the mouse oocyte and preimplantation embryo. J.
Biol. Chem. 280 , 20171-20175.
2. Imamura, T., Miyauchi-Senda, N., Tanaka, S., and Shiota, K. (2004).
Identification of genetic and epigenetic similarities of SPHK1/
Sphk1 in mammals. J. Vet. Med. Sci. 66 , 1387-1393.
3. Imamura, T., Yamamoto, S., Ohgane, J., Hattori, N., Tanaka, S., andShiota, K. (2004). Non-coding RNA directed DNA demethylation of
Sphk1 CpG island. Biochem. Biophys. Res. Comm. 322 , 593-600.
4. Imamura, T., Neildez, T., Thenevin, C., and Paldi, A. (2004).
Essential role for poly (ADP-ribosyl) ation in mouse preimplantation
development. BMC Mol. Biol. 5 , 4.
5. Kiyokawa, Y., Kikusui, T., Takeuchi, Y., and Mori, Y. (2004).
Testosterone modification on alarm pheromone production andsecretion. Hormones & Behavior 45 , 122-127.
6. Moriyama, R., Tsukamura, H., Kinoshita, M., Okazaki, H., Kato, Y.,
and Maeda, K.-I. (2004). In vitro increase in intracellular calcium
concentrations induced by low or high extracellular glucose levels
in ependymocytes and serotonergic neurons of the rat lower
brainstem. Endocrinology 145 , 2507-2515.
7. Imamura, T., Ohgane, J., Ito, S., Ogawa, T., Hattori, N., Tanaka, S.,
and Shiota, K. (2001). CpG island of rat sphingosine kinase-1 gene:
Tissue dependent DNA methylation status and multiple alternativeﬁrst exons. Genomics 76 , 117-125.

STAFF
特別共同利用研究員

佐藤
山田

森

裕司

束村

博子

客員教授
客員助教授
（東京大学大学院 農学生命科学研究科）（名古屋大学大学院 生命農学研究科）

32

基礎生物学研究所 要覧 2006

今村
助

拓也
手

冨川

順子

研究員

弘明
健二

神経生物学領域

研究内容

www.nibb.ac.jp/neurophys/

神経生理学研究室

ネットワークを複雑に張り巡らせているニューロンの電気化学的な活動と，この活動を支えているグリアネッ

トワークの働きが，脳機能発現の基盤となっている。当研究室では，こうしたニューロンとグリア細胞の相互作用に着目して脳の機能に関する研究を進めている。
構について解析を進めていく予定である。

脳のナトリウムセンサー

ペリニューロナルネットの構造と機能

Nax チャンネルは電位依存性ナトリウムチャンネルと構

コンドロイチン硫酸プロテオグリカン（CSPG）は軟骨の造的に相同性のある分子であるが，電気的不活性なグリア細主成分の一つであるが，脳においても発生期から成熟した脳胞に主として発現していることから永らく機能不明のチャンに至るまで様々なタイプの CSPG が発現している。我々はネル分子であった。当研究室では Nax 遺伝子欠損マウスをモノクロナル抗体を作成して脳の CSPG を探索したところ，開発し，解析を進めたところ，① Nax 遺伝子が脳のナトリ

特定の CSPG が一部の神経細胞の周囲を取り巻くグリア細ウム受容部位であるとされる脳室周囲器官に特異的に発現し胞の細胞内外に発現していることを発見した（図３）。このていること（図１），② Nax 遺伝子欠損マウスは過剰に塩分構造はペリニューロナルネットと呼ばれており，脳の可塑性を摂取すること（図２），③ Nax 遺伝子欠損マウス由来の細が失われる時期（臨界期）から発現してくる構造体である。

胞は，細胞外ナトリウム濃度の上昇を検出するセンサー機能

一般的に CSPG は神経突起の伸長を阻害することから，脳が欠失していることを発見した。すなわち，Nax は体液中で内の特定の神経回路網を固定化する役割を担っているものと上昇したナトリウム濃度を脳において検出しているセンサー

考えられる。この固定化される特定の神経回路の役割や，どチャンネル分子であると判明したのである。細胞外ナトリウのようなアルゴリズムで特定の神経細胞が選択されるかな

ム濃度依存性のナトリウムチャンネルの発見は，これが世界ど，今後の神経科学のテーマとして興味深いところである。

で初めての例となった。

図 ３. 大 脳 皮 質 で 観察されたペリニュー
ロナルネット
特定のグリア細胞のエンドフィートに発現している特殊な図１. 脳における Nax の発現部
位Nax は脳室周囲器官と呼ばれる特殊な脳器官に発現する。脳室周囲器官には血液脳関門が欠失しているため，血液中のナト
リウム濃度を直接検出することができる。青色に見える部分がNax の発現している部位で，脳室周囲器官の中でも脳弓下器官と呼ばれる。

Nax 遺伝子欠損マウスの脳室周囲器官の神経活動は，野生型マウスと比較すると，非常に活発になっていた。すなわち，グリア細胞において Nax が検出した細胞外ナトリウム濃度の上昇は，何らかの未知の分子機構によって神経細胞の活動に変換されていると考えられる。このようなナトリウムイオンを介したグリア細胞による神経細胞の制御機構はこれ

CSPG が一部の神経細胞を取り巻いている（ 緑 色 ）。大半の神経細胞はペリニューロナルネットフリーの状態にある。粒状に見えるのは，シナプス部位の発現が抜けているためである。
参考文献
1. Watanabe, E., Fujikawa, A., Matsunaga, H., Yasoshima, Y., Sako,N., Yamamoto, T., Saegusa, C., and Noda, M. (2000). Nav2/NaG
channel is involved in control of salt-intake behavior in the CNS. J.
Neurosci. 12 , 7743-7751.
2. Hiyama, T.Y., Watanabe, E., Ono, K., Inenaga, K., Tamkun, M.M.,
Yoshida, S., and Noda, M. (2002). Nax channel involved in CNS
sodium-level sensing. Nature Neurosci. 5 , 511-512.

まで例がなく，今後はこの未知のニューロン−グリア連関機
図２. Nax 遺伝子欠損マウスの行動解析
マウスに２つの飲水瓶を提示し，その嗜好性を定量的に測定する。水と食塩水の二つの飲水瓶を使用して塩への嗜好性を解析した結果，Nax ナトリウムチャンネルは，食塩摂取という動物の行動を制御する分子であることが判明した。

S T A FF

渡辺

英治

助教授

山田

美鈴

研究員

基礎生物学研究所

要覧 2006

33

研究内容

神経生物学領域

神経生化学研究室

生

物が活動する中で，神経細胞が伝達する情報の役割とそのしくみを明らかにするため，神経伝達物質と受容体に着目し，神経の情報伝達を変化させた遺伝子操作マウスを用いて，細胞・組織・個体に現れる変化を観察する。特にドーパミンの情報伝達の役割を受容体の遺伝子操作マウスを用いて解明することを中心課題としている。さらに機能解析

図 2. コンディショナル変異導入マウス脳における組換え細胞の検出
海馬領域における Cre-loxP 組換えの行われた細胞が，マーカー分子 EGFP の発現で検出される。神経細胞は赤色蛍光試薬で染色されている。

のための新しい遺伝子操作マウス作成法としてコンディショ

子としてアミノ酸置換を導入し，NMDAR 異常活性化を示す

ナル遺伝子発現法によりマウスを開発すること，また受容体マウスを作製した。本マウスを用いて NMDAR の異常活性の機構を明らかにするため受容体が形成する複合体全体を解化に関与する分子群の探索をおこない，新しい治療標的分子析対象とすることにより研究を進めている。

の候補を見出すことを目指している。

ドーパミン情報伝達の研究

膜タンパク質複合体の機能解析

ドーパミンによる情報伝達は，ペプチドホルモンの分泌調

肢帯型筋ジストロフィーの一群であるサルコグリカノパ

節・運動の調節・摂食行動の調節・シナプス伝達および神経

チー (SGP) は，筋線維膜上に存在するサルコグリカン (SG)発達などに関与し，パーキンソン病などの神経疾患，統合失複合体のサブユニット ( α -，β -，γ - and δ -SG) が責任

調症などの精神疾患の病因と治療に深く関わる。ドーパミン分子である。SG はデュシェンヌ型筋ジストロフィーの原因

受容体は遺伝子の構造・薬理学的性質・情報伝達様式により分子ジストロフィン (DYS) と DYS 複合体を形成する。我々

D1 様受容体 (D1，D5) および D2 様受容体 (D2，D3，D4)

は SG 欠損マウスを作成し，SG サブユニットのいずれか一に大別される ( 図 1 参照 )。D1 様受容体と D2 様受容体は細つが欠損しても，DYS 複合体全体の機能が異常となり筋ジ

胞内情報伝達において正反対の性質をもつが，協働的に作用

ストロフィーを示すことを報告した ( 文献 2，4，5)。このこし機能が発揮される。D1 受容体 (D1R) と D2 受容体 (D2R)とは，DYS 複合体全体を対象として機能を考えるべきことはそれぞれの受容体のグループの主要分子であり，D1R とを示している。この知見を応用し，神経伝達物質受容体が形

D2R の両方を欠損する D1R/D2R 二重欠損マウスを作成す成する複合体を対象として機能解析を行なう。

ると，生後 8 日目頃より摂餌がなく，成熟前に致死となる

参考文献
1. Araishi, K., Sasaoka, T., Imamura, M., Noguchi, S., Hama, H.,
Wakabayashi, E., Yoshida, M., Hori, T., and Ozawa, E. (1999).
Loss of the sarcoglycan complex and sarcospan leads to muscular
dystrophy in beta-sarcoglycan-deﬁcient mice. Human Mol. Genet. 8 ,1589-1598.
2. Wang, Y., Xu, R., Sasaoka, T., Tonegawa, S., Kung, M.-P., andSankoorikal, E-B. (2000). Dopamine D2 Long receptor-deficient
mice display hypolocomotion and reduced level of haloperidolinduced catalepsy. J. Neurosci. 20 , 8305-8314.
3. Hagiwara, Y., Sasaoka, T., Araishi, K., Imamura, M., Yorifuji,H., Nonaka, I., Ozawa, E., and Kikuchi, T. (2000). Caveolin-3
deﬁciency causes muscle degeneration in mice. Human Mol. Genet.
9 , 3047-3054.
4. Sasaoka, T., Imamura, M., Araishi, K., Noguchi, S., Mizuno, Y.,
Takagoshi, N., Hama, H., Wakabayashi-Takai, E., YoshimotoMatsuda, Y., Nonaka, I., Kaneko, K., Yoshida, M., and Ozawa,E. (2003). Pathological analysis of muscle hypertrophy anddegeneration in muscular dystrophy in gamma-sarcoglycan-deﬁcientmice. Neuromuscular Disorders 13 , 193-206.

ことが見出された。この表現型は
D1R または D2R 単独の欠損マウ
スではみられない。このことから摂食行動の開始には D1R および
D2R の両方のシグナルが必要と考えられる。現在，特定条件下でドーパミン情報伝達を制御するコ
ンディショナル遺伝子発現マウスの作成を進めており，この摂食異常の表現型に着目して摂食行動を調節するドーパミン情報伝達の役
割を明らかにする。

図 1. ドーパミン作働性シ
ナプスの模式図

新しいコンディショナル変異導入法の開発
マウス個体を用いた遺伝子機能解析を詳細に行うため，独S T A FF自の方法でマウスの特定組織・特定時期において標的遺伝子にアミノ酸置換による機能変換を導入する「コンディショナ
ル変異導入法」を開発している。NMDA 型グルタミン酸受容体 (NMDAR) は興奮性シナプス伝達を担い，神経細胞の発達・分化，神経伝達の可塑性，神経細胞障害に重要な役割をもつ。これまでに本変異導入法により NMDAR を標的遺伝

34

基礎生物学研究所 要覧 2006

笹岡

俊邦

助教授

神経生物学領域

所

所

長

研

究

研究内容

室

長研究室では，以下のテーマで，遺伝子操作マウスを作り解析を進めている。

ドーパミン神経系の機能解析
ドーパミンは中枢神経系における神経伝達物質で，受容体

NR2A サブユニット，NR2B サブユニットの欠損マウスを作を介して，運動の制御，情動，報酬系や，「こころ」の働き

り解析してきたところ，その過程で，二重欠損マウスのうちにも関与する重要な役割をしている。ヒトでは，その働きがNR2A ホモ／ NR2B ヘテロマウスにおいて，統合失調症に衰えたり，過剰になると，パーキンソン病や統合失調症など

観られる行動異常を観察した。現在，行動測定の新しい装置になると言われてきた。ドーパミン受容体は５種類のサブタを試運転中であるが，正常マウスについて行動のリズム測定

イプ（D1，D2，D3，D4，D5）が存在し，所長研究室では，が可能である。

ドーパミン受容体として重要な，D1 受容体（D1R），D2 受
容体（D2R）の欠損マウスを作り，さらに，D1R/D2R 二重欠損マウスを作り観察したところ，D1R 欠損マウスと D2R
欠損マウスのそれぞれには特徴的な運動の亢進と低下とが認められるが，成長し生殖能力も持つことが判った。一方，
D1R/D2R 二重欠損マウスは，吸乳は順調に出来るものの，離乳期にさしかかると，急速に運動量が低下し，また摂食がまったく見られず，生後３週目頃に餓死することが判った。
このことは，ドーパミン神経系が運動系または食欲を支配する領域で発達に関与していることを示唆している。
そこで，ドキシサイクリン（Dox） 投 与 に よ る 条 件
的遺伝子発現システムを使図 1. テトラサイクリン発現抑制システムを用いて作成した
D1R 条件的発現マウス(A) ドキシサイクリン (Dox) 投
与前は，線条体での導入遺伝子の発現がマーカー分子の X-gal
染色により検出される。(B)Dox
投与により導入遺伝子の発現が抑制される。

い，D1R/D2R 二重欠損の遺伝背景に D1R 遺伝子の発現制
御可能なマウスの作製を試みた。その結果，見事に条件的遺伝子発現を示すマウスが得られ，Dox 投与後，約２−４週
間後に急速は運動機能の低下により，餓死に至ることを見出

参考文献
1. Yamaguchi, H., Aiba, A., Nakamura, K., Nakao, K., Sakagami, H.,
Goto, K., Kondo, H., and Katsuki, M. (1996). Dopamine D2 receptor
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2. Kadotani, H., Hirano, T., Masugi, M., Nakamura, K., Nakao, K.,
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NR2C subunit. J. Neurosci. 16 , 7859-7867.
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H., and Katsuki, M. (2000). Regulation of long-term potentiation by
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Neurochem. 92 , 759-766.

した。また，運動機能低下後，Dox を水に代えて投与すると，再び運動機能を回復した。これは，D1 および D2 受容体が構造的変化や記憶学習に直接関与していないことを示すものである。

S T A FF
所 長

NMDA 型グルタミン酸受容体（NMDA 受容体）の機能解析

勝木

技術支援員

元也

宮川
宮川

敦士
裕子

NMDA 受容体は，多くの実験から，記憶と学習とに関連していると考えられている。我々も NMDA 受容体のうち基礎生物学研究所

要覧 200635

研究内容

進化多様性生物学領域

www.nibb.ac.jp/gene1/

分子遺伝学研究部門

ゲ

ノム構造は必ずしも安定ではなく，時にダイナミックに変化して種々の生体機能の発現に影響を与える。ゲ

ノムにダイナミズムを賦与し，種々の DNA 再編成を起こして遺伝子の発現様式を変える配列としてトランスポゾンが注目されている。また，DNA のメチル化やクロマチン構造の変化によるエピジェネティックな発現制御もゲノムにダイナ
ミズムを賦与する要因である。
当研究室では，
主に「アサガオ」と「イネ」を材料として，(1) 目に見える変異形質からゲノム配列の変化を解明する Genetics ，(2) エピジェネティッ
クな発現制御を解明する Epigenetics ，(3) 相同組換えやトランスポゾンを用いて遺伝子を改変して変異形質を探る
Reverse Genetics ，(4)解析の 4 方向から

Genomics

による網羅的

ゲノムダイナミズムと生体機能の解明をめざしている。これらゲノム動態の解明は，進化や多様性にも重要な知見を提供するであろう。

図 1. 野生型の青花アサガオ (A) と花色と模様に関する自然突然変異(B)-(H)，易変性ソライロアサガオ (I)易変性「雀斑」変異 (F)，易変性「吹掛絞」変異 (G)，易変性「紫」
変異 (E)，少なくとも (B，C，H) の変異にも Tpn1 類縁因子が関与している。矢印は青色スポット。

遺伝子の網羅的解析も行っている。

アサガオの易変性変異とトランスポゾン
我々は平賀源内の「物類品隲」(1763) に記載された「時雨絞 ( 雀斑 ; ﬂecked )」や 19 世紀初頭の文化文政期に出現しアサガオ近縁種の易変性変異
メキシコが原産で，18 世紀頃欧米で園芸化されたマルバ

た「吹掛絞 (speckled )」，紫地に青色の絞り花を咲かせる易

アサガオにも「条斑絞 (ﬂaked )」と呼ばれる絞り花を咲かせ

変性「紫 (purple )」変異など種々の花色に係る易変性変異のる易変性変異が知られている。この易変性変異は，Ac/Ds

同定を行った ( 図 1A-H)。その結果，江戸時代に花卉園芸化

系 のトランスポゾン Tip100 が色素生合成系遺伝子に挿入されて多種多様な変異が分離されたアサガオの自然突然変異

した自然突然変異であった。さらに，マルバアサガオの花色の大部分は，我々がアサガオから最初に単離した En/Spmに関わる安定な自然突然変異の中にも新たな Ac/Ds 系トラ系の Tpn1 と名付けたトランスポゾンとその類縁因子の挿入

ンスポゾンの挿入変異変異系統もあることが判明した。これ変異であることが明らかになった。Tpn1 はトランスポゾン

らの結果は，アサガオやマルバアサガオの園芸化や育種の過がコードしている転移に必要な転移酵素遺伝子が欠損してい程に自然突然変異原としてのトランスポゾンが重要な役割をる非自律性因子で，同じ細胞内に共存する自律性因子が作り果たしてきたことを示唆している。また，20 世紀中葉に米出す転移酵素が作用して初めて転移脱離できる。多くの自然

国で園芸化された鮮やかな青色の花を咲かせるソライロアサ

突然変異も Tpn1 類縁の非自律性トランスポゾンの挿入変異

ガオの白色花の自然突然変異体もトランスポゾン挿入変異体

であり，また易変性の変異形質を示さずに安定な変異であるであった。淡青色地に青色の小さなスポットの花を咲かせると考えられている自然突然変異の中にも，エピジェネティッ

自然突然変異は，色素生合成に係る転写制御遺伝子内にタンクな遺伝子発現の抑制などによって挿入された Tpn1 類縁のデムな重複が起こった変異で，体細胞相同組換えが重複配列

非自律性トランスポゾンが転移脱離できなくなって一見安間で起きて復帰変異が生ずると思われる ( 図 1-I )。

定な変異形質を示すものや，挿入トランスポゾンの脱離やDNA 再編成に付随する変異など種々の安定化機構が関与し

36

イネの易変性変異たと思われるものも見出せた。また，エピジェネティックなゲノム配列の解明が行なわれた単子葉植物のイネは，全世

遺伝子発現制御が関与する花模様の形成機構や花で発現する界の人口の過半数の主食であり，また穀類のモデル植物でも基礎生物学研究所 要覧 2006

ある。しかしながら，トウモロコシの場合とは異なり，イネ

遺伝子のホモログがシロイヌナズナには見出されないこともの易変性変異に関する解析はほとんどない。そこで，淡黄

明らかになってきた。それ故，相同組換えによりゲノム上の緑色地の葉に濃緑色のセクターが入る易変性 virescent 変異

内在性遺伝子をあらかじめデザインした配列に正確に改変( 図 2-A ) をマップベースクローニングにより，Ac/Ds 系のする遺伝子ターゲティング法は未知遺伝子の機能解明のため

nDart と名付けた新たなトランスポゾンの挿入変異であるこの必要不可欠な Reverse Geneticsとを明らかにし，通常の栽培条件下で交配と自殖により転移

従来，高等植物においては導入遺伝子の非相同組換えによるを制御できるイネの唯一トランスポゾンであることを明らか

ランダムなゲノムへの挿入に比べて相同組換えは起こりにくにした。さらに nDart を新たなイネの遺伝子タギング系としいため，組換えや修復の過程に関わる遺伝子の機能を改変して利用し，thumbelina （親指姫）と名付けた易変性の矮生変て，相同組換えと非相同組換えの起こる相対的頻度を改善し，異を同定した。

ターゲットされた形質転換体を得ようとする研究に多くの関の手法と考えられる。

心が集まっている。しかしながら，ゲノム配列の解読後の機相同組換えを利用したイネゲノムの改変

能ゲノム学的展開を視野に入れ，相同組換えのための遺伝子

イネのゲノム配列が明らかになるに従い，かなりのイネの導入に伴って再生能や稔性の低下など種々の遺伝形質に影響を与えることは好ましくないと考え，ゲノム解析が進行していたイネ品種日本晴を用いて稀に生じる正しくターゲッ

トされた体細胞相同組換体を多数の形質転換体中より探すことにした。そのため，我々は導入ベクターや選抜方法を工夫し，形質転換効率を高めて稀に起きる体細胞相同組換え体を効率的に選抜するイネの遺伝子ターゲティング法を開発し，食味に関わる Waxy 遺伝子をモデルとした遺伝子ターゲティ
ングに成功した ( 図 2-D,E )。今後，さらにこの手法を用いてエピジェネティックス関連遺伝子などイネの重要な生体機能に係る遺伝子を改変して，ゲノムの動態の解明に迫りたいと考えている。

図 2. イネの易変性 virescent 変異 (A)，安定な virescent 変異 (B)，
易変性（右）と安定な（左）矮性変異 (C) と相同組換えにより Waxy
遺伝子が改変されたトランスジェニックイネの葯 (D) と胚乳 (E)1 対の Waxy 遺伝子の片方がターゲットされたイネの葯中に 1:1 で含まれるウルチ性とモチ性の花粉と Waxy 遺伝形質の次世代の胚乳での分離。ヨード染色によりウルチ性は濃く，モチ性は薄く染まる。

参考文献
1. Iida, S., Hoshino, A., Johzuka-Hisatomi, Y., and Inagaki, Y. (1999).
Floricultural traits and transposable elements in the Japaneseand common morning glories. Annals New York Acad. Sci. 870 ,
265-274.
2. Fukada-Tanaka, S., Inagaki, Y., Yamaguchi, T., Saito, N., and Iida, S.
(2000). Colour-enhancing protein in blue petals. Nature 407 , 581.
3. Terada, R., Urawa, H., Inagaki, Y., Tsugane, K., and Iida, S. (2002).
Efficient gene targeting by homologous recombination in rice.
Nature Biotech. 20 , 1030-1034.
4. Iida, S., and Terada, R. (2004). A tale of two integrations, transgene
and T-DNA: gene targeting by homologous recombination in rice.
Curr.Opin. Biotech. 15 , 132-138.
5. Park, K.I., Choi, J.D., Hoshino, A., Morita, Y., and Iida, S. (2004). An
intragenic tandem duplication in a transcription regulatory gene foranthocyanin biosynthesis confers pale-colored flowers and seeds
with ﬁne spots in Ipomoea tricolor . Plant J. 38 , 840-849.
6. Tsugane, K., Maekawa, M., Takagi, K., Takahara, H., Quin, Q., Eun,
C.H., and Iida, S. (2006). An active DNA transposon nDart causing
leaf variegation and mutable dwarﬁsm and its related elements inrice. Plant J. 45 , 46-57.

STAFF

技術課技術職員

特別協力研究員

田中
山口

香村

幸子
勝司

博士研究員

飯田
教

滋
授

寺田

理枝

助 手

星野
助

敦
手

栂根
助

一夫
手

森田

裕将

研究員

定塚
朴
殷
森藤
姜

恵世
慶一
彰
暁
恭好

技術支援員

敏郎

小野 明美
浅尾 久世
総合研究大学院大学院生 松 本 美 和 子
島本 三樹
島谷 善平
松田 知里
特別共同利用研究員

高木
山内

恭子
卓樹

事務支援員

三城

基礎生物学研究所

和子

要覧 200637

研究内容

進化多様性生物学領域

www.nibb.ac.jp/gene2/

ゲノム動態研究部門なるが，驚いたことに rDNA コピー数の増減が停止しフリーズしたのである。この現象は，基本的に大腸菌の複製阻害による組み換えの活性化と非常によく似ていた。この発見が，rDNA を含めそれまで未解決であった遺伝子増幅の機構解明の突破口になった。その後の解析から，染色体の構造維持やゲノムは非常に安定に振る舞う反面，融通無碍（ゆうずダイナミクスに重要な役割を担うことで知られる SMC タン

うむげ）に変化する面を合わせ持つ。それはメガ塩基

パクファミリーのメンバーである，コへーシンやコンデンシレベルの大きな変化から，「変異」と呼ばれる１塩基レベル

ンが，それぞれ rDNA 領域の特異的部位に結合し，コピーの小さな変化まで様々だ。当研究室ではこのようにダイナ

数増減のコントロールやリピート構造維持に特異的で必須なミックに変化するゲノムに焦点を当て，そのメカニズムと生役割を果たすことを明らかにしつつある。例えば，これまで

物的な意味を明らかにしようとしている。特にゲノム変化のM 期（分裂期）の染色体凝縮と分配に働くと考えられてき原因となる「複製・組み換え・変異生成」などの分子レベル

たコンデンシンが，S 期（DNA 合成期）の rDNA の複製阻の過程と，「ゲノム安定性・遺伝子増幅・遺伝子進化」など

害部位（RFB）に，阻害タンパク（Fob1）依存的に結合すの生物学的に重要な過程の間に存在するであろうダイナミッ

ることを見出しており，その結合機構と意味を解析中である

クな関係を突き止めたい。

（図１参照）。

複製阻害による組み換えの活性化
複製の阻害によって，組み換えが活性化されることを大腸菌で見出した。大腸菌ゲノムには複製を阻害する部位（Ter と呼ぶ）が知られており，その阻害部位近傍の組み換え頻度が著しく上昇したからだ。このようにゲノム上の高い組み換え
領域を「組み換えのホットスポット」と呼ぶ。つまり複製阻害点はホットスポットであるが，阻害不能になった変異株では，コールドスポットになり，他の領域との区別がなくなる。
この現象は，複製が正常に進行しなくなった時，その回避あるいは再構築のために起こる生物反応の一部ではないかと考えた。それならば，この反応が普遍的である可能性があり，同様なことが真核生物でも起こるかどうかを調べた。

複製阻害による遺伝子増幅
複製の阻害部位は，バクテリアのみならず真核生物（酵母からヒトまで）のゲノムにも存在する。場所はリボゾーム
RNA 遺伝子（rDNA と呼ぶ）にある。真核生物の rDNA は，典型的な「繰り返し（リピート）遺伝子」として知られる。
例えば出芽酵母では約 200 コピーの rDNA が 12 番染色体の一個所に集中している。このようなリピート遺伝子は，高等動植物ゲノムに広く存在するリピート配列と同様不安定で，そのコピー数が常時変動している。また，何らかの理由
でコピー数が激減しても，自律的に回復し元に戻る。我々は複製阻害部位（RFB と呼ぶ）における阻害が不能になった変異株を分離し，その原因遺伝子（FOB1 ）を同定した。この遺伝子産物 Fob1 タンパクは RFB に結合し，複製を阻害する。この変異株では rDNA 領域の組み換えが起こらなく38

基礎生物学研究所 要覧 2006

図１

染色体凝縮タンパク ｢ コンデンシン ｣ の rDNA 複製阻害部位（RFB）への特異的結合モデル（１）複製開始点（ARS）から開始した左向きの複製は、RFB で阻害される。（２）他の ARS からの右向きの複製が近づいてくる。（３）
複製の会合に伴い、一部の捻れが解けず、２本の姉妹染色体同士に絡まった部分として残る。この構造をカテネーションと呼ぶ。この構造をコンデンシンが認識し結合する。

遺伝子増幅と遺伝子進化化へ」の具体的過程を明らかにするため，実験的なチャレン「生物の進化」はもちろん生物学の大問題であるが，それにジを始めつつある。

は「遺伝子の進化」が起こる必要があろう。各生物種のゲノ
ム配列決定により，多量で詳細な遺伝子構造間の比較がなされているものの，そこから遺伝子進化の遷移状態や機構が簡単にはわかりそうにない。一般には，遺伝子進化（一つの遺参考文献
1. Kodama, K., Kobayashi, T., Niki, H., Hiraga, S., Oshima, T., Mori,
H., and Horiuchi, T. (2002). Ampliﬁcation of Hot DNA segments inEscherichia coli . Mol. Microbiol. 45 , 1575-1588.
2. Kobayashi, T., Horiuchi, T., Tongaonlar, T., Vu, L., and Nomura,
M. (2004). SIR2 regulates recombination between diﬀerent rDNA
repeats, but not recombination within individual rDNA genes in
Yeast. Cell 77 , 441-453.
3. Kobayashi, T., and Ganley, A.R.D. (2005). Recombination regulation
by transcription-induced cohesin dissociation in rDNA repeats.
Science 309 , 1581-1584.
4. Watanabe, T., and Horiuchi, T. (2005). A novel gene ampliﬁcation
system in yeast based on double rolling-circle replication. EMBO J.
24 , 190-198.
5. Hayashi, K., Morooka, N., Yamamoto, Y., Fujita, K., Isono, K., Choi,
S., Ohtsubo, E., Baba, T., Wanner, B.L., Mori, H., and Horiuchi, T.
(2006). Highly accurate genome sequences of Escherichia coli
K-12 strains MG1655 and W3110. Mol. Systems Biol. doi:10.1038
msb100049:E1-E5.
6. Johzuka, K., Terasawa, M., Ogawa, H., Ogawa,T., and Horiuchi,
H. (2006). Condensin loaded onto the replication fork barriersite in ribosomal DNA (rDNA) repeats during S-phase in a FOB1dependent fashion to prevent contraction of a long repeats in
S.cerevisiae . Mol. Cell. Biol. 26 , 2226-2236.

伝子から異なる機能を持つ遺伝子への変化）には，まず遺伝子コピーの増加が先行するという。次にそれらへの多数の変異が導入された後，選択圧が掛かかり，それら遺伝子集団の中から新しい機能を獲得した遺伝子が選ばれるのが一つの考え方であろう。その視点から rDNA の増幅を見ると，その速度は 1 コピー／世代で極めて遅く，環境の急激な変化（例
えば農薬散布）には，より素早い増幅が要求されよう。そこ
で，出芽酵母を用いて，出来るだけ早い増幅速度を有する新たなシステムを考案し試みたところ，一世代で 100 コピー
以上増幅する系の開発に成功した（図 2 参照）。この解析から，
ゲノム構造上の簡単な条件さえ整えば，生物は爆発的な遺伝子増幅能力を有していることを知るに至った。この系を足掛かりに，魅力に富んだ未知領域，「遺伝子増幅から遺伝子進᩺䛝䛊㐿ఎᏄቌᖕἪ 䟺䠄ᮇ㙈ว᩷䟻ቌᖕ䝪䝏䝇䝌

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図２．新しい高速遺伝子増幅システム

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ダブルローリングサークル複製（DRCR）による，高速遺伝子増幅システム。増幅ユニット内の 2 本鎖切断（DSB： double strand
break ：矢印）により DNA が陥った危機から，逃れるための反応⤄ᥦ䛎䛱䜎䜑䜹䞀䜳䝯㒂ฦ䛴ゆᾐ䠑

（BIR：break induced replication）により DRCR が誘導され，サークル部分（白，灰色，赤矢印）のみが果てしなく複製を繰り返し，リピートとして両側に伸長していく。最終的にサークル部分が組換えで除かれ，高度に増幅された染色体ができる。

STAFF

堀内
教 授

嵩

小林

武彦

助教授

定塚
助

勝樹
手

渡邊

孝明

技術課技術職員

総合研究大学院大学院生

諸岡

板津

直樹

昌子

博士研究員

事務支援員

児玉 顕一
崔
泰林
AUSTEN, Ganley
大住 克史
芹澤 尚美

三上由利子

研究員

基礎生物学研究所

要覧 200639

研究内容

進化多様性生物学領域

www.nibb.ac.jp/evodevo/

生物進化研究部門

細胞から組織への進化
植物細胞は動物細胞と異なり細胞壁で囲まれており動けず，形態形成運動の代わりに細胞分裂･伸長方向制御によってその後の組織形態が決定されるため，植物の発生進化に

形の多様性は生物の大きな特徴である。多様な形態は細胞形態制御機構の進化が大きな役割を果たしたと考えられ個々の生物に固有の発生プログラムの違いによって生る。植物の細胞分裂・伸長方向制御は表層微小管系により行じている。では，発生プログラムはどのように進化し多様化

われる。動物細胞では中心体から微小管が形成されるが，植したのだろうか。どのような遺伝子がどのように変化して発物表層微小管がどのようにできるかはわかっていなかった。

生プロセスが進化したか，即ち発生進化の分子機構を解明す

我々は表層微小管が既存の表層微小管から枝分かれすることることが本研究部門のメインテーマである。

によってできることを発見した。では，この植物特有の微小植物細胞の起源
植物細胞は原始真核細胞にラン藻が共生することによって進化した。原始真核細胞はどのような分子機構を進化させる
ことによってラン藻を自由に制御できるようになったのだろうか。葉緑体運動を制御する因子の解析を通して共生進化の分子機構にアプローチしている。

単細胞から多細胞への進化
単細胞生物から多細胞生物へと進化する最初のステップは一つの細胞から二つの異なった細胞を作り出すこと，すなわ
ち不等分裂である。コケ植物セン類のヒメツリガネゴケから単離したプロトプラストの最初の細胞分裂が幹細胞と非幹細胞への不等分裂であることに着目し，この不等分裂を制御す

図２. タバコ培養細胞抽出液から作らせた微小管の分枝（上）と，微小管の分枝におけるγ−チューブリンの役割のモデル（下）る遺伝子群の単離，解析を行っている。EST 解析によりカ管形成機構はどのように進化したのだろうか。表層微小管のタログ化した約 1 万 5 千遺伝子の全長 cDNA を順次プロト

分岐点にどのようなタンパク質が局在しているかを調べるこ

プラストで過剰発現し，不等分裂に異常を引き起こす遺伝子とによって動物細胞と異なった微小管形成機構がどのようにの探索を行い，これまでに約 60 個の不等分裂関連遺伝子の進化したのかを明らかにすることを目指している。

単離に成功し，機能解析をすすめている。

分裂組織の形成･維持機構の進化
茎頂分裂組織から無限に茎葉が形成される発生様式は植物の大きな特徴であるが，その分子機構はよくわかっていな
い。我々は茎頂分裂組織の観察が容易なヒメツリガネゴケで遺伝子トラップ系を作出し，約 2 万ラインをスクリーニン
グし茎頂分裂組織特異的発現を示す遺伝子の解析をすすめている。また，茎頂分裂組織は陸上植物の中で多様性に富んでいる。そこで，被子植物の茎頂分裂組織形成維持に重要な
KNOX，ZWILLE，NAC などの転写因子，オーキシンの極性輸送およびその排出キャリアーである PIN 遺伝子のシダやコケホモログの機能を調べることにより茎頂分裂組織の多図 1. ヒメツリガネゴケプロトプラストの正常な不等分裂（左上。左下は細胞壁を染色してある）と異常を示すもの（右上，右下）

40

基礎生物学研究所 要覧 2006

様性の分子的実態を明らかにしようとしている。

花の進化た。約 800 程度の遺伝子だけがコケ特異的であり，これら

被子植物の生殖器官である花はホメオティック遺伝子には被子植物が進化する過程で失われてしまったものや，菌類

よって形成される。花の起源と進化を調べるためにシャジクなどから平行伝搬してきたものらしい。ヒメツリガネゴケはモ類，コケ植物，シダ植物，裸子植物における花器官形成ホ

植物の中で最も遺伝子ターゲティング効率が良いことから，

メオティック遺伝子（MADS-box 遺伝子，LEAFY 遺伝子）

分子生物学の新しいモデルとして注目されており，日米英独

ホモログの機能解析を行った。その結果，これらの遺伝子は共同で核ゲノム解析を進めている。

元来，卵，精子形成に関わっており，植物が陸上化した前後

種形成の分子機構に遺伝子重複によって数が増え，増えた遺伝子が機能分化す

生殖的隔離は種形成の第一段階である。精子を含む花粉管ることによって花器官が進化した可能性が高いことがわかった。

が，卵を持つ胚珠に正確に誘導されることが生殖に必須であ

螺旋状に花器官をつけるモクレン類，総苞が花弁化したドり，この誘導機構の改変が生殖的隔離へとつながる。我々がクダミ，ガク片と花弁の区別が困難な Amborella やスイレン開発したシロイヌナズナ in vitro 受精系を用いて花粉管誘導類での花器官形成遺伝子系をモデル植物と比較することによ

因子の探索を行っている。植物の 70％以上は倍数体であり，り，花形態多様性の分子基盤を明らかにしようとしている。

倍数体化は植物の種形成の重要なモードとなっている。倍数体化に伴い巨大化などが生じるがその理由はわかっていない。この変化を引き起こす理由を調べるためにシロイヌナズ
ナの人工倍数体において遺伝子発現がゲノムレベルでどのように変化しているかを調べている。
参考文献
1. Maizel, A., Bush, M. A., Tanahashi, T., Perkovic, J., Kato, M.,
Hasebe, M., and Weigel, D. (2005). The floral regulator LEAFY
evolves by substitutions in the DNA binding domain. Science 308 ,
260-263.
2. Murata, T., Sonobe, S., Baskin, T.I., Hyodo, S., Hasezawa, S.,
Nagata, T., Horio, T., and Hasebe, M. (2005). Microtubules are
nucleated on extant microtubules via gamma-tubulin in plant
cortical arrays. Nature Cell Biology. 7 , 961-968 (issue cover).
3. Tanabe, Y., Hasebe, M., Sekimoto, H., Nishiyama, T., Kitani, M.,
Henschel, K., Munster, T., Theisen, G., Nozaki, H., and Ito, M.
(2005). Characterization of MADS-box genes in charophycean
green alga and its implication for the evolution of MADS-box genes.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 , 2436-2441.
4. Tanahashi, T., Sumikawa, N., Kato, M., and Hasebe, M. (2005).
Diversification of gene function: homologs of the floral regulator
FLO/LFY control the first zygotic cell division in the moss
Physcomitrella patens . Development 132 , 1727-1736.
5. Nishiyama, T., Fujita, T., Shin-I, T., Seki, M., Nishide, H., Uchiyama,I., Kamiya, A., Carninci, P., Hayashizaki, Y., Shinozaki, K.,
Kohara, Y., and Hasebe, M. (2003). Comparative genomics ofPhyscomitrella patens gametophytic transcriptome and Arabidopsis
thaliana : Implication for land plant evolution. Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 100 , 8007-8012.
6. Hasebe, M., Wen, C.-K., Kato, M., and Banks, J.A. (1998).
Characterization of MADS homeotic genes in the fern Ceratopterisrichardii . Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95 , 6222-6227.
7. Hasebe, M., Omori, T., Nakazawa, M., Sano, T., Kato, M., andIwatsuki, K. (1994). rbcL gene sequences provide evidence for theevolutionary lineages of leptosporangiate ferns. Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 91 , 5730-5734.

図３. ヒメツリガネゴケ PpLEAFY 遺伝子破壊体では，受精は起こる
が受精卵の第一分裂が進行しない
元来細胞分裂全般を制御していた PpLEAFY 遺伝子が進化の過程で花器官形成に特殊化したらしい。図は造卵器内の卵と精子。

世代の進化
コケ植物と被子植物は 4 億年前に分岐した。ヒメツリガ
ネゴケの完全長 cDNA ライブラリーを作成し，約 8 万のEST シーケンスを行い，シロイヌナズナゲノムと比較した。
その結果，被子植物はコケ植物と大きく形態が異なっているにも関わらずほとんど同じ遺伝子を持っていることがわかっ

STAFF

長谷部光泰
教

授

村田
助教授

隆

棚橋

貴子

助 手

日渡
助

祐二
手

青野

直樹

技術課技術職員

特別共同利用研究員

住川

森長

直美

真一

博士研究員

技術支援員

宮崎さおり
総合研究大学院大学院生

市川 幸奈
長谷川訓子
枡岡 朋子

橋本
青山

事務支援員

薫
剛士

小島

洋子

研究員

基礎生物学研究所

要覧 200641

研究内容

進化多様性生物学領域

種形成機構研究部門( 客員部門 )的に見て極めて若い群集であり，短期間のうちにわずかな祖先種から現在見られる数百種にまで種分化し，様々な形質の多様化を遂げたと考えられている。その証拠に，
我々のグループのレトロポゾン解析などによって示されているように，ほとんどの中立的な遺伝子では，多型が存在している場合，複生

物の進化における重要な要素と考えられるものの一つ

数の対立遺伝子が異種間で共有されていることが明らかに

は，多様化の原動力としての種分化・種形成のメカニなっている。これは逆に，特定の遺伝子が種分化・種形成にズムである。その過程を理解するには，生物の新奇形質の獲伴って正の選択圧を受けていた場合，それを検出する指標と得や新たな環境への適応が，遺伝学的・発生学的にどのようして対立遺伝子の置換という現象を用いることが出来るといなプロセスで起こってきたか明らかにすることが必須であうことを意味する。

る。本研究部門では，現在，アフリカ産カワスズメ科魚類のシクリッドは，交配相手の選択や捕食などにおいて視覚に視覚をつかさどるオプシン遺伝子などを対象とし，分子的手

大きく依存していることが知られている。本部門では視物質法を用いて生物の種形成のメカニズムを明らかにしてゆく試であるオプシンに着目し，ビクトリア湖で採集された各種個みを行っている。

体において上記アプローチによる分子進化学的な解析を進めており，観察された変異が種分化・種形成に関わるどのような要因に関与してきたのか考察を進めている。

種分化・種形成のメカニズムを探る
アフリカ大陸のタンガニイカ湖，マラウイ湖，ビクトリア
湖には，それぞれ数百種の固有のカワスズメ科魚類（シクリッド）が生息しており，爆発的な適応放散によって著しい多様

図 1. 捕獲直後の Pundamilia nyererei ♂
体表の色彩パターンは雌が雄を交配相手として選ぶ際に重要と考えら

参考文献
1. Sugawara, Y., Yerai, Y., Imai, H., Turner, G. F., Koblmuller, S.,
Sturmbauer, C., Shichida, Y., and Okada, N. (2005). Parallelism ofamino acid changes at the RH1 aﬀecting spectral sensitivity among
deep-water cichlids from Lakes Tanganyika and Malawi. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA in press.
2. Terai, Y., Takezaki, N., Mayer, W.E., Tichy, H., Takahata, N., Klein,J., and Okada, N. (2004). Plylogenetic relationships among East
African haplochromine fishes as revealed by short interspersed
elements (SINEs). J. Mol. Evol. 58 , 64-78.
3. Terai, Y., Mayer, W.E., Klein, J., Tichy, H., and Okada, N. (2002).
The eﬀect of selection on a long wavelength-sensitive (LWS) opsin
gene of Lake Victoria cichlid ﬁshes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99 ,15501-15506.
4. Sugawara, T., Terai, Y., and Okada, N. (2002). Natural selectionof the rhodopsin gene during the adaptive radiation of East african
great lakes cichlid ﬁshes. Mol. Biol. Evol. 19 , 1807-1811.
5. Takahashi, K., Terai, Y., Nishida, M., and Okada, N. (2001).
Phylogenetic relationships and ancient incomplete lineage sorting
among cichlid ﬁshes in Lake Tanganyika as revealed by analysis of
the insertion of retroposons. Mol. Biol. Evol. 18 , 2057-2066.

れている。

性を獲得していることで知られている。
しかし，その種分化や多様化の背景となった遺伝子の変

ST A FF

博士研究員

化はまだほとんど未解明である。
本研究室では，

溝入真治

特にアフリカ三大湖のシクリッド群集のうち，技術支援員

ビクトリア湖産群集にスポットを当て，爆発的鈴木登貴子

種分化の背景を遺伝的に探ってゆくことを主な研究テーマとしている。
地質学的な証拠から，この湖は約 12,000 年前に一度完全に干上がったことが示唆されている。従って，この湖のシクリッド群集は，進化

42

基礎生物学研究所 要覧 2006

岡田

典弘

客員教授
（東京工業大学大学院 生命理工学研究科）

高橋
助

一彦
手

佐々木
研究員

剛

進化多様性生物学領域

研究内容

構造多様性研究室

チ

ョウの翅は，単層上皮の袋が封筒のようにたたまれたものであり，幾何学的構造および構成細胞の種類のシ

ンプルさゆえに，形態形成過程を考えるのに適した材料である。この系を使って，成虫翅の輪郭形成過程および，その周辺のメカニズムを調べている。

鱗翅目昆虫 ( チョウやガ ) の翅は，幼虫期に成虫原基の形で準備されているものが，蛹の期間に大きく面積を拡大するとともに，その輪郭の形も変化して成虫の翅として完成する。
たとえばアゲハチョウの尾状突起も，このようにして蛹の期間に形作られる。この輪郭の変化が，脊椎動物の指の形成過程で知られるアポトーシス ( プログラムされた細胞死 ) と類似のしくみによって引き起こされていることを既に報告し図 1. トラキオール ( 毛細気管 ) 細胞の透過型電子顕微鏡観察像
細胞内に既に形成されているトラキオールの断面が多数見える。細胞が移動するにつれて，その後ろにトラキオールが伸びていく。

た。すなわち，蛹の翅の周縁部に境界線ができ，その外側が急速に細胞死を起こす一方，内側が鱗粉形成などの分化をして，成虫の翅が完成するのである。
アポトーシスをおこした細胞は，翅を作っている 2 枚の細胞シート ( 上皮 ) の隙間にいるマクロファージによって速やかに貪食・除去される。その後分かったところでは，細胞死の時期の前後で，境界線の内側でだけ翅の 2 枚の上皮間の接着が強くなってマクロファージが入り込めなくなり，
その結果，細胞死を起こす部分にマクロファージが濃縮され

参考文献
1. Kodama，R.，Yoshida，A., and Mitsui，T. (1995). Programmed
cell death at the periphery of thepupal wing of the butterﬂy，Pieris
rapae. Roux. Arch. Dev. Biol. 20 , 418-426.
2. Watanabe, E., Hiyama, T. Y., Shimizu, H., Kodama, R., Hayashi, N.,
Miyata, S., Yanagawa, Y., Obata, K., and Noda, M. (2006). Sodiumlevel-sensitive sodium channel Nax is expressed in glial laminate
processes in the sensory circumventricular organs. Am. J. Physiol.
290 , R568-576て，死んだ細胞の貪食が効率よく行われるようになっているらしい。
翅の形態形成の過程では，気管およびトラキオール ( 毛細気管 ) が何度も進入して，空気供給をおこなうとともに，翅脈の配列や斑紋パターンを形作る因子として作用しているら
しい。一部の気管の走行が，上記の細胞死の境界線と重なっていることから，この過程にも注目し，終令幼虫から蛹をへて成虫にいたる過程で，気管やトラキオールの変化を，光顕・電顕を併用して詳細に観察している。このような研究は，翅脈依存性の斑紋パターンのなりたちを研究する基礎としても重要である。
このほかに，光学顕微鏡・電子顕微鏡などの経験を生かして，所内の神経生理学研究室や性差生物学研究部門などとのS T A FF共同研究を行っている。2005 年度から連携・広報企画運営
戦略室を兼任し，研究所全体の国際連携および広報関連業務に広く関わることになったので，今後は主にこのような共同研究の形で研究所の研究活動に寄与していきたいと考えてい
る。
児玉

隆治

助教授

基礎生物学研究所

要覧 2006

43

研究内容

環境生物学領域

www.nibb.ac.jp/bioenv1/

分子環境生物学研究部門

生

体内に存在するホルモンや生体を取り巻く化学物質の作用・影響について個体レベルから分子レベルまでの総合的な研究視野から基礎研究を行っている。生物の発生・生殖・成長などの生命活動は内在性のエストロゲンやアンドロゲンといった性ホルモンに大きく依存している。近年棲息環境中に放出されている多くの化学物質の中にエストロゲン
受容体に結合してエストロゲン類似作用を示すものや，アンドロゲン受容体や甲状腺ホルモン受容体に結合してホルモン作用を阻害する物質（内分泌かく乱物質，
ホルモン活性物質）が見いだされ，野生動物やヒトの内分泌系をかく乱している可能性がある。

生殖器官への不可逆的な影響
出生時のマウスの生殖器系の発達はヒトの妊娠 3-4 ヶ月の胎児の生殖器系の発達段階と相同であることから，周生期のマウスは，ヒトでの胎児曝露のモデルとなりうる。出生直後のマウスにエストロゲンやアンドロゲンを投与すると，本図１. 周生期の DES 投与によって誘起される膣の不可逆的変化
通常，卵巣を摘出すると，アポトーシスが増加するが，周生期にDES を投与されたマウスでは細胞増殖因子の mRNA 増加や，細胞壊死因子の発現の低下が誘導されるため，アポトーシスが起こ
らなくなる。さらに ER 発現も低下している。これらの現象と腫瘍化の関連が注目されている。

来のエストロゲンに対する反応性を失い，不可逆的な膣上皮の角質化・腫瘍化，子宮の形成不全・扁平上皮化・腫瘍，輸卵管腫瘍，多卵性卵胞・多核卵，不妊などが誘起される。これらの組織の中で，特に不可逆的増殖が見られる膣上皮についての研究が進んでいる。新生児期におけるエストロゲンの投与により増殖因子である EGF が高発現しその受容体が活性化する。その後細胞内でタンパク質のリン酸化カスケードが動き，最終的にエストロゲン受容体のリン酸化・活性化が起こる。そして活性化したエストロゲン受容体により EGFの転写が誘導されその受容体が活性化するというポジティブ
フィードバックループが出来上がる。これによって，エス
トロゲン非依存的な細胞増殖が制御されていると考えられる（文献１）。また不可逆的な増殖を起こしている膣に特異的に発現している遺伝子の探索も行なっている（文献２）。現在
エストロゲン受容体によってどのように細胞増殖が起こるのか，どのように角質化への分化が制御されているのか，その分子機構の解析を進めている。

44

基礎生物学研究所 要覧 2006

図２. マウス膣におけるエストロゲン非依存的なエストロゲン受容体の活性化モデル
転写活性を有するエストロゲン受容体が成長因子の転写を高める。生成した成長因子が膜上に局在する成長因子受容体に作用すると細胞内でタンパク質リン酸化のカスケードが動き最終的にエストロゲン受容体の 122 番目，171 番目のセリン残基をリン酸化する。するとエストロゲン受容体はリガンド非依存的な転写活性を持つようになる。

内分泌かく乱物質の作用機序の解明

いて温度依存性の性分化機構の解析も進めている。

内分泌かく乱物質の作用機序を明らかにするためのアプ
ローチの一つとして，遺伝子発現のレベルからの解明を行っている。本来のステロイドホルモン受容体は転写因子である

オオミジンコの性分化機構および化学物質の影響ことから，エストロゲンや内分泌かく乱物質が転写に及ぼす

水質汚染や化学物質の悪影響はオオミジンコの産仔数を用影響を解析することにより，その機能的な共通性と特異性をいて判定されている。経済協力開発機構 (OECD) などでも見出そうとしている。DNA マイクロアレイを用いて約 1 万

一般的に用いられている環境指標動物であるが，遺伝子情報の遺伝子の発現状態を解析することにより，エストロゲンやは得られていない。化学物質の悪影響の作用機構を解析する

内分泌かく乱物質が遺伝子発現に及ぼす影響を明らかにしてためにオオミジンコの遺伝子情報を整理し，マイクロアレイ

いる（文献 3,4）。これらの比較により，エストロゲン本来を作成している（文献 7）。オオミジンコは単為生殖で雌がの遺伝子発現パターンと内分泌かく乱物質による遺伝子発現

雌を産んで増殖するが，幼若ホルモン類似物質を暴露するとパターンが異なっていることを明らかにしてきており，こう雄を産仔することを見出した ( 文献 8)。オオミジンコの性決した遺伝子の機能を解明していくことにより，内分泌かく乱

定は卵形成の特定の時期に起こる。幼若ホルモンを用いて，物質の広範な影響について明らかにしていく。

オオミジンコの性分化機構の解明も進めている。

は虫類の性分化，両生類および魚類への影響
発生中の胚に対するエストロゲンや化学物質の影響はアフ
リカツメガエル，アメリカワニ，海産メダカのマミチョグやゼブラフィッシュで，骨形成の異常や性分化の異常として見いだしている。これらの動物では，エストロゲン受容体は胚にも存在し，エストロゲン様物質の影響を受ける可能性がある。エストロゲンおよびエストロゲン類似物質の作用機構を解析するためには，エストロゲン受容体，エストロゲン応答
遺伝子のクローニングが不可欠であり，現在遺伝子の解析をすすめている（文献 5,6）
。さらに，アメリカワニの胚を用

参考文献
1. Miyagawa, S., Katsu, Y., Watanabe, H., and Iguchi, T. (2004).
Estrogen-independent activation of erbBs signaling andestrogen receptor α in the mouse vagina exposed neonatally todiethylstilbestrol. Oncogene 23 , 340-349.
2. Miyagawa, S., Suzuki, A., Katsu, Y., Kobayashi, M., Goto, M.,
Handa, H., Watanabe, H., and Iguchi, T. (2004). Persistent gene
expression in mouse vagina exposed neonatally to diethylstilbestrol.
J. Mol. Endocrinol. 32 , 663-677.
3. Watanabe, H., Suzuki, A., Goto, M., Lubahn, D.B., Handa, H., andIguchi, T. (2004). Tissue-specific estrogenic and non-estrogenic
effects of a xenoestrogen, nonylphenol. J. Mol. Endocrinol. 33 ,243-252.
4. Watanabe, H., Takahashi, E., Kobayashi, M., Goto, M., Krust, A.,
Chambon, P., and Iguchi, T. (2006). The estrogen-responsive
adrenomedullin and receptor-modifying protein 3 gene identified
by DNA microarray analysis are directly regulated by estrogen
receptor. J. Mol. Endocrinol. 36 , 81-89.
5. Katsu, Y., Bermudez, D.S., Braun, E., Helbing, C., Miyagawa, S.,
Gunderson, M., Kohno, S., Bryan, T., Guillette, L., and Iguchi,
T. (2004). Molecular cloning of the estrogen and progesterone
receptors of the American alligator. Gen. Comp. Endocrinol. 136 ,
122-133.
6. Katsu, Y., Myburgh, J., Kohno, S., Swan, G.E., Guillette, L.J. Jr., andIguchi, T. (2006). Molecular cloning of estrogen receptor α of the
Nile crocodile. Comp. Biochem. Physiol., Part A, 143 , 340-346.
７. Watanabe, H., Tatarazako, N., Oda, S., Nishide, H., Uchiyama, I.,
Morita, M., and Iguchi, T. (2005). Analysis of expressed sequencetags of the water ﬂea Daphnia magna . Genome 48 , 606-609.
８ . Tatarazako, N., Oda, S., Watanabe, H., Morita, M., and Iguchi, T.
(2003). Juvenile hormone agonists aﬀect the occurrence of male
Daphnia. Chemosphere 53 , 827-833.

図３. エストロゲン受容体遺伝子の進化系統樹

STAFF

技術課技術職員

技術支援員

水谷

日名子 恵
高橋 絵里
小林かおる

健

博士研究員

漆谷

博志
事務支援員

総会研究大学院大学院生

井口
教

泰泉
授

渡邉
助教授

肇

勝

義直
助

手

加藤

泰彦

今泉妙依子

小林 未佳
永田恵美子
中村 武志

研究員

基礎生物学研究所

要覧 200645

研究内容

環境生物学領域

www.nibb.ac.jp/bioenv2/indexj.html

植物発生遺伝学研究部門( 客員部門 )自然界における葉の形の多様性はどのような遺伝子変異によって生じてきたのか
上記の諸成果を踏まえ，自然界における葉形進化の遺伝子的な背景を明らかにすべく，エボデボ的な試みも始めている。

葉の研究から植物を理解する

また植物形態の多様性の理解のため，アジア各地域のフィー

私たちは＜葉の形態形成＞をキーワードとして，＜ルド調査を軸とした解析も行なっている。

植物＞という生命を理解しようと試みている。葉は植物の基本器官であり，花弁も葉の変形器官である。したがって，葉形態形成の仕組みを明らかにできれば，植物のかたち作りの仕組みは，多くが理解できることになる。また光合成の場である葉は，光など環境シグナルの受容部位であると共に，環境への可塑性を顕著に発揮する器官である。したがって葉形制御機構の解明は，植物の環境適応戦略の理解や多様性形成機構の解明にも必須である。

葉の形を制御する遺伝子
そこで私たちはシロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana (L.)
Heynh.）をモデルに選び，この問題の解明をめざしている。
これまで発生遺伝学的解析の結果，葉形態を制御する遺伝子

図 1. シロイヌナズナの葉形を制御する遺伝子群とその形態的な作用

群を多数同定してきた（図１，文献１）。また光や重力等の右半分に示される遺伝子群は，葉の縦あるいは横への極性伸長を制御する。左半分に示される遺伝子群は，葉の背腹性や形状の複雑さを司ると共に，葉原基における分裂組織を制御する。白矢印は，遺伝子の外部環境に対する可塑性に関する解析も併せて進めてきた。
これらの知見は，葉形の基本制御系の理解のみならず，植物機能喪失を，紫の矢印は，遺伝子の人為的な構成発現を示す。

のボディプラン進化のメカニズムを知る上で，重要な手がかりである。

葉という器官の発生は，どのように制御されているのか
興味深いことに，葉の細胞数を減少させると，それを補償するかのように個々の細胞体積が増加する。私たちはこれを補償作用と命名し ( 文献 2，3)，その分子基盤の解明に取り

参考文献
1. Tsukaya, H. (2006). Mechanism of leaf shape determination. Ann.
Rev. Plant Biol. 57 , 477-496.
2. Tsukaya, H. (2002), Interpretation of mutants in leaf morphology:
genetic evidence for a compensatory system in leaf morphogenesisthat provides a new link between Cell and Organismal theory. Int.
Rev. Cytol. 217 , 1-39.
3. Tsukaya, H. (2003). Organ shape and size: a lesson from studies ofleaf morphogenesis. Curr. Opin. Plant Biol. 6 , 57-62.

組んでいる。本解析により，多細胞生物における器官レベル
での細胞統御システムが明らかになると期待される。

STAFF

塚谷

裕一

客員教授
（東京大学大学院 理学系研究科）

46

基礎生物学研究所 要覧 2006

堀口
助

吾朗
手

石川

直子

研究員

FERJANI, Ali
研究員

博士研究員

技術支援員

矢野 覚士
山口 貴大
宇佐見 健

高部恵理子
山口 千波
名倉 真子

総合研究大学院大学院生

事務支援員

藤倉

小島

潮

洋子

環境生物学領域

研究内容

光情報研究部門( 客員部門 )植物の発生や生理現象を制御する光の作用（光形態形成）を研究している。最近では特にシダやシロイヌナズナを使って，葉緑体が光条件によって葉の細胞内を移動する現象（光定位運動）の意義とメカニズムの解明をめざしている。
また遺伝子機能の解明に有効な技術として DNA によるサイレンシングも研究している。

葉緑体光定位運動
食物を食べてエネルギーを獲得する動物と違って，植物は

図 1. ヒザオリ（Mougeotia scalaris ）多くのシダ植物には主に太陽光をエネルギー源として光合成を行い，有機物を自ら合成して自活している。植物の生活にとって最も重要な戦略は，

赤色光／遠赤色光を吸収するフィトクロムと青色

いかにして光合成を効率的に行うかである。植物は，弱光下では葉緑体を細胞表面に集めて効率よく光を吸収し，強光下光を吸収するフォトトロ
ピンという２種類の光受容体が融合したキメラ光

では，葉緑体は傷害をさけるために細胞の脇側の細胞壁に移動する。これらの現象は 19 世紀から知られており，植物細胞には普遍的な現象であることから，植物にとっては重要な生理反応であると考えられる。そこで我々は実際に植物にとってどれほど重要な現象であるのか，また光の強弱を関知しているのはどのような色素系であるのかを解析してきた。

受容体フィトクロム３（phytochrome3）が存在し，シダが林床で生活するために重要な働きをしていると考えられる（Kawai et al，Nature 2003）。phytochrome3 と同じ構造をしているが全く別起源だと考えられるキメラ受容体（neochrome）が最近緑藻のヒザオリで発見された（Suetsugu et al. PNAS 2005）。

光受容や移動のメカニズについてはまだ解明されていない部
分が多く，今後の我々の研究に託されている。

光形態形成
植物は根を張って地に固定されているため環境が悪くなっても逃げ出すことはできない。そのため自分を取り巻く環境を光情報として感知し対応している。植物がその発生や生理現象の制御に光を情報として利用している現象を光形態形成と呼んでいる。我々は，光に敏感で発生過程が光によって制御されているシダの配偶体やコケ，遺伝子レベルの研究が容易なシロイヌナズナを使用して光形態形成の機構を解析している。
現在はホウライシダ仮根の負の光屈性を解析している。

DNA 干渉（DNAi）

参考文献
1. Kagawa, T., Sakai, T., Suetsugu, N., Oikawa, K., Ishiguro, S., Kato,
T., Tabata, S., Okada, K., and Wada, M. (2001). Arabidopsis NPL1:
A phototropin homologue controlling the chloroplast high-lightavoidance response. Science 291 , 2138-2141.
2. Kasahara, M., Kagawa, T., Oikawa, K., Suetsugu, N., Miyao, M.,
and Wada, M. (2002). Chloroplast avoidance movement reduces
photodamage in plants. Nature 420 , 829-832.
3. Kawai, H., Kanegae, T., Christensen, S., Kiyosue, T., Sato, S.,
Imaizumi, T., Kadota, A., and Wada, M. (2003). Responses of ferns
to red light are mediated by an unconventional photoreceptor.
Nature 421 , 287-290.
4. Wada, M., Kagawa, T., and Sato, Y. (2003). Chloroplast movement.
Annu. Rev. Plant Biol. 54 , 455-468.
5. Suetsugu, N., Mittmann, F., Wagner, G., Hughes, J., and Wada, M.
(2005). A chimeric photoreceptor gene, NEOCHROME, has arisen
twice during plant evolution. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 ,
13705-13709.

遺伝子解析の結果，アミノ酸配列が明らかになったが機能がわからない遺伝子が膨大な数に上っている。我々は，シダ特別訪問研究員

S T A FF

末次

では DNA 断片によって遺伝子サイレンシングが起こること

憲之

博士研究員

を発見し，今後利用しうる遺伝子機能解明の手法として技術

山里孔の確立を行っている。

明弘
三根

特別共同利用研究員

坪井

秀憲

技術支援員

和田

正三

特任教授

山内

大輔

客員助教授
（兵庫県立大学大学院 生命理学研究科）

高松
香
岩田あゆみ
清水 峰子

基礎生物学研究所

要覧 200647

研究内容

環境生物学領域

光環境学研究室

近縁生物から PAC 類似タンパク質をコードする cDNA を検出し，得られた配列のアデニル酸シクラーゼ触媒領域について系統解析を行った。その結果，PAC は二次共生による葉緑体獲得時あるいはそれ以降に出現したものと推測された( 文献２)。

微

生物の多様性に着目しつつそれらの光センシング反応の現象論的解析を続け，その結実として，世界で全く予想されていなかった一人三役の光センサーである「光活性化アデニル酸シクラーゼ」(PAC) を，ミドリムシの青色光
センシングの実体分子として発見するに至った。

PAC の光活性化
また，私たちは，PAC の光活性化の基本的な性質を明らかにするため，精製した PAC のアデニル酸シクラーゼ活性に及ぼす光の効果を詳細に調べ，PAC は光量依存的に活性化されること，PAC の活性変化は数十ミリ秒オーダーのパ
ルス光刺激に追従可能であること，等を明らかにした。これ

背景
ミドリムシ（下図）は，鞭毛を動かして水中を泳ぎ回り，また，植物と同じく光合成をする単細胞生物である。また，らの性質はミドリムシの光応答現象を説明するに足るものであり，また，将来，細胞工学的応用を考えるうえでの重要な基礎データでもある（文献３）。

光に向かって集まる，いわゆる「走光性」を示す生物としてもよく知られている。では，ミドリムシはどのように光を感じて明るい所へ集まったり，強い光を避けたりするのであろ

将来の展望・夢と社会的意義
PAC はそれ自身が光センサーとしても機能するユニーク

うか？このような，光感覚の仕組み，とりわけ，光センサー

なアデニル酸シクラーゼである。そこで PAC を細胞工学的の実体については，100 年以上の研究が積み重ねられて来に任意の細胞に導入すれば，光条件を変えることで，細胞内たが，明確な答えは得られなかった。最近，私たちは，このの cAMP 濃度を人為的に変化させ，神経の走行方向・記憶・長年の謎に関して決定的な答えを得た ( 文献 1)。

発生その他の生命活動をコントロールする「細胞機能光ス
イッチ」として応用することが可能となることを夢見ている。
純基礎生物学的な研究から面白い成果が出ることがあるという例として社会の人たちに知って頂きたいと思っている。

PAC の発見
まず，基礎生物学研究所の大型スペクトログラフを用いてミドリムシの運動に注目した波長感度を調べたところ，紫外
線と青色光が有効であり，このことからビタミン B2 の仲間であるフラビンが関与していることが推察された。次に，ミドリムシの細胞内で光を感じる部分と考えられている構造体を単離し，その中に含まれるフラビンを結合したタンパク質を精製・分析した。その結果，このタンパク質は青色光で活性化されるアデニル酸シクラーゼの性質を持つことが明らかになった。アデニル酸シクラーゼは，多くの生物の細胞内情報伝達系において重要な役割を果たす環状アデノシン一リン

参考文献
1. Iseki, M., Matsunaga, S., Murakami, A., Ohno, K., Shiga, K., Yoshida, K., Sugai, M., Takahashi, T., Hori, T., and Watanabe, M. (2002).
A blue-light activated adenylyl cyclase mediates photoavoidance inEuglena gracilis . Nature 415 , 1047-1051.
2. Koumura, Y., Suzuki, T., Yoshikawa, S., Watanabe, M., and Iseki, M.
(2004). The origin of photoactivated adenylyl cyclase (PAC), theEuglena blue-light receptor: phylogenetic analysis of orthologues of
PAC subunits from several euglenoids and trypanosome-type adenylyl cyclases from Euglena gracilis . Photochem. Photobiol. Sci. 3 ,580-586.
3. Yoshikawa, S., Suzuki, T., Watanabe, M., and Iseki, M. (2005). Kinetic analysis of the activation of photoactivated adenylyl cyclase(PAC), a blue-light receptor for photomovements of Euglena . Photochem. Photobiol. Sci. 4 , 727-731.

S T A FF酸（cAMP）を産生する酵素であるが，このような，自身が光センサーとして機能するアデニル酸シクラーゼは従来全く

特別協力研究員

知られておらず，極めてユニークな分子と言ってよい。私た伊関
伊藤

ちはこれを光活性化アデニル酸シクラーゼ（PAC）と名付けた。

PAC の進化的由来
では，ミドリムシはこのユニークな光センサーをどのように獲得してきたのだろうか？私たちは，数種類のミドリムシ

48

基礎生物学研究所 要覧 2006

渡辺

正勝

客員教授
（総合研究大学院大学 先導科学研究科）

峰生
慎治

環境生物学領域

研究内容

ストレス応答機構研究室

植

物は生育している場所からの移動ができないため，常に変化する自然環境へ柔軟に適応することで自らの生育を可能にしている。例えば，光屈性や重力屈性が示すように，植物では環境変化に応じて成長軸の再決定がなされる。
これは植物らしさという点において際立った特徴であるが，その分子機構は不明な点が多い。当研究室では，植物の形態とそうでない PpPLC2，PpPLC3 の 2 群に分かれる ( 図 2)。

形成における環境応答と成長軸再決定の関連についてホスホ

PpPLC2 や PpPLC3 と相同な PLC は他の植物には見られな

リパーゼ C(PLC) に焦点を当てて解析している。

いことから，これらは進化の過程で失われた植物 PLC の原形に近いものと考えられた。今後は植物 PLC が独自の構造と活性化機構を持つようになった生物進化的な意義を形態形

植物特異的な PLC 活性化機構の解析

成や環境応答との関連において考えていきたい。

コケ植物のセン類に属するヒメツリガネゴケ

Physcomitrella patens では，光屈性過程において PLC の活性が上昇する。その分子機構の解明を目的に，ヒメツリガ
ネゴケから PpPLC1 〜 PpPLC5 の 5 つの cDNA とそれらに対応する遺伝子の単離を行った。ヒメツリガネゴケや他の植物の PLC は構造的に哺乳類のδ型 PLC(PLCδ1) に大変良く似ているが，植物 PLC では PLCδ1 の膜移行に必要なPH ドメインが存在しない ( 図 1)。一方，PpPLC1 は哺乳類
PLC と同様の酵素活性を有しており，その遺伝子を破壊す
ると形態形成に異常をきたす。これらのことより，植物のPLC 活性化機構は独自のものであることが推察された。今後はこの仮説の検証を行い，PLC を介した植物の環境応答と成長軸再決定との関連を明らかにしていく。
図 1. ヒメツリ
ガ ネ ゴ ケ PLCの構造的特徴クローン化した 5 つ の PLCの基本構造はAtPLC1 等の高等植物のものと同一であ っ た。X お
よ び Y 領 域
は触媒領域を形成し，N および C2 領域はその制御領域として機能する。哺乳類
PLC で膜移行に必須な PH 領域は，植物 PLC では保存されていない。
At，シロイヌナズナ；Rn，ラット。

図 2. 植物 PLC の系統樹解析
ヒ メ ツ リ ガ ネ ゴ ケ PLC は PpPLC1，PpPLC4，PpPLC5 とPpPLC2，PpPLC3 の 2 つの異なるグループに分かれる。At ，
シロイヌナズナ ; Vr，マングビーン ; Gm，ダイズ ; Nr，タバコ ;St，トマト ; Nt，タバコ ; Bn，アブラナ ; Ps，エンドウマメ ;Mt，ウマゴヤシ ; Os，イネ ; Ds，メヒシバ。
参考文献
1. Mikami, K., Repp, A., Graebe-Abts, E., and Hartmann, E.
(2004). Isolation of cDNAs encoding typical and novel typesof phosphoinositide-specific phospholipase C from moss
Physcomitrella patens. J. Exp. Bot. 55 , 1437-1439.
2. Repp, A., Mikami, K., Mittmann, F., and Hartmann, E. (2004).
Phosphoinositide-speciﬁc phospholipase C is involved in cytokinin
and gravity responses in the moss Physcomitrella patens. Plant J.
40, 250-259.
3. Mikami, K., Katagiri, T., Iuchi, S., Yamaguchi-Shinozaki, K., andShinozaki, K. (1998). A gene encoding phosphatidylinositol-4phosphate 5-kinase is induced by water stress and abscisic acid in
Arabidopsis thaliana. Plant J. 15 , 563-568.

S T A FF

植物 PLC の機能獲得プロセスの遺伝子進化
的な解析

技術支援員

木下

PpPLC2 と PpPLC3 は，N ド メ イ ン に 挿 入 配 列 を 持 ち

知恵（図 1），さらに Y ドメインの機能に必須なアミノ酸残基に変異が見られる。また，PLC は通常ホスファチジルイノシ
トール 2 リン酸を基質とするが，PpPLC2 はこれを基質としない。さらに，系統樹を作成するとヒメツリガネゴケ

三上

浩司

助教授

PLC は他の植物 PLC に近い PpPLC1，PpPLC4，PpPLC5

基礎生物学研究所

要覧 2006

49

研究内容

理論生物学領域

www.nibb.ac.jp/math/

理論生物学研究部門て葉脈が分化する。auxin 輸送蛋白質を取り込んだ数理モデ
ルを構築し，解析した。数値計算を行うと，伸長と分岐の繰
り返しにより葉脈が作られる一方で，全体として等間隔のネットワークが形成された。また，パラメータを変化させる
ことで，多様な葉脈パターンが再現できた。

理論生物学研究部門は，計算機や数理的手法を用いて，生命現象に取り組んでいる。増加し続ける生命科学の情報を統合し，高次生命現象の理解につなげるために，数理的手法は有効な手段である。特に，時空間中にパターンが展開する過程である発生・形態形成現象や，遺伝子制御ネット
ワークの解析を中心課題として，研究活動を行っている。

遺伝子制御ネットワークと細胞状態の多様性
一般に遺伝子の発現は，複数の転写因子の調節領域への結図２. 様々な葉脈パターン

シアノバクテリア概日リズムの分子機構合により，コントロールされている。発生過程では，相互作

シアノバクテリアは，時計遺伝子の発現振動による概日リ

用により遺伝子の活性に違いが生じ，多様な細胞状態や複雑ズムをもつことが知られている。この振動の詳しいメカニズな体制が実現されるのだと考えられる。我々は，遺伝子ネッ

ムは，未だ不明である。既知の情報を取り込んだ数理モデル

トワークを一般的に扱える数理モデルを開発し，発現レベルを設定し，未知の機構についてありとあらゆる可能性を取りの動的な変化を数理的に解析した。その結果，「遺伝子の数込んだ数理モデルを構築し，解析を行っている。振動が起きや相互作用の数が，細胞分化状態の多様性に寄与しない」こ

る条件を数理的に求めることで，現実の生物で働くメカニズとが，明らかとなった。つまり，進化の過程における遺伝子

ムの予測が可能になると考えている。

数の増加は，体制の複雑化の直接の原因ではない，と言える。
さらに，複雑な遺伝子制御ネットワークから，細胞状態を制御する部分構造を，抽出する方法を開発した。これを現実の遺伝子情報に適用することで，特に重要な制御の局所構造を発見できると考えている。

参考文献
1. Mochizuki, A., Yahara, K., Kobayashi, I., and Iwasa, Y. (2006).
Genetic addiction: selfish gene's strategy for symbiosis in the
genome. Genetics 172 , 1309-1323.
2. Mochizuki, A. (2005). An analytical study of the number of steadystates in gene regulatory networks. J. theor. Biol. 236 , 291-310.
3. Feugier, F. G., Mochizuki, A., and Iwasa, Y. (2005). Self-organizationof the vascular system in plant leaves: Inter-dependent dynamics ofauxin ﬂux and carrier proteins. J. theor. Biol. 236 , 366-375
4. Fujita, H., and Mochizuki, A. (In Press). Pattern formation by the
positive feedback regulation between flow of diffusible signal
molecule and localization of its carrier. J. theor. Biol.
5. Takigawa-Imamura, H., and Mochizuki, A. (In Press). Transcriptional
autoregulation by phosphorylated and non-phosphorylated KaiC incyanobacterial circadian rhythms. J. theor. Biol.

図１. 細胞状態の多様性は遺伝子数に依存しない(a) 横軸は一つのネットワークが作る細胞状態の数。縦軸はその頻度。
ネットワークのほとんどは，分化状態を数個しか持たず，遺伝子が増えてもそれは変わらない。実際の生物の遺伝子ネットワークは，分布S T A FFの中心から極端に偏った位置にある。(b) 直感的説明。遺伝子が増え博士研究員ることによる状態数の増加と，定常の条件の変化がちょうど相殺する。

石原総合研究大学院大学院生

葉脈ネットワークパターン

今村

葉脈は馴染み深いパターンであるが，その形成メカニズム
はまだ明らかでない。葉脈形成の代表的な仮説である運河モデルによれば，シグナル分子である auxin の流量の大きい細胞がより流れやすい性質を獲得し，生じた分布の偏りに従っ50

基礎生物学研究所 要覧 2006

秀至

寿子

事務支援員

望月

敦史

助教授

藤田

浩徳

研究員

梅林

弘美

理論生物学領域

研究内容

ゲノム情報研究室

世

界中で多様な生物種についてのゲノム解析が進み，急速にデータが蓄積している。これらのデータを生命現象の解明に役立てるために，特に比較ゲノム解析のアプロー
チを中心とした研究を行っている。すなわち，多数のゲノムを比較して，その間にみられるパターンの共通性と多様性を解析することによって，遺伝子の集合体としてのゲノムの成り立ちを理解し，それによってゲノムの進化過程を推定した
り，機能未知遺伝子の機能を推定したりすることを目指す。
この目的のため，大量のゲノムデータを比較するためのデー
タベースの構築や，ゲノム比較のための新しいアルゴリズムの開発などを行っている。

微生物ゲノム比較解析システム

図 1. MBGD で作成されたオーソログ分類に基づく系統パターンと遺伝子機能との対応関係

ゲノムサイズが数メガ塩基程度の原核生物においては，全配列が決定されたゲノム数がすでに百を超え，なお数百のプ
ロジェクトが進行中である。こうした圧倒的なデータ量と多様性を持つ微生物ゲノムの比較解析を推進するため，微生物ゲノム比較解析システム MBGD の構築を行っている。特に，比較解析を行う際に必要となる多数のゲノム間のオーソ
ログ対応付けについて，効率的なアルゴリズムの開発を行っている。また，オーソログ分類の結果として得られる系統パターン ( ある遺伝子が各ゲノム中に存在するかしないかというパターン ) や融合タンパク質の存在などから遺伝子の機能推定を行える可能性が指摘されており，大量のデータを活用することにより，その可能性を高めることも目指している。

近縁ゲノムの比較解析
比較的類縁度の高いゲノムを比較することによって，ゲノ
ム構造の進化などについても，より詳細な解析ができる。すでに Bacillus 関連種など，複数の類縁ゲノムが決定された

参考文献
1. Kuroda, M., Ohta, T., Uchiyama, I., Baba, T., Yuzawa, H., Kobayashi,
I., Cui, L., Oguchi, A., Aoki, K., Nagai, Y., et al. (2001). Whole
genome sequencing of meticillin-registant Staphylococcus aureus.
Lancet 357 , 1225-1240.
2. Takami, H., Takaki, Y., and Uchiyama, I. (2002). Genome sequenceof Oceanobacillus iheyensis isolated from the Iheya Ridge and its
unexpected adaptive capabilities to extreme environments. Nucleic
Acids Res. 30 , 3927-3935.
3. Uchiyama, I. (2003). MBGD: Microbial genome database forcomparative analysis. Nucleic Acids Res. 31 , 58-62.
4. Takami, H., Takaki, Y., Chee, G-J., Nishi, S., Shimamura, S., Suzuki,
H., Matsui, S., and Uchiyama, I. (2004). Thermoadaptation trait
revealed by the genome sequence of thermophilic Geobacilllus
kaustophilus. Nucleic Acids Res. 32 , 6292-6303.
5. Uchiyama, I. (2006). Hierarchical clustering algorithm forcomprehensive orthologous-domain classification in multiple
genomes. Nucleic Acids Res. 34 , 647-658.

ケースがいくつか存在するので，MBGD を活用しつつ，国内のゲノム研究者と共同で具体的なゲノムの解析を行っている。特に，原核生物のゲノム進化においては，通常の垂直伝搬に加えて水平伝搬も考慮しなければならないが，ゲノム

S T A FF

比較を通じてその実態を明らかにすることを目指した研究も行っている。

内山

郁夫

助 手
計算科学研究センター
基生研電子計算機室担当

基礎生物学研究所

要覧 200651

研究内容

イメージングサイエンス研究領域

発生ダイナミクス研究部門( 客員部門 )細胞の中を動き回る生体分子の挙動を追跡しながら，ふとくすること。そして whale watching を楽しむような心のゆ

大洋を泳ぐクジラの群を想い起こす。クジラの回遊を人工衛

とりが serendipitous な発見を引き寄せるのだと信じている。

星で追うアルゴスシステムのことである。背びれに電波発信器を装着したクジラを海に戻す時，なんとかクジラが自分の種の群に戻ってくれることをスタッフは願う。今でこそ小型化された発信器だが昔はこれが大きかった。やっかいなものをぶら下げた奴と，仲間から警戒され村八分にされてしまう
危険があった。クジラの回遊が潮の流れや餌となる小魚の群とどう関わっているのか，種の異なるクジラの群の間にどのような interaction があるのか。捕鯨の時代を超えて，人間は海の同胞の真の姿を理解しようと試みてきた。
ライブイメージング技術において，電波発信器の代わりに活躍するのが蛍光プローブである。生体分子の特定部位に蛍光プローブをラベルし細胞内に帰してやれば，外界の刺激に

参考文献
1. Miyawaki, A. (2005). Innovations in the imaging of brain functions
using ﬂuorescent proteins. Neuron 48 , 189-199, Review.
2. Miyawaki, A. (2003). Fluorescence imaging of physiological activity
in complex systems using GFP-based probes. Curr. Opin. Neurobiol.
13 , 591-596. Review.
3. Miyawaki, A., Nagai, T., and Mizuno, H. (2003). Mechanisms ofprotein fluorophore formation and engineering. Curr. Opin. Chem.
Biol. 7 , 557-562, Review.
4. Miyawaki, A., Sawano, A., and Kogure, T. (2003). Lighting up cells:
labelling proteins with ﬂuorophores. Nat. Cell Biol. Suppl, S1-S7.
Review.
5. Miyawaki, A. (2003). Visualization of the Spatial and Temporal
Dynamics of Intracellular Signaling. Developmental Cell 4 ,295-305, Review.

伴って生体分子が踊ったり走ったりする様が実時間で可視化できる。蛍光は物理現象であるから，その特性を活かせば様々な情報を抽出できる。例えば，ある蛍光分子ドナー（エネルギー供与体）の励起エネルギーがアクセプター（エネルギー受容体）へ移動する現象（蛍光のエネルギー移動）は，
ドナーとアクセプター間の距離および向きに依存するので，これを利用して生体分子間の相互作用や生体分子の構造変化を観ることができる。蛍光のエネルギー移動に限らず，蛍光の偏光，
消光，退色，光異性化反応など，あらゆる特性が活用できる。
今生物学はポストゲノム時代に突入したと言われる。ポス
トゲノムプロジェクトを云々するに，より実際的な意味において，細胞内シグナル伝達系を記述するための同時観測可能なパラメータをどんどん増やす試みが重要である。細胞の心をつかむためのスパイ分子を我々は開発している。材料となるのは主に蛍光タンパク質である。自ら発色団を形成して蛍光活性を獲得するタンパク質である。遺伝子導入技術の進歩のおかげで，蛍光タンパク質を利用したスパイ分子がますます活躍している。我々はまた，新しい蛍光タンパク質を求めて，様々な生き物（主に刺胞動物）からのクローニングを行っている。狙いのひとつは，蛍光の様々な物理特性を，蛍光タS T A FF

ンパク質から引き出して，新しいスタイルのイメージング技術を開発することだ。
超ミクロ決死隊を結成し，微小管の上をジェットコース
ターのように滑走したり，核移行シグナルの旗を掲げてクロマチンのジャングルに潜り込んだりして細胞の中をクルージングする，そんな adventurous な遊び心をもちたいと思う。
大切なのは科学の力を総動員することと，想像力をたくまし

52

基礎生物学研究所 要覧 2006

宮脇

敦史

客員教授
（理化学研究所 脳科学総合研究センター）

イメージングサイエンス研究領域

研究内容

時空間制御研究室

心臓はなぜ体の左側にあるのか？という素朴な疑問に答えるのは意外と難しい。本研究室は今年１月に発足したばかりだが，発生において体の左右の区別が決まる瞬間に何が起こっているか調べようとしている。またそのための顕微鏡技術開発を通して，発生学上のより幅広い問題にも取り構，すなわち物理的につくられた非対称が個体レベル，遺伝

組んでいきたいと考えている。

子レベルの左右非対称に変換される機構を調べようとしてい発生における左右初期決定る。

我々の体は外見上ほぼ左右対称だが，内臓配置を考えれば左右は明らかに非対称である。ではこの左右の区別はどう

マウス胚発生を見るための顕微鏡システム

やって生じるのか。実は，繊毛が動かない先天性の病気の人

本来は子宮内で進む哺乳類の発生を調べることは，他のモは約半分の確率で左右反転した内臓配置（左右逆位）を持つ

デル生物にくらべて独特の困難を伴う。我々はこの困難を克ことが古くから知られていて，繊毛と左右性にはなんらかの服するために，マウス初期胚を培養しながら長期間にわたっ関係があると疑われていたが，その実体は長らく不明だった。

てライブイメージングできる系を構築しようとしている。上に述べた左右性の研究に活用するほか，細胞系譜の追跡など

A

さまざまな目的に応用していきたいと考えている。
合計した力

R

左向き
効率高い

L

繊毛

L

A

P

図１. マウス 7.5 日胚の走査電顕写真（左）胚の腹側表面。（中）ノード全体。数百個の細胞からなる窪んだ構造をとる。（右）ノード繊毛。各細胞から１本ずつの繊毛が生えている。

近年の研究から，哺乳類では胚腹側表面にあるノードという部位の繊毛が時計回りに回転して胚表面に左向きの水流（ノード流）を作ることがわかった（参考文献１）。そして人工的にノード流の向きを変えると実際にその後の発生の左右も変わることから，たしかにノード流が左右を決めていることがわかった（参考文献 2，4）
。さらに左向きの水流ができる原因は繊毛運動の回転軸がノードの細胞表面に対して尾側に傾いているせいだとわかってきた（参考文献 3）。つまりノードの細胞は自身の左右は知らないが，繊毛は回転の
キラリティ
ノード
R

L

L

R

ポンプ

細胞表
面

P

R

右向き
効率低い

図３：ノード流の生成機構（左）ノード繊毛の回転運動が左向きの力を発生するモデル。繊毛が細胞表面に近い軌道をとるときには水を掻く効率が低いために左右の差が発生する。（右）モデルを証明するための模型実験。
参考文献
1. Nonaka, S., Tanaka, Y., Okada, Y., Takeda, S., Harada, A., Kanai,Y., Kido, M., and Hirokawa, N. (1998). Randomization of left-rightasymmetry due to loss of nodal cilia generating leftward flow of
extraembryonic ﬂuid in mice lacking KIF3B motor protein. Cell 95 ,829-837.
2. Nonaka, S., Shiratori, H., Saijoh, Y., and Hamada, H. (2002).
Determination of left-right patterning of the mouse embryo by
artiﬁcial nodal ﬂow. Nature 418 , 96-99.
3. Nonaka, S., Yoshiba, S., Watanabe, D., Ikeuchi, S., Goto, T.,
Marshall, W. F., and Hamada, H. (2005). De novo formation of leftright asymmetry by posterior tilt of nodal cilia. PLoS Biol 3 , e268.
4. 野中茂紀 (2002). 胚表面の水流が体の左右を決める 実験医学 20 ,2347-2350.

と傾きとい

胚

う位置情報

たこつぼ

を使って左

技術課技術職員

右の区別を

小林

生み出して

事務支援員

フローチャンバー
R

L

R

L

図２. 人工的に胚の左右を逆転させる実験
チャンバー内の「たこつぼ」に胚を固定し，一定方向の水流に曝す。ノード内の水流が右向きになるよ
うな条件下では，左側特異的な遺伝子 nodal が右側に発現し，心臓などの形態も左右逆転する。

S T A FF

神谷

いるのであ

弘子
朱美

る。
現在我々
はノード流

野中

茂紀

助教授

市川

壮彦

研究員

の作用機

基礎生物学研究所

要覧 200653

研究支援

連携・広報企画運営戦略室

遂行することである。また，基生研の主催する国際会議，シンポジウム等のポスターの作成や，ホームページの作成・維持，将来計画を検討・立案するための基礎資料としてのアー
カイブの整備を統括すること，基生研の研究内容等を外部に紹介する広報活動などもその任務である。

略

称「戦略室」は，基礎生物学研究所が行う対外的事業を円滑に運営するための組織として，2005 年度に発足した。文字通り，基礎生物学研究所が国内外の研究グルー
プや研究者と行う共同研究など連携事業の推進と実施におけるサポート，国際会議やセミナーの企画運営，さらに本研究所の研究活動とその実績を社会に公表するなどの広報活動を主な任務としている。

現在行っている主な活動
1) EMBL(European Molecular Biology Laboratory) との共同研究の推進とセミナーの開催
2) 生 物 学 国 際 高 等 コ ン フ ァ レ ン ス (Okazaki Biology
Conferences: OBC) の企画・運営
3) NIBB コンファレンスの企画・運営
4) バイオサイエンストレーニングコースの企画・運営
5) ホームページの維持管理

従来，現戦略室が担当する右リストにある各項目の事業を

6)「NIBB ニュース」の企画・編集行うにあたり，当該年度の担当者である教授は各自の経験に

7) 要覧，Annual Report の編集・作成

基づき，それぞれの方法で運営してきた。その結果当研究所

8) 各種パンフレット・ポスターの作成には共同研究や国際シンポジウムの企画や運営，研究者の往9) 来訪者への対応

来における事務処理などに関する多くの know how が蓄積

10) アーカイブの企画整備・維持・統括している。戦略室の一つの任務はこれらの know how を活用して各事業に共通な部分を担当し，事業を円滑かつ迅速に戦略室の様子

2006 年作製ポスター

STAFF

技術支援員

向田 恭世
太田 美咲
田中
愛
E MDE , Jason
長濱

嘉孝

室 長
（兼任）

54

基礎生物学研究所 要覧 2006

上野

直人

室 員
（兼任）

西村

幹夫

室 員
（兼任）

和田

正三

特任教授
（研究室を兼任）

児玉

隆治

助教授
（研究室を兼任）

研究支援受付・事務室

受付・事務室は，所外および所内からの問い合わせに対応し，受付窓口として来客応対，郵便物・宅配便の受取・発送を主な業務としている。さらに，人事情報管理の一環として，基生研アーカイブス作成のための資料収集とともに，電話番号簿・名札の作成，備品管理等を行っている。
受付・事務室の業務は，西村幹夫担当主幹が統括している。

主な業務
1. 受付業務
来客応対，宅配便・郵便物の受取・発送，事務センターとの連絡便の授受2. 人事管理4. 情報収集
基生研アーカイブス作成のための資料収集，機構外への情報提供他
5. その他

電話番号簿・玄関の名札・ネームプレート（機構採用以外）

各種事務手続きの書類・印刷物の管理，掲示物の管理，所の作成，休暇簿の保管内で行われる各種セミナーの対応

3. 備品管理
物品使用簿（現「個別資産台帳」）・備品リストの保管

S T A FF

事務支援員

片岡ゆかり
都築志保子
宇野 智子
近藤優季絵
坂 神 真 理 ( 所長秘書 )基礎生物学研究所

要覧 200655

研究支援

techdiv.nibb.ac.jp

技

術

課

の習得を目的に，一年間の日常業務関する技術課題について，成果をまとめ発表し，討論することにより，情報交換及び技術・知識の向上に努めている。
4. 課内研修：専門技術の幅を広げるため，新しい技術の取得を目的に，相互に技術情報の交換，各種機器の操技術課は所長に直属した技術者の組織で，専門技術を通し作法や，実験技術の実習等を行う。より専門的な技術て，研究所における研究活動を支援している。全ての技術職習得を目的とする，外部講師等を招いた技術研修も企

員は技術課に所属しているが，日常は研究施設又は研究部門画する。また，業務を遂行する上で必要な安全教育もへ配属されて技術支援業務を行っている。平成 3 年より定行う。

員削減により漸次技術職員が減っているが，平成 9 年から

5. 生物学技術研究会：他大学及び研究機関等の生物学の技術支援員を採用し，特に研究施設系で技術職員と共に研究

研究分野に携わる技術系職員との技術の交流や情報交支援に重要な役割を担っている。

換を目的に，
毎年「生物学技術研究会」を開催している。

研究施設においては，各種分析機器の保守・管理及び測定，

日常関わっている幅広い技術活動での成果や問題点を

ラジオアイソトープ施設の管理，大型スペクトログラフ並び

発表し，討論することにより技術の向上に努めている。

にコンピュータ及びネットワークの維持管理，実験動物・植物の飼育や栽培等を行っている。また，研究部門においては，

平成 17 年度は，平成 18 年 2 月 16 日〜 17 日に，当研研究者のもとで，実験材料の調製，蛋白質等の精製及び分析，究所技術課主催の「第 17 回生物学技術研究会」と，生理学

遺伝子の解析，形態観察，形質転換生物の作成，細胞・組織

研究所技術課主催の「第 28 回生理学技術研究会」を合同開の培養等を行い，幅広い，高度な技術を通して研究を支援し催した。全国 35 機関 140 名の参加があり，活発な技術交ている。また，研究所共通の機器や室の保守・管理等の研究

流が行われた。両研究会の合同開催は平成 13 年度から行っ支援も行っている。

ており，生物系技術分野における共通技術で，一層幅広く交技術課は，業務を円滑に遂行し，技術の向上を図るために
下記の活動を行っている。

流できることで好評である。この研究会の報告は，「生物学
技術研究会報告 第 17 号」と「生理学技術研究会報告第 28 号」の合併号として出版している。

1. ミーティング：毎週月曜日に課長から教授会議，各種委員会等の報告を受け，課の運営を議論し，日常業務の連絡や技術的な情報交換を行っている。
2. 課内セミナー：ミーティング終了後，各自の携わっている日常業務に関する技術について，情報交換を行う。
3. 技術報告会：研究支援における幅広い高度な専門技術

第 17 回

56

基礎生物学研究所 要覧 2006

生物学技術研究会（第 28 回生理学技術研究会と合同開催）

■技術課長古川■研究施設技術班

和彦

三輪

朋樹

技術班長

澤田

薫

技術主任

林

晃司
技術主任

東

正一
技術係長

松田

淑美

森

技術係長

牧野由美子
技術主任

飯沼

友子

難波千営子

技術係長

秀子

高見

技術職員

重美

技術主任

西出

技術職員

浩世

技術職員

■研究系技術班

中村

貴宣

技術職員

水谷

健

直美

技術職員

弘子

技術班長

技術主任

住川

小林

山口

勝司

技術主任

諸岡

直樹

技術職員

大澤

園子

技術係長

竹内

靖

千代

技術職員

真紀

田中

技術係長

技術主任

野田

近藤

高木

幸子

壁谷

技術係長

知世

内海

技術職員

秀子

幸子

技術主任

岡

技術職員

早苗
技術職員

技術支援員

事務支援員

伊藤 崇予
森部 初美
鈴木 恵子
市川 千秋
竹下美也子
市川 洋子
高木由香利
西村 紀子
山本 久美
黒柳明日香

片岡ゆかり
都築志保子
宇野 智子
近藤優季絵
坂神 真理
市川真理子

基礎生物学研究所

要覧 200657

研究施設

培養育成研究施設

培養育成研究施設は，良質な研究材料の確保に必要な培培養育成研究施設

設備からなり，これらを一括して管理運営することにより，研究の能率化を計るための施設である。以下の 5 室，1 圃場

施設長 : 西村幹夫教授 ( 併 )大型スペクトログラフ室

養・育成設備及び適正な実験計測・解析のための種々の機器・から構成される。

www.nibb.ac.jp/Ispectro/

生命現象の光による調節の仕組みを解析するための世界最大・最高性能の分光照射装置であり，世界の研究者に対して開かれた共同利用設備である。毎年，(1) 光情報による細胞機能の制御，(2) 光エネルギー変換，(3) 生物における空間認
識・明暗認識，(4) 紫外線による生体機能損傷と光回復，の4 テーマに関し共同利用実験を公募している ( 平成 17 年度
は 19 件が採択され，そのうち３件は外国人研究者による研究である )。平成 14 年度の「高度化」により，導入したレー
ザー照射システムや 2 光子顕微鏡等は稼働を開始している。

S T A FF客員教授
( 総合研究大学院大学 先導科学研究科 )渡辺正勝

技術課技術職員

東
中村

正一
貴宣

技術支援員

市川

千秋

大型スペクトログラフ照射室

細胞器官培養室
単細胞生物から多細胞生物までの細胞・組織・器官等を種々の物理的 ( 光・温度 )，化学的 ( ガスの組成 ) 環境条件のもとで培養する。さらに，遺伝子解析システムを用いての遺伝子のクローニングや構造解析，また P3 レベルの遺伝子組換実験室では大腸菌を宿主とする組換え実験をはじめ，ウィルスの分離及び動物細胞への外来遺伝子導入などの実験が行われている。

S T A FF
助 手

濱田

義雄

技術支援員

竹下美也子

58

基礎生物学研究所 要覧 2006

人工気象室・実験圃場・下等真核細胞培養室
人工気象室では，実験植物及び動物を光・温度・湿度等を厳密に制御した条件のもとに培養育成するためのインキュベーターや恒温室が整えられている。特に強光及び極低・高温で培養育成する施設が設置され，順調に稼動している。これらのうちいくつかは P1 レベルに指定されており遺伝子組換え実験も可能である。
実験圃場では，実験室では育成できない動・植物実験材料を大量に栽培及び飼育する設備で，大小 2 温室，6 室のファ
イトトロン，4 室の形質転換植物用温室，圃場及び管理室などが設置されている。
下等真核細胞培養室では，下等真核生物の培養を専門に行う施設で，下等真核細胞を一定の環境条件下で培養，維持するための設備を整えている。

S T A FF
技術課技術職員

難波千営子
技術支援員

鈴木

人工気象室

電子計算機室恵子

www.nibb.ac.jp/cproom/

平 成 17 年 に 生 物 情 報 解 析 シ ス テ ム と し て 新 た な コ ン
ピューターシステムを導入し，運用を開始している。共有
メモリ型サーバ，大容量ディスクアレイ装置，クラスタ計算
機，ファイルサーバ等からなる UNIX サーバ群を中心に，周辺機器やパーソナルコンピュータを有する。それらは所内の全研究室とネットワーク接続されており，インターネット(SINET) を介して所外へもアクセスできる。これらを用いてメールや WWW などのネットワークサービス，データベースなどの情報提供を行っている。配列解析等コンピュータ利用全般に関する相談，新しいサービスの導入と広報活動のほか，ゲノム規模の解析に基づくデータベースの構築やその公開のサポートにも力を入れている。

S T A FF
助

手

内山

郁夫

技術課技術職員

三輪
西出

朋樹
浩世

技術支援員

生物情報解析システム山本久美

基礎生物学研究所

要覧 200659

研究施設

形質転換生物研究施設

www.nibb.ac.jp/transgen/

形質転換生物研究施設
施設長 : 高田慎治教授 ( 併 )山手地区施設の 3 階・4 階の飼育エリアはバリア区域となっており，
SPF マ ウ ス 飼 育 室，胚操作実験室，行動解析実
世界規模で進められてきたゲノムプロジェクトがほぼ完了

験室を備えている。遺伝

し，基礎生物学研究は個々の遺伝子機能を解析するポストゲ

子ノックアウトマウス・

ノムの時代に入った。この遺伝子機能の研究で主流となるのトランスジェニックマウ

が，生物個体レベルでの遺伝子操作技術である。これは特定スなどの遺伝子操作マウの遺伝子を欠損・改変・挿入した遺伝子操作生物 ( 形質転換スの開発・飼育維持・解生物 ) を開発することによって，遺伝子機能を個体レベルで析を行ない，開発したマ解明しようとするものである。開発された形質転換生物はラウス系統を受精卵凍結法により系統保存を行っている。

図2

ゼブラフィッシュの胚

イフサイエンス研究にとって貴重なバイオリソースであり，山手地区施設の 1 階部分では主として小型魚類・鳥類を研究者間で共有することによって遺伝子機能の研究が大きく用いた実験と動物の飼育が行われている。前記の遺伝子組換

進展することとなる。

え実験の基準に従った遺伝子導入動物の作成と飼育管理が可

形質転換生物研究施設は，こうした基礎生物学研究に必要能なように，専門の技術支援員が配置され，各部屋は動物がな動物や植物の形質転換体の開発と解析を行なうための施設

決して外部に出ない構造になっている。また効率的な飼育がであり，平成 10 年 4 月に設置され，明大寺地区内に 2 室を可能なように，照明と温度が制御できる小型魚類のための自設け，施設長 ( 併任 ) と助教授 ( 専任 ) 1 名で活動を開始し動循環水槽や大量のニワトリ卵を孵卵できる恒温室などが装た。平成 13 年度には明大寺地区に SPF グレードのマウス

備されている。温度や水質も管理室で一括管理され，異常が飼育施設が稼あれば警報で示されるようになっている。現在，このような働し，遺伝子施設のもと，分子の個体導入や細胞移植実験に寄与できる小操作マウスの型魚類・ニワトリ卵を飼育管理しており，これらの飼育動物

開発・解析・

は神経形成や形態形成などの生物現象における細胞挙動や遺系統保存が進伝子同定，機能解析の研究などに貢献している。

図1

哺育中の母親マウス

められてきて平成 16 年度には，明大寺地区における形質転換マウスにい る。 平 成よる遺伝子機能研究のサポート体制を充実させるために，新15 年 度 に はたに SPF グレードのマウス飼育施設の設置を行った。

専任の助教授山手地区ならびに明大寺地区の飼育施設の利用にあたり，

2 名が新たに研究者と施設スタッフの双方が協力して飼育動物数・飼育ス

着任し，技術

ペース・飼育器材・人的資源に効率化をはかり施設運用を行

職員・技術支援員のスタッフとともに施設の運営・管理をおなっている。このような飼育施設を積極的に活用し，平成

こない，形質転換生物による研究を推進している。

14 年度からナショナルバイオリソースプロジェクトの実施

また平成 15 年度には，山手地区に SPF マウス・小型魚類・鳥類・昆虫などの形質転換動物を開発・解析する施設棟 ( 総
床面積 2500 平方メートル ) が竣工した。本施設は，研究者・施設スタッフ・動物・飼育器材・機器類の動線を明確にし，機関として発生・細胞分化・脳機能の解析のための形質転換
マウスの開発を進めている。
また，専任教官は，施設の運営業務に並行して各自の研究を進めている。

飼育エリアのクリーンエリアとセミクリーンエリアを厳密に区分して，動物や作業者の健康保持と汚染防止に努め，高い精度の動物実験を行なうという概念のもとに作られている。
また「遺伝子組換え生物等の使用等の規制による生物多様性の確保に関する法律」に定める基準に適合した構造をもち，遺伝子組換え生物の施設外への拡散防止措置がとられている。

60

基礎生物学研究所 要覧 2006

S T A FF
技術課技術職員
助教授

渡辺
笹岡
田中

林
英治
俊邦
実

晃司

野口
吉田
河村

裕司
悦子
基史

技術支援員

安田 聖愛
市川 洋子
高木由香利

事務支援員

小林

慶子

情報生物学研究センター

研究施設

情報生物学研究センターセンター長 : 高田慎治教授 ( 併 )情報生物学研究センターは，以下の目的に従い研究活動を行っている。すなわち，(1) 様々な生命現象の根底に有る基本原理を，生物情報学と生物学の融合により解き明
かすこと，(2) その過程で生命現象を解析するための，新たな方法論を確立すること，そして (3) 得られた計算科学的技術や知識を，基礎生物学研究所内外の研究者の利用に供す

交流活動

ること，である。センターの最終目標は，生物諸科学と数理・

数理・情報科学的研究を，生物情報科学を融合した，新しい生命科学を創造することにある。

現象の予測に生かすためには，実験生物学と情報学や計算生物学との連携を発展させることが必要で研究活動ある。これにより新たな情報処理

情報生物学研究センターは，生命科学における情報量の急技術の発見や学問領域の形成も期速な増大を背景にして，2001 年に創設された。近年のゲノ待される。これまでに情報生物

ム研究の急速な進展により，多くの生物種でゲノム情報が解学研究センターでは，基礎生物学

明され，現在もその情報は増加しつつある。これらをもとに研究所の特長である，普遍的な生した難病に対する新薬の開発や，病害虫に強い植物の開発な

物現象を研究することを主題としどが，社会的要請として現れ始めている。また，多数の遺伝て，活動を拡げてきた。今後もそれら基礎研究を続けていく

子とその複雑なネットワークによって構築される，高次生命

一方で，より一層多方面の研究者との共同研究を推し進める。

現象を解明することは，次の生命科学の課題である。これら

ゲノム情報の処理，生物情報からの生物現象の予測，地球時の要請に対応していくには，膨大なゲノム情報を解明して，間で進んできた生物の進化多様性獲得の研究など，基礎生物

生物学本来の目的に沿って整理し，重要な要素の抽出を行う学研究に必須の分野に，研究の最新のツールを提供し，共同ことが重要な鍵となっている。

研究を推進する。生物科学と情報学の知識と技術をともに使

情報生物学研究センターは，これらの要請に応えるべく数
理・情報科学を駆使した生命科学の研究を続けている。数理・クラスターマシン

いこなせる研究者を養成することもセンターの目的の一つであり，若手研究者の養成に力を入れている。

情報科学は，現在の生命科学の現状に対して，強力に力を発生命現象に対する数理・情報科学的研究を活性化させるた揮できる二つの特徴を備えている。第一に計算機を用いるこめに，研究者間の交流を継続して積極的に進めていく必要がとで，人の情報処理能力を超える膨大な実験データを処理である。情報生物学研究センターでは，生命科学における数理・

きること，第二に実験では再現不可能な系や，あるいは過去

情報生物学者同士の交流を推し進めるため，定期的に研究会の生物の進化についてすら，仮想的な系を組み計算機実験をを行っている。研究会では，新しい視点や情報処理技術の交行えることである。これらの数理・情報生物学が持つ高いポ換の場として，活発に交流が行われている。特に近年では，

テンシャルを十分に駆使し，様々な高次生命現象を対象とし生体分子の制御ネットワークの構造とそこに由来するダイナて，現象の理解に迫る研究や，方法論の開発を行っている。

ミクスの特徴に焦点を置いた研究交流を行っている。2004

センターは，計算生物学ならびに実験生物学を行うため

年度に，第 50 回 NIBB Conference として「Structure andの，各種の設備を備えている。計算機設備として，数台のクDynamics of Complex Biological Networks」をテーマとしラスターマシンならびに十分な数の Unix ワークステーショ

た国際研究集会を行い，その 1 年後に「ネットワークの構ンおよびパーソナルコンピュータを備えている。また計算科造とダイナミクス」と題した研究集会を行うことで，議論の学センターに敷設の，大継続的発展を進めている。

型計算機の利用も可能である。また将来の共同研究に備えて，大規模な実験研究を行うための環境も整えられている。

S T A FF
助教授

望月

敦史

事務支援員

梅林

弘美

研究センター内の様子

基礎生物学研究所

要覧 200661

研究施設

岡崎共通研究施設（基礎生物学研究所関連）

本センターは，2000 年 4 月に岡崎 3 研究所の共通研究施

岡崎統合バイオサイエンスセンター

設として設立された。設立の目的は，分子科学，基礎生物科センター長 : 高田慎治教授 ( 併 )的な観点と方法論を適用し，新たな生物学の分野を切り拓く

学，生理学などの学際領域にまたがる諸問題に対して，総合ことにある。現在，本センターでは，電子顕微鏡を駆使した新たな方法論の開発，さまざまなセンサータンパク質の機能解析，動植物の発生のメカニズムの解析，さらには生体を取り巻く化学物質の生物に及ぼす影響など，生物学のさまざまな分野にわたる問題を総合的に捉え，研究を展開している。
平成 17 年度からは，膜タンパク質の構造と機能に関する連携研究を，大阪大学蛋白研究所との間で進めている。現在，
本センターには，以下に示す 3 つの研究領域が設置されている。なお，基礎生物学研究所からは現在 3 つの研究部門
が本センターに参加している。
時系列生命現象研究領域
発生遺伝研究室 ( 基礎生物学研究所・発生遺伝学研究部門 )分子発生研究室 ( 基礎生物学研究所・分子発生学研究部門 )神経分化研究室
戦略的方法論研究領域
ナノ形態生理研究室
生物無機研究室
生体物理研究室
生命環境研究領域
生体分子研究室
生命環境研究室 ( 基礎生物学研究所・分子環境生物学研究部門 )植物発生研究室

ccinfo.ims.ac.jp

計算科学研究センターは，我が国唯一の分子科学計算のた

計算科学研究センター

計算に加えて分子科学̶生物の境界領域に展開を図る岡崎 3

センター長 : 永瀬茂教授 ( 併 )めの共同利用基盤センターとしての経験を活かし，分子科学
研究所共通研究施設である。機構内の岡崎 3 研究所はもちろん，国内外の分子科学研究者，バイオサイエンス研究者に対して大学等では処理が困難な大規模な計算処理環境を提供
する共同利用施設としての基盤強化を目指している。

機構における研究基盤の強化を図るため，これまでの生理

動物実験センター
センター長 : 池中一裕教授 ( 併 )学研究所動物実験施設を岡崎 3 研究所共通の研究施設として動物実験センターに転換した。センターでは，実験動物の飼育と供給，系統の保存と併せて動物実験の指導，条件整備等といった研究環境の一層の充実を図ることを目指している。

62

基礎生物学研究所 要覧 2006

研究施設

www.nibb.ac.jp/ricenter/

アイソトープ実験センター
センター長 : 野田昌晴 ( 併 )当センターは，主に分子科学，基礎生物学及び生理学研究のために放射性同位元素 ( ラジオアイソトープ ) で標識された非密封の化合物を使用するための施設である。
センター運営は，センター長 ( 併任 )，助教授 1 名，技術職員 3 名，事務支援員 1 名，技術支援員 2 名で行われている。
使用許可核種は次のようになっている。
明大寺地区実験施設
共通棟 RI 室 :3

H，14C，28Mg，32P，33P，35S，36Cl，

42

K，45Ca，89Sr，125I

形質統御棟 RI 室 :3

H，14C，32P，33P，35S，45Ca，125I

山手地区実験施設
3

H，14C，32P，33P，35S，125I

S T A FF助教授

平成 17 年度の放射線業務従事者数は明大寺地区実験施設
72 名，山手地区実験施設 49 名，延べ施設利用者数は明大寺地区実験施設 3044 名，山手地区実験施設 1806 名であっ小川和男

技術課技術職員

技術支援員

松田
澤田
飯沼

伊藤
神谷

淑美
薫
秀子

崇予
清美

事務支援員

兼氏

君恵

た。

基礎生物学研究所

要覧 2006

63

研究施設

基礎生物学研究所・生理学研究所共通施設

共

通

施

設

的相互作用を解析する。また核酸やプラスミドの抽出・分離装置，PCR，DNA シーケンサ等も備えている。

2．分離分析装置
高速液体クロマトグラフ，ガスクロマトグラフ等を備え，

基

礎生物学研究所および生理学研究所に共通する施設と生体中に含まれる微量物質の分析，定量および分離・精製をして，現代の生物科学研究を総合的に推進し得るよう，行う。
また各種の分離用遠心機やフローサイトメータを備え，以下の様に共通施設を設置している。これらに，平成 12 年

細胞や生体物質の解析や分離調製を行う。

度から機構共通研究施設となったアイソトープ実験センター
および動物実験センターを含めて，一つの生物科学総合実験
研究システムとして機能している。

3．物理化学的解析装置
質量分析装置 (MS) お
よび電子スピン共鳴装置 (ESR) に よ る 生 体 物

基礎生物学研究所が担当する施設
分析室

質の定性・定量分析および構造解析を行う。特に
MALDI/TOF-MS は プ ロ

www.nibb.ac.jp/analyins/

分析室は基礎生物学研究所および生理学研究所に共通する

テオーム解析などに活用されている。

MALDI/TOF-MS

施設として運営され，両研究所において研究を推進するのに必要な分析機器を設置している。約 70 種類の分析機器を備

4．分光分析装置えており，タンパク質・遺伝子の解析，生理活性物質等の分

紫外可視分光光度計，蛍光分光光度計，フーリエ変換赤外

離，精製，同定，構造解析そして画像解析まで広く，基礎生

分光光度計，レーザーラマン分光光度計，マイクロプレート

物学および生理学の研究に利用されている。

リーダー，マイクロプレートルミノメータ等，各種分光分析

分析機器は系統的に下記のように 5 つに分類され，それ装置による生体物質の定量分析や分光学的解析を行う。

ぞれの装置は担当職員が維持管理している。

5．顕微鏡・画像解析装置
1．タンパク質・遺伝子解析装置

共焦点レーザースキャン顕微鏡，超深度形状測定顕微鏡やプロテインシーケンサ，アミノ酸分析計によりタンパク質

環境制御型走査電子顕微鏡を備え，組織学的・細胞学的観察の一次構造決定や組成分析を行い，ペプチド合成装置によりおよび細胞・組織レベルでの解析を行う。また化学発光，蛍ペプチドの化学合成を行う。さらに表面プラズモン共鳴を利光の画像解析装置により，電気泳動像等の画像解析を行う。

用した生体分子相互作用解析装置により，生体分子間の特異

参考文献
1. Pfister, T.D., Ohki, T., Ueno, T., Hara,I., Adachi, S., Makino, Y.,
Ueyama,N., Yi Lu, and Watanabe, Y. (2005). Monooxygenationof an aromatic ring by F43W/H64D/V68I myoglobin mutant andhydrogen peroxide. J.Biol.Chem. 280 , 12858-12866.
2. Fujita, S., Iseki, M., Yoshikawa, S., Makino, Y., Watanabe, M.,
Motomura, T., Kawai, H., and Murakami, A. (2005). Identiﬁcationand characterization of a ﬂuorescent ﬂagellar protein from the brown
alga Scytosiphon lomentaria (Scytosiphonales, Phaeophyceae): A
ﬂavoprotein homologous to Old Yellow Enzyme. Eur.J.Phycol. 40 ,159-167.

S T A FF

プロテインシーケンサ

64

基礎生物学研究所 要覧 2006

技術課技術職員

技術支援員

事務支援員

森
友子
牧野由美子
高見 重美

森部 初美
黒柳明日香

市川真理子

洗滌室

廃棄物処理室実験に使用されるガラス器具・プラスチック器具等の洗浄・乾燥・滅菌を集中的に行う。

www.nibb.ac.jp/haikibutsu/

実験で生じた廃液および廃棄物を回収し，研究所内外の環境保全を行う。

全自動洗浄機，超音波洗浄装置および滅菌装置 ( オートク
レーブ，乾熱滅菌器 ) を備え，実験で使用されているガラス器具等の洗浄・滅菌が効率的に行える施設である。

実験洗浄廃水処理施設の管理および実験濃厚廃液の分別回収を行い，研究所内外の環境の維持に努めている。
廃水処理施設では，両研究所から排出される約 200t/ 日の廃水処理を行い，併せて処理水の水質管理を行っている。
また，平成 17 年度は基礎生物学研究所および生理学研究所の各部門・施設から約 4，200L の濃厚廃液及び 20 箱 (20Kg/
箱 ) の感染性廃棄物及び有害固形物を回収し，処理を廃棄物処理業者に委託した。

共通施設棟 I
1 階 分析室
2 階 アイソトープ実験センター
地階 電子顕微鏡室および分析室

実験洗浄廃水処理施設

生理学研究所が担当する施設
電子顕微鏡室機器研究試作室

透過型，走査型電子顕微鏡や共焦点レーザー走査顕微鏡をNC 放電加工機，精密旋盤などの精密工作機械類を設備し，用いて生物細胞，組織または，生体分子の微細構造の観察を大型実験装置から小型精密機器に至るまで，各種の研究実験行う。さらに，コンピュータによる，画像処理，画像計測，用機器や電子機器の製作，開発や改良，補修などを行う。

画像出力 ( フィルムレコーダー，フルカラープリンター ) も行う。

基礎生物学研究所

要覧 2006

65

S

OKENDAITHE GRADUATE UNIVERSITY FOR ADVANCED STUDIES

総合研究大学院大学 生命科学研究科 基礎生物学専攻
www.soken.ac.jp

基礎生物学研究所は，総合研究大学院大学の基盤機関のひとつとして生命科学研究科・基礎生物学専攻の大学院教育を行っています。恵まれた研究環境で，将来の生物学におけるリーダーを輩出すべく，高度な大学院教育を行っています。

総合研究大学院大学とは総合研究大学院大学は，基礎学術分野の総合的発展を

生 物 の 基 本 単 位 で あ る 細 胞 の 構 造・ 働 き・ 増 殖・ 分 化，目指した大学院教育を行うために，学部を持たない大学

器官の形成，外界からの刺激に対する生体の反応・制御として 1988 年に設置されました。神奈川県の葉山に本等について先端的な研究を行っています。基礎生物学研

部をもち，18 の基盤機関である国立学術研究機関に学生究所は，我が国の生物学研究の中核の一つとして，最先を分散配置し大学院教育を行っています。生命科学研究端の施設や設備が整備されているばかりでなく，教授陣

科は基礎生物学専攻と同じ岡崎にある生理学研究所の生は，優れた創造的な研究を発信し続けており，論文の被理科学専攻と，静岡県三島市の国立遺伝学研究所の遺伝

引用回数は，我が国だけでなく世界でもトップクラスに位学専攻との 3 専攻により構成されています。基礎生物学

置しています。また科学研究費の獲得率でも常にトップク

専攻は，分子生物学を基盤として動植物にかかわる基本

ラスです。基礎生物学研究所で学位を取得するためには，的，かつ，高次な生物現象を分子レベルまで掘り下げて総合研究大学院大学 ( 総研大 ) に入学する必要があります。

解析する高度な研究者の養成課程です。
これまで総合研究大学院大学は修士課程修了者を対象する博士課程の大学院として開かれていましたが，平成

基礎生物学研究所の素晴らしい研究環境

16 年 4 月から 5 年一貫制のコースが開設され，学部卒業
生から基礎生物学研究所で学ぶことが可能となりました。

基礎生物学研究所 ( 基生研 ) は大学における学術研究の21 世紀の新しい日本の生物学をリードする意欲に溢れた発展に資するため，基礎生物学に関する総合研究を行う

若者の入学を期待し研究所内外で大学院説明会を行って

こ と を 目 的 と し て，1977 年 に 創 設 さ れ ま し た。 生 命 現います。修士課程修了者の入学も従来通り 10 月と 4 月

象の基礎的な問題の解明を目指し，動物・植物を対象に，の 2 回行っています。

● 大学・機関別生物医学系論文引用度I S I N C R f o r J a p a n（ 1 9 8 1 - 2 0 0 2 ）に対 する根 岸 の 調 査

66

基礎生物学研究所 要覧 2006

基礎生物学専攻での大学院生活
少数精鋭の大学院教育
多くの大学では，大学院生数に対して教員数が少ない

本

学

他大学

( 国 立 大 学 で は 学 生 一 人 あ た り 約 0.16 人 ) の に 対 し て，
総 研 大 は 教 員 数 が 圧 倒 的 に 多 い ( 約 2.0 人 ) た め， 個 別

教員

教員

学生

学生

指導が希薄になるという問題点がなく，学生生活実態調
査でも 9 割以上の学生の満足度を得ています。現在基礎生 物 学 専 攻 で も， 大 学 院 生 42 名 に 対 し て 教 員 数 が 57
名で，まさに「マンツーマン」の教育を行っています。

質の高いセミナー
基礎生物学研究所では各研究部門での研究セミナーはもちろんのこと，所外から著名な講師を招き，年 6 回の基生
研セミナーを行っています。その他，部門公開セミナー，
所長招へいセミナーなど，誰もが参加できるセミナーが豊富で研究者としての視野をひろげる良い機会となっています。
セミナー風景高い研究者養成率
基礎生物学専攻では高度な研究者の養成を行っています。
過去 5 年間で約 8 割の学位取得者が助手，ポスドク等研究者として従事しています。

平成 17 年度学位授与者 ( 修了者 ) の進路研究所等の博士研究員

2名

大学の博士研究員

1名

外国の大学の講師

1名

先導科学研究科・生命体科学専攻

大学院に入学するには総合研究大学院大学の葉山キャンパス ( 神奈川県三浦郡葉

基礎生物学研究所の研究に興味を持ち，総研大への入学

山町 ( 湘南国際村 )) には，先導科学研究科 (http://sendou.

を希望する方は，総研大ホームページ http://www.soken.

soken.ac.jp/) の 2 専攻 ( 生命体科学専攻と光科学専攻 ) が設

ac.jp/ および基礎生物学研究所ホームページ http://www.

けられており，基礎生物学研究所の一部教員は担当教員としnibb.ac.jp/univ/ をご覧ください。また，受験にあたってはてそれら 2 専攻の教育研究活動に寄与しています。

進学希望研究室の担当教員と事前に連絡をとることが必要です。

基礎生物学研究所

要覧 2006

67

G

RADUATESCHOOL EDUCATION

大学院教育協力

基礎生物学研究所は，大学共同利用機関として，広く基礎生ける教育に協力を行ってきたが，近年における，研究所の研究

物学に及びこれに関連する分野における研究者の共同利用に

活動への大学院学生の参画の重要性に鑑み，平成 9 年度から供されるとともに，研究者の養成に関しては，国・公・私立大は当該大学院学生を「特別共同利用研究員」として受け入れ，

学の要請に応じて，「特別研究学生」を受け入れ，大学院にお併せて研究指導を行い大学院教育の協力を行っている。

平成 18 年度特別共同利用研究員
氏

68

名

所属大学院

・

研究科

・

専

攻 等

研究題目

横山智哉子

大阪市立大学大学院・工学研究科・化学生物系

髙木恭子

北海道大学大学院・農学研究科・応用生命科学佐藤弘明

名 古 屋 大 学 大 学 院・ 生 命 農
学 研 究 科・ 生 命 技 術 科 学

げっ歯類行動内分泌系の基盤となる性ステロイド受容体のエピジェネティクス

宮林香奈子

東北大学大学院・農学研究科・応用生命科学

生殖腺分化過程における Arx の機能解明

坪井秀憲

首都大学東京大学院・理学研究科・生物科学

植物の光反応における信号伝達の解析

山田健二

名 古 屋 大 学 大 学 院・ 生 命 農
学 研 究 科・ 生 命 技 術 科 学

げっ歯類行動内分泌系関連遺伝子のエピジェネティッ
ク制御とその改変

黒川紘美

北 海 道 大 学 大 学 院・ 理 学 研 究 科・ 生 物 科 学

性分化分子機構に関わる因子の探索

青木裕美子

北 海 道 大 学 大 学 院・ 理 学 研 究 科・ 生 物 科 学

生殖腺形成時における生殖細胞分化の細胞・分子遺伝
学的研究

中村

修平

北 海 道 大 学 大 学 院・ 理 学 研 究 科・ 生 物 科 学

森長

真一

山内

卓樹

東 北 大 学 大 学 院・ 生 命 科 学 研
究 科・ 生 態 シ ス テ ム 生 命 科 学

千葉大学大学院・自然科学研究科・多様性科学

基礎生物学研究所 要覧 2006

モノクローナル抗体を用いた生殖腺形成機構の解析

イネ易変性ヴィレッセント変異に係る新規 DNA トラ
ンスポゾンの解析

生殖腺形成過程における体細胞系列分化に関する細胞・分子遺伝学的研究

閉鎖花の収斂進化に関する進化遺伝学的研究

イネ DNA メチル化関連遺伝子ノックイン変異体の機能解析

O

KAZAKIBIOLOGY CONFERENCES

生物学国際高等コンファレンス
obc.nibb.ac.jp

第 3 回 生物学国際高等コンファレンス (OBC)

The Biology of Extinction 2「絶滅の生物学 2」

開

催

期

間

オーガナイザー

絶滅は，種の多様化とともに，地球上の生物多様性のパター

Science などにンを形成してきたプロセスである。
一方で，人類の活動によっ

印刷中の成果をて，地球上から急速に種が失われているので，絶滅の研究は，含む，きわめて基礎的にも応用的にも重要な課題である。
この問題意識から，刺激に富む報告「絶滅の生物学」に関する最初の会議が，2 年前に行なわれがあり，活発なた。今回は，2 年前の参加者から主要なメンバー（外国人 9

討論が行われ名，日本人 5 名）を講演者として再招待し，さらに 10 名のた。最後に，「絶2006 年 3 月 12 日〜 17 日
九州大学

矢原 徹一

York 大学

Callum Roberts

招待講演者を加えて実施した。8 つのセッションの下で，ど滅の生物学」ののような性質を持つ種が絶滅しやすいか，絶滅と種分化の関

体系化に関する

連によって多様性のパターンがどのように決まるか，温暖化

総合討論を行なった。
参加者が，新しい分野の誕生に立ち会っは絶滅をどのように促進するか，人間の心理的特性は絶滅にているという興奮を共有して，会議を終えることができた。

どのように影響するか，などのテーマに関して，Nature や
招待講演者
ARAUJO, Miguel(National Museum of Natural Sciences, Spain)

石濱 史子( 国立環境研究所 )BIELBY, Jon(Imperial College London, UK)

巌佐 庸( 九州大学 )BRADSHAW, Corey(Charles Darwin University, Australia)

太田 英利( 琉球大学 )BROOK, Barry(Charles Darwin University, Australia)

工藤 岳( 北海道大学 )CALEY, Julian(AIMS, Australia)

高川 晋一( 東京大学 )COURCHAMP, Franck(CNRS (Centre National de la Recherche

竹中 明夫( 国立環境研究所 )Scientiﬁque), France)

田中 嘉成( 中央大学 )DUFFY, David(University of Hawaii Manoa, USA)

時田 恵一郎( 大阪大学 )FRANKHAM, Richard(Macquarie University, Australia)

富松 裕( 東京都立大学 )GOLDBERG, Emma

(University of California, San Diego, USA)中澤 幸

( 九州大学 )HALLEY, John

(Aristotle University of Thessaloniki, Greece)

夏原 由博( 大阪府立大学 )HAMER, Keith(University of Leeds, UK)

箱山 洋( 水産総合研究センター )HANSKI, Ilkka(University of Helsinki, Finland)

藤田 卓( 九州大学 )HARRISON, Ian(American Museum of Natural History, USA)牧 ( 増田 ) 理子

( 名古屋工業大学 )HASTINGS, Alan

(University of California, Davis, USA)

松田 裕之

( 横浜国立大学 )HUME, Julian(Natural History Museum, Tring/University of

矢原 徹一( 九州大学 )Portsmouth, UK)

横溝 裕行( 九州大学 )JACKSON, Jeremy(University of California, San Diego, USA)鷲谷 いづみ( 東京大学 )JETZ, Walter(University of California, San Diego, USA)JOHANSSON, Jacob(Lund University, Sweden)

KOH, Lian Pin(Princeton University, USA)LANDE, Russell(University of California, San Diego, USA)MARTINEZ-MEYER, Enrique (Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Mexico)
NILSSON, Jennie(Lund University, Sweden)

OLSON, Storrs(Smithsonian Institution, National Museum of

ORME, David(Imperial College London, UK)

PURVIS, Andy

(Imperial College London, UK)

Natural History, USA)

RIPA, Jorgen(Lund University, Sweden)

SALA, Enric(Center for Marine Biodiversity and Conservation, USA)

SEKERCIOGLU, Cagan(Stanford University, Center for Conservation

SHAFFER, H. Bradley(University of California, Davis, USA)SODHI, Navjot(National University of Singapore, Singapore)

STIASSNY, Melanie(American Museum of Natural History, USA)

VIE, Jean-Christophe(IUCN - The World Conservation Union, Switzerland)

WILMERS, Christopher(University of California, Davis, USA)

Biology, USA)

基礎生物学研究所

要覧 2006

69

N

IBB

CONFERENCE

基礎生物学研究所コンファレンス

第 51 回基礎生物学研究所コンファレンス

第 52 回基礎生物学研究所コンファレンス「遺伝子増幅研究の新展開」
New Aspect of Gene Ampliﬁcation「生殖の戦略」
Reproductive Strategies

開

催

期

間

オーガナイザー開2005 年 11 月 5 日〜 8 日
基礎生物学研究所

小林

武彦

催

期

間

オーガナイザー

2006 年 1 月 20 日〜 23 日
慶応義塾大学星元紀

遺伝子増幅とは，遺伝子の数が増えてその産物であるタン

生殖すなわち子孫を作ることは，いかにも生きているといパク質の生産量を増やす現象で，生物の環境適応の主要な手

う感じを与える生物現象ですが，「種」の存続に欠くことの段となっている。また進化的には増幅遺伝子が様々に変化しできないものであり，生命がその誕生以来今日に至るまでのて，種の多様性を産み出す原動力となってきたと考えられて38 億年間，連綿と絶えることなく続きえたのも，生殖といいる。我々自身に目を向けると，癌遺伝子の増幅は癌の悪性う能力があってのことです。ヒトをはじめとする哺乳類は，化を加速し，その治療に用いられる薬剤（制癌剤）は，時に生殖と性（種内で遺伝子を混ぜ合わせる仕組み）とが不可分

薬剤耐性遺伝子の増幅によりその効果が妨げられる。このよに結びついた有性生殖のみを行い，雌雄も個体ごとに固定さうに遺伝子増幅は生物の持つ基本的な作用の一つであり，まれています。しかし，生物の世界は実に多彩で，性と全く関た利用価値のある重要な研究テーマである。しかし残念なこ

係ない生殖（無性生殖）だけをするもの，状況に応じて無性とに，これまでそのメカニズムを包括的に議論する機会はあ

生殖と有性生殖を使い分けるもの，性の転換を行うものなど，

まり多くはなかった。これは増幅研究の技術的な難しさに加

実にさまざまな生殖戦略がみられます。この会議では，分え，人的な交流が少なかったことも原因と考えられる。本コ

子生物学の歴史に名を残す大長老から大学院生までが一堂にンファレンスでは進化学から医学まで，各分野に分散してい会して，性は何故あるのかから始まって，どのような生殖戦

た増幅研究者を一堂に集め（海外からも 11 名の研究者をお略があり，それらはどのようにして進化したのか，その生物呼びした），増幅研究の新展開を目指し開催された。会議で学的意味はなにかなどなど，性と生殖に関わる多くの問題を

は主に遺伝子増幅の共通の機構と考えられる DNA 複製と，めぐって激しい議論を交わしました。研究者としての切磋琢

その増えた遺伝子をゲノム上に保持するための DNA 組換え

磨の機会であるとともに，年齢や国籍を超えた友好の輪が広機構を中心に各人最新のデータを持ち寄り，情報，意見の交がった４日間でした。

換，今後の戦略について話し合った。
招待講演者
招待講演者
ARCANGIOLI, Benoit(Institut Pasteur, France)
BENSIMON, Aaron(Institut Pasteur, France)
DEBATISSE, Michelle(Institut Curie, France)
HERNANDEZ, Pablo(CSIC, Spain)
LOVACHEV, Kirill S.
(Georgia Institute of Tech, USA)
ROTH, John(UC Davis, USA)SCHBVARTZMAN, Jorge B. (CSIC, Spain)
SHORE, David(Univ. of Geneva, Switzerland)
SOGO, Jose M.
(Institute of Cell Biology, Switzerland)
STRUNNIKOV, Alexander V. (NIH,NICHD, USA)
TOWER, John
(USC, USA)
岩崎 博史
( 横浜市立大学 )GANLEY, Austen( 基礎生物学研究所 )菊池 韶彦( 名古屋大学 )小林 武彦( 基礎生物学研究所 )佐々木 博己( 国立がんセンター研究所 )柴田 武彦( 理化学研究所 )清水 典明( 広島大学 )菱田 卓( 大阪大学 )堀内 嵩( 基礎生物学研究所 )真木 寿治( 奈良先端科学技術大学大学 )70

基礎生物学研究所 要覧 2006

BIRKHEAD, Tim R.
WAKE, Marvalee H.
MESELSON, Matthew
DARSZON, Alberto
DORRESTEIJN, Adriaan
EPEL, DavidEXTAVOUR, Cassandra
HEINZE, Juergen
HEYLAND, Andreas
JOLY, Dominique
MICHIELS, NicoNIELSEN, ClausNORMARK, Benjamin
OLSSON, Mats
PRUITT, Robert E.
SCHARER, Lukas
STEWART, James R.
VACQUIER, Victor D.
相垣 敏郎
安部 眞一
石川 冬木
石野 史敏
稲葉 一男
巌佐 庸
岡部 勝
角谷 徹仁
岸本 健雄
黒岩 麻里
小林 一三
小林 一也
小林 悟
澤田 均
砂長 毅
高橋 淑子
立花 和則
長濱 嘉孝
野瀬 俊明
長谷部 光泰
星 元紀
松居 靖久
毛利 秀雄
諸橋 憲一郎
山本 正幸(The University of Sheﬃeld, UK)(University of California Berkeley, USA)
(Harvard University, USA)
(Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Mexico)(Justus-Liebig-Universitat Giessen, Germany)(Stanford University, USA)
(University of Cambridge, UK)(University of Regensburg, Germany)(The Whitney Laboratory for Marine Sciences, USA)(CNRS , France)(University Tuebingen, Germany)(University of Copenhagen, Denmark)(University of Massachusetts, USA)
(University of Wollongong, Australia)(Purdue University, USA)
(University of Innsbruck, Austria)(East Tennessee State University, USA)
(University of California San Diego, USA)( 東京都立大学 )( 熊本大学 )( 京都大学 )( 東京医科歯科大学 )( つくば大学 )( 九州大学 )( 大阪大学 )( 国立遺伝学研究所 )( 東京工業大学 )( 北海道大学 )( 東京大学 )( 慶應義塾大学 )( 基礎生物学研究所 )( 名古屋大学 )( 高知大学 )( 奈良先端科学技術大学院大学 )( 東京工業大学 )( 基礎生物学研究所 )( 三菱化学生命科学研究所 )( 基礎生物学研究所 )( 慶應義塾大学 )( 東北大学 )( 基礎生物学研究所名誉教授 )( 基礎生物学研究所 )( 東京大学 )E

MBL

COLLABORATIONEMBL との共同研究
www.nibb.ac.jp/emblcp/

自然科学研究機構は 2005 年 7 月に EMBL（=European
Molecular Biology Laboratory，欧州分子生物学研究所）との間に，５年間の学術交流協定を締結しました。基礎生物学

EMBL-NIBB 合同シンポジウム
Frontiers in Bioimaging

研究所と EMBL の共同研究は，その中核を成すもので，バ開イオイメージング，構造生物学，エピジェネティクスを中心

オーガナイザー

催期

間とする生物学の重要かつ，先端的課題の研究を推進するため，

2006 年 3 月 22 日〜 23 日
基礎生物学研究所
EMBL

上野

直人

Jan Ellenberg

共同研究，合同シンポジウム開催，研究者交流を行うものです。この５年間の共同研究を通して，EMBL のもつ分子生

EMBL との共同研究の柱の１つバイオイメージングをテー

物学における最先端技術と基礎生物学研究所のもつ独創的なマとして，２日間の講演，ポスター発表が行われた。講演

生物学の融合によって，生物学に新しい展望が開かれること

者は外国人 16 名（うち EMBL からは 5 名）
，日本人講演者が期待されます。現在までに実施した主な活動は以下の通り

10 名（うち基生研関係者４名）だった。全体的に見て非常です。

にレベルの高い発表の連続で，密度の濃い二日間だった。とくに，EMBL からの発表は目を見張るものばかりで，そのレベルの高さに圧倒された。SPIM 顕微鏡による観察やそ

EMBL-NIBB 合同シンポジウムの画像解析技術も一段と進歩していると感じた。また，Jan●発生生物学シンポジウム（Heidelberg, Germany）

Ellenberg 博士による，細胞形態を指標にした細胞分裂制御
遺伝子の系統的・網羅的スクリーニング（MitoCheck プロ

2005 年 7 月 1 − 2 日● Frontiers in Bioimaging シンポジウム（岡崎）ジェクト http://www.mitocheck.org/）に関する発表も圧巻であった。あるひとつの研究目的のために，各国の研究者が2006 年 3 月 22-23 日（右欄参照）●マウスの生物学ミーティング（Monterotondo, Italy）

集結し，予算措置ができるヨーロッパ共同体の底力を感じた。
また，もう一つ感じたことは，「データプロセシング」の重2006 年 4 月 19 − 20 日

要性である。観察技術の向上も研究発展に不可欠であるが，EMBL ゲストセミナー

そのイメージデータを処理し，生物学的意味を抽出するため● Dr. Thorsten Henrich（2005 年 10 月 26 日）にはさまざまなデータ処理が必要である。EMBL がこのよ● Dr. Jochen Wittbrodt（2005 年 11 月 8 日）

うな高いレベルのイメージング研究を展開できるのも数テラ● Dr. Anne Ephrussi（2006 年 4 月 12 日）

バイトを扱うデータプロセシングチームの支援があるからであり，そのような支援体制は基生研におけるイメージング研

EMBL との共同研究

究にも不可欠であるということを再認識した。

●田中実、齋藤大助（生殖遺伝学研究室）
SPIM 顕微鏡を用いたメダカ胚における特定細胞系列観察

BASTIAENS, Philippe I.
BRUNNER, Damian
DENK, Winfried2005 年 10 月 8 − 22 日
図１ 発生生物学
シンポジウム（2005.7.1-2）

図２

招待講演者

Frontiers in Bioimaging シンポジウム（2006.3.22-23）(European Molecular Biology Laboratory, Germany)(European Molecular Biology Laboratory, Germany)(Max-Planck Institute for Medical
Research, Germany)
ELLENBERG, Jan(European Molecular Biology Laboratory, Germany)
ISSAD, Tarik(CNRS, Universite Rene Descartes Paris 5, France)
JOHNSSON, Kai(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland)
KERPPOLA, Tom K.
(University of Michigan and Howard
Hughes Medical Institute, USA)
LIPPINCOTT-SCHWARTZ, Jennifer A. (National Institutes of Health, USA)MEYER, Tobias(Stanford University School of Medicine, USA)SEDAT, John W.
(University of California, San Francisco, USA)
SINGER, Robert H.
(Albert Einstein College of Medicine, USA)
SO, Peter T.C.
(Massachusetts Institute of Technology, USA)
STELZER, Ernst H.K.
(European Molecular Biology Laboratory, Germany)
SWEDLOW, Jason(University of Dundee, UK)
WEIJER, Cornelis J.
(University of Dundee, UK)
WITTBRODT, Joachim(European Molecular Biology Laboratory, Germany)
伊藤 啓( 東京大学 )大隅 良典( 基礎生物学研究所 )小澤 岳明( 分子科学研究所 )河西 春郎( 東京大学 )金城 政孝( 北海道大学 )楠見 明弘( 京都大学 )田中 実( 基礎生物学研究所 )寺川 進( 浜松医科大学 )平岡 泰( 関西先端研究センター )宮脇 敦史( 理化学研究所 )基礎生物学研究所

要覧 2006

71

C

OOPERATIVERESEARCHES

共同研究活動研究会
研究課題
大脳皮質の発生と細胞構築

提案代表者名・所属
山本亘彦

大阪大学大学院生命機能研究科

小型魚類のさらなる発展を求めて田中実

自然科学研究機構基礎生物学研究所

第 42 回ヒマラヤ植物研究会

塚谷裕一

東 京 大 学 大 学 院 理 学 系 研 究 科

植物の分裂組織 = その研究の盲点と残された課題 =塚谷裕一

自然科学研究機構基礎生物学研究所

ヒマラヤ・日華植物区−植物相・植生の比較解析−

塚谷裕一

自然科学研究機構岡崎統合バイオサイエンスセンター

高等植物オルガネラの分裂融合と環境応答

堤伸浩

東京大学大学院農学生命科学研究科

アントシアニン蓄積細胞の液胞内成分と発色に関する研究吉田久美

名古屋大学大学院情報科学研究科

高等植物の液胞選別輸送の分子機構

西村いくこ

京 都 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科

個別共同利用研究
研究課題

提案代表者名・所属

多色蛍光レポーターによる植物の気孔形成に関与するタンパク質の局在解析 中川
酵母ペキソファジーにおける新生膜合成機構と生理的意義

強

島根大学総合科学研究支援センター

康能

京 都 大 学 大 学 院 農 学 研 究 科

ヒトデ生殖腺刺激ホルモン (GSS) の分泌および作用機構

三田

雅敏

帝

魚類生殖腺刺激ホルモン受容体に関する分子生物学的研究

平井俊朗

帝 京 科 学 大 学 理 工 学 部

魚類卵成熟の分子メカニズムの解析

徳元

俊伸

静

ゼブラフィッシュにおける精子形成の分子調節機構

酒井則良

情報・システム研究機構国立遺伝学研究所

生殖腺組織構築過程における体細胞性分化の 3 次元的解析

小林亨( 独 ) 水産総合研究センター養殖研究所

魚類排卵後濾胞に発現する蛋白質のプロテオーム解析

山口明彦

九 州 大 学 大 学 院 農 学 研 究 院

鳥類の生殖腺の性分化機構の解析

吉岡秀文

兵 庫 教 育 大 学 学 校 教 育 学 部

トランスジェニックカエルを用いた両生類における遺伝子ノックダウン法の確立 酒巻和弘

京都大学大学院生命科学研究科

聖金 沢 大 学 大 学 院 医 学 系 研 究 科

金魚再生分子を用いた哺乳類神経再生への応用

72

阪井

加藤

京

大

岡

学

大

理
学

工
理

学
学

部
部

体液 Na 濃度調節における Nax channel 及び Ptprz の役割

宮田清司

京都工芸繊維大学大学院工芸科学研究科

シンタキシンノックアウトマウスの学習行動

赤川

公朗

杏

ラ ッ ト， サ ル 大 脳 皮 質 の 錐 体 細 胞 に 発 現 す る voltage-gated ion
一戸channel の検索 : 周嗅皮質に存在する late spiking neuron に注目して紀孝( 独 ) 理化学研究所脳科学総合研究センター

ヒメツリガネゴケの電位依存性カルシウムチャネルの単離と機能解析に関する研究 朽津和幸

東 京 理 科 大 学 理 工 学 部

陸上植物起源における転写制御遺伝子の分子進化

元己

東京大学大学院総合文化研究科

伊藤

林

本

大

女

子

学

大

医

学

学

理

学

部

ミカヅキモの有性生殖機構の分子生物学的解析

関本

弘之

日

マウス雌性生殖腺附属器官の分化機構と性ホルモン投与による影響

佐藤友美

横浜市立大学大学院総合理学研究科

部

藻類の光運動反応に関わるフラビンタンパク質の構造と機能の解析

村上明男

神戸大学内海域環境教育研究センター

ホヤ精子鞭毛の分子構築と分子運動調節機構の解明

稲葉一男

筑波大学大学院生命環境科学研究科

UV-B 光受容体の同定

植野洋志

奈 良 女 子 大 学 生 活 環 境 学 部

両生類エストロゲン受容体転写活性の種間における比較解析高瀬稔

広 島 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科

子宮内膜細胞における発情ホルモン応答性遺伝子の機能高橋

純夫

トランスジェニックカエルを用いた Fgf10 発現調節機構の解析

黒岩厚

名 古 屋 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科

生殖腺に関するメダカ突然変異体の解析近藤寿人

大阪大学大学院生命機能研究科

岡

山

康彦

鳥

広 島 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科

女性生殖器の腫瘍形成における遺伝学発現の解析

山田源

熊本大学生命資源研究・支援センター

新規液胞アミノ酸トランスポーター遺伝子の同定とその生理機能解析 柿沼

喜己

農

学

部

博則

学

農

学

出口

大

学

理

周生期に投与した内分泌かく乱物質のげっ歯類生殖輸管系への持続的影響 太田

媛

大

学

ヒメツリガネゴケ KNOX クラス 2 遺伝子の解析

愛

取

大

学

部

部

ヒメツリガネゴケの発現プロファイル解析と他種との比較による，世代交代進化の解明 西山 智明

金沢大学学際科学実験センター

Atg 蛋白質の結晶構造解析

稲垣冬彦

北 海 道 大 学 大 学 院 薬 学 研 究 科

シベレリンシグナル伝達因子，GAMYB 欠損変異体イネにおける葯
松岡
タペタム細胞の形態変化とその機構について信名古屋大学生物機能開発利用研究センター

基礎生物学研究所 要覧 2006

食虫植物の消化酵素遺伝子の起源と進化

武俊

大 阪 教 育 大 学 教 育 学 部

ヒメツリガネゴケ不等分裂関連タンパク質の可視化形質転換体植物の作成とその動態解析 藤田 知道

北 海 道 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科

エチレン受容体の細胞内局在に関する研究

江面浩

筑波大学大学院生命環境科学研究科

哺乳動物におけるオートファジーの分子機構と生理的意義の解明

水島昇( 財 ) 東京都医学研究機構東京都臨床医学総合研究所

シロイヌナズナに生存する異なる 2 つのタイプのプラスチド糖脂質合成酵素の機能解析 太田啓之東京工業大学大学院生命理工学研究科

浩

日 本 大 学 生 物 資 源 科 学 部

分裂酵母のアンモニウムトランスポーターの解析

鵜澤光澤

重点共同利用研究
研究課題

提案代表者名・所属

霊長類の神経系における遺伝子発現制御メカニズムのレンチウイルス北村
ベクターによる解析に関する研究義浩

東 京 大 学 医 科 学 研 究 所

高等植物の個体制御の分子機構一郎

大 阪 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科

寺島

大型スペクトログラフ共同利用実験
研究課題

提案代表者名・所属

単細胞緑藻クラミドモナスにおける新たな集光性クロロフィルタンパ
小野
ク質類縁遺伝子の発現の作用スペクトル高明

好熱性ラン藻 Thermosynechococcus elongatus の走光性に関する研究 眞鍋勝司( 独 ) 理化学研究所フォトダイナミクス研究センター
横浜市立大学大学院総合理学研究科

ポリマーフィルムの光劣化に対する紫外線波長の影響

大石不二夫

神

全天候型太陽 UV-B 計測器の高精度校正に関する研究

奈

川

大

学

理

学

部

竹下

秀

東 海 大 学 総 合 科 学 技 術 研 究 所

紫外線照射による CPD photolyase の活性阻害の波長依存性に関する研究 竹内裕一

北 海 道 東 海 大 学 工 学 部

マウス皮膚における紫外線誘発突然変異の作用スペクトル解析広伸

東 北 大 学 大 学 院 医 学 系 研 究 科

池畑

ラン藻の光運動反応に及ぼす青色光，緑色光の影響

広瀬

正紀

和

脊椎動物生物時計の光入力系

飯郷

雅之

宇

歌

山

大

学

都

教

宮

育

学

大

部
学

難治性皮膚および血液疾患に対する選択的波長を用いた光線療法の開発 - 波長ごとの解析 森田 明理

名古屋市立大学大学院医学研究科

太陽光紫外線単独あるいは化学物質共存下での DNA 傷害と突然変異，
根岸
アポトーシスの誘導あるいはその抑制に関する研究友惠

岡山大学大学院医歯薬学総合研究科

浩

東 北 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科
帯

可視光の大腸菌生存に対する影響

大津

ユーグレナの周期的細胞増殖に有効な光の作用スペクトル後藤健

ネナシカズラの茎先端部へのレーザー光局所照射による細胞分裂と寄生根の誘導 山田

恭司

広

畜

産

大

学

富 山 大 学 大 学 院 理 工 学 研 究 部

Determining the action spectrum of phototaxis in diatoms
Laboratory of Molecular Plant
Chris Bowler
and identiﬁcation of the photoreceptors involved
Biology,Stazione Zoologica
Establishing the reciprocity rule in polymer photodegradation Anthony L. Andrady R e s e a r c h T r i a n g l e I n s t i t u t e
マウス脳組織内における GFP 発現細胞の観察

檜山武史

自然科学研究機構

植物における B 領域紫外線による光回復酵素遺伝子の転写誘導に関する研究 中嶋信美( 独 ) 国

真性粘菌 Physarum 変形体における負の走光性と正 & 負の走化性の情報統合機構 高木清二

北 海 道 大 学 電 子 科 学 研 究 所

ストレプトカルプス属の異型子葉形成における光制御の作用スペクトルと光受容部位の研究 長田敏行

東ショウジョウバエを用いた , 低次視覚中枢と高次視覚中枢を結ぶ視覚情報経路の網羅的解析 伊藤啓

立基礎生物学研究所

環

境

京

研

究

大

所
学

東京大学分子細胞生物学研究所

基生研セミナー
1 加藤

和人（京 都 大 学 人 文 科 学 研 究 所）

4 中島

物

解

2 長野

哲雄

（東 京 大 学 大 学 院 薬 学 系 研 究 科）

5 ヘンシュ 貴雄 （（ 独 ） 理

睦子

（植

化

3 永津

俊治

（藤 田 保 健 衛 生 大 学 医 学 部）

剖
学

画
研

究

家）
所）

所長招へい
1 野中

茂紀

（ カリフォルニア大学サンフランシスコ校 ）基礎生物学研究所

要覧 200673

F

ACILITIESOF THE INSTITUTES

岡崎共通施設■ 岡崎情報図書館

www.lib.orion.ac.jp

岡崎情報図書館は，岡崎 3 研究所の図書，雑誌等を収集・整理・保存し，機構の職員，共同利用研究者
等の利用に供している。

図書館建物

主な機能
図書館内部

・ライブラリーカードによる 24 時間利用。
・情報検索サービス (Web of Science，scopus，NACSIS-IR，SciFinder Scholar 等 )。

■ 岡崎コンファレンスセンター

www.occ.orion.ac.jp

学術の国際的及び国内的交流を図り，岡崎 3 機関の研究，教育の進展に資するとともに，社会との連携，交流に寄与することを目的に平成 9 年 2 月に竣工した。
大会議室 250 名収容，中会議室 150 名収容，小会議室(2 室 ) 各 50 名収容。

岡崎コンファレンスセンター

大会議室■ 岡崎共同利用研究者宿泊施設

www.orion.ac.jp/lodge/

共同利用研究者等の宿泊に供するため，岡崎 3 機関の共通施設として宿泊施設「三島ロッジ」［個室 51，特別個室（1 人用）9，特別個室（2 人用）4，夫婦室 10，家族室 20］及び「山手ロッジ」［個室 11，特別個室（2 人用）4，家族室 2］があり，共同利用研
究者をはじめ外国人研究員等に利用されている。

74

基礎生物学研究所 要覧 2006

三島ロッジ

山手ロッジ

P

ROFILEOF THE INSTITUTE研究所の現況

■ 現員（平成 18 年 4 月 1 日現在）

人数

所長

教授
（うち客員）

特任教授

助教授（うち客員）

助手

研究員

博士
研究員

総研大
大学院生

特別協力
研究員

特別共同利用
研究員

技術課
技術職員

1

19
（6）

1

17
（3）

31

21

66

41

6

13

27

（岡崎共通研究施設を含む）■ 財政規模（単位：千円）
運営費交付金（平成 17 年度決算額）

外部資金（平成 17 年受入額：間接経費を除く）

人件費

物件費

施設費

合計

科学研究費補助金

その他の外部資金合計

807,534

819,038

1,657,171

3,283,744

695,600

329,980

1,025,580（岡崎共通研究施設を除く）（岡崎共通研究施設を含む）

■ 配置図
施
①

設
面積 (m²)
実験研究棟
11,077
A 大型スペクトログラフ室
B 動物実験センター ( 水生動物室 )② 形質統御実験棟
2,575③ 共通施設棟 Ⅰ
3,080( アイソトープ実験センター，分析室，電子顕微鏡室 )612④ 共通施設棟Ⅱ ( 形質転換生物研究施設の一部，機器研究試作室 )⑤ 動物実験センター ( 陸生動物室 )3,184⑥ 廃棄物処理施設
80⑦ 実験圃場 ( 管理棟・温室 )
200

事務
センター棟

施
⑧
⑨
⑩

設
山手 1 号館 A ( 動物実験センターの一部 ,アイソトープ実験センターの一部 )山手 1 号館 B ( 形質転換生物研究施設 )山手 2 号館 ( 統合バイオサイエンスセンターの一部，計算科学研究センターの一部，生理学研究所の一部）

面積 (m²)
4,674

施
⑪

2,303
8,453

⑫
⑬
⑭
⑮

設
面積 (m²)
山手 3 号館 ( 基礎生物学研究所の一部 , 生理学研究所の一部 ,10,757
分子科学研究所の一部 , 統合バイオサイエンスセンターの一部 )山手 4 号館 ( 分子スケールナノサイエンスセンター )3,813
山手 5 号館 ( 核磁気共鳴装置による実験施設 )664
高圧配電施設440
実験排水処理施設
111

基礎生物学研究所

要覧 200675

O

KAZAKIADMINISTRATION OFFICE OF NINS

自然科学研究機構岡崎統合事務センター
岡崎統合事務センター長
総

務 部
総

務

課

国際研究協力課

財

調

務

達

課

課

設

課

夫

( 兼務 ) 栗

城

繁

夫

課

長

田

境

守

康

課

長

補

佐

水

野

課

長

補

佐

神

谷

利

昌

総

務

係

長

桑

原

博

明

企 画 評 価 係 長

小

林

高

士

情 報 処 理 係 長

服

部

康

史

図 書 館 係 長

古

田

克

敏

人

事

係

長

山

本

寛

幸

労

務

係

長

杉

浦

鈴

代

給

与

係

長

廣

岡

義

彦

長

平

尾

耕

二

員

行

田

長

佐

々

部

真

大 学 院 係 長

小

柳

津

武

共 同 利 用 係 長

伊

藤

伸

二

産 学 連 携 係 長

神

谷

良

志

夫

研 究 助 成 係 長

田

之

上

裕

治

部

長

春

課

長

林

課
門
際

係

畑

均

豊

文

夫

正

憲

課

長

補

佐

白

井

啓

夫

総

務

係

長

稲

垣

道

雄

財 務 第 一 係 長

二

村

浩

臣

財 務 第 二 係 長加藤

財 務 第 三 係 長

村

木

出

長

浅

井

誠

長

葛

西

勇

納

係

課
専

施

繁

長

国

務 部

城

部

専

財

栗

門

厚
教

和

悦

員

藤

本

調 達 第 一 係 長

浦

野

夫

調 達 第 二 係 長

加

藤

嘉

之

調 達 第 三 係 長

高

藤

八

郎

課

長

渡

邉

壽

夫

實

課

長

補

佐

渋

谷

省

一

専

門

職

員

園

田

秀

久

専

門

職

員

河

邊

英

雄

資 産 管 理 係 長

山

田

一

郎

川

正

幸

一

夫

施

設

係

長

電

気

係

長

井

機

械

係

長

浅

野

環 境 保 全 係 長

地

中

剛

平 成 1 8 年 4 月 1 日 現在

76

基礎生物学研究所 要覧 2006

INDEX梅林

弘美 ……………………………………………… 50,61

漆谷 博志 ………………………………………………… 45
殷彰………………………………………………… 37

榎谷 和真 ………………………………………………… 29

あEMDE, Jason ……………………………………………… 54
青木裕美子 ………………………………………………… 26

及川 和聡 …………………………………………………… 9

青島晃宏 ………………………………………………… 29

大岡 杏子

青野

直樹 ………………………………………………… 41

AUSTEN, Ganley…………………………………………… 39

青山

剛士 ………………………………………………… 41

大久保範聡 ………………………………………………… 17

赤沼

啓志 ………………………………………………… 25

大澤 園子 ……………………………………………… 31,57

浅尾

久世 ………………………………………………… 37

大住 克史 ………………………………………………… 39

綾部

夕子 ………………………………………………… 29

大隅 良典 ………………………………………………… 11

新井祐子 …………………………………………………… 9

太田 耕平 ………………………………………………… 17

有田佳代 ………………………………………………… 23

太田 美咲 ………………………………………………… 54

飯岡

英和 ………………………………………………… 21

大根田

守 ………………………………………………… 11

飯田

滋 ………………………………………………… 37

大野

薫

飯沼

秀子 ……………………………………………… 57,63

大脇亜希子 ………………………………………………… 19

井口

泰泉 ………………………………………………… 45

岡池中

一裕 ………………………………………………… 62

小笠原希実 …………………………………………………… 9………………………………………………… 11………………………………………………… 17

早苗 ……………………………………………… 19,57………………………………………………… 19

岡田 典弘 ………………………………………………… 42

石川隆子 ………………………………………………… 31

小川 和男 ……………………………………………… 13,63

石川

直子 ………………………………………………… 46

小川 英知 ………………………………………………… 19

石谷

閑 ………………………………………………… 25

石川あずさ

奥

公秀 ………………………………………………… 11

石原秀至………………………………………………… 50

小田 律子 ………………………………………………… 25

石丸

善康 ………………………………………………… 19

小野 明美 ………………………………………………… 37

井尻

成保 ………………………………………………… 17

小原 圭介 ………………………………………………… 11

伊関

峰生 ………………………………………………… 48

板津昌子 ………………………………………………… 39

市川壮彦 ………………………………………………… 53

市川

千秋 ……………………………………………… 57,58

か
陰山 卓哉 ………………………………………………… 11

市川真理子 ……………………………………………… 57,64

片岡ゆかり

市川

幸奈 ………………………………………………… 41

片山 知美 ………………………………………………… 29

市川洋子 ……………………………………………… 57,60

勝

市川

理恵 ………………………………………………… 11

勝木 元也 ……………………………………………… 1,35

伊藤

慎治 ………………………………………………… 48

桂 有加子 ………………………………………………… 19

伊藤

崇予 ……………………………………………… 57,63

加藤 恭 子……………………………………………… 55,57

義直 ………………………………………………… 45…………………………………………………… 9

賢 ………………………………………………… 29

加藤 泰彦 ………………………………………………… 45

今井亜紀子 ………………………………………………… 31

兼氏 君恵 ………………………………………………… 63

今泉妙依子 ………………………………………………… 45

金子 裕代 ………………………………………………… 17

今村拓也 ………………………………………………… 32

壁谷 幸子 ……………………………………………… 11,57

今村寿子 ………………………………………………… 50

鎌田 芳彰 ………………………………………………… 11

井原

岩田あゆみ

………………………………………………… 47

神垣あかね…………………………………………………… 9

上田

千弦 …………………………………………………… 9

神谷 朱美 ………………………………………………… 53

上野

直人 ……………………………………………… 21,54

神谷 清美 ………………………………………………… 63

鵜飼咲枝 ……………………………………………… 25,26

川俣 朋子 ………………………………………………… 11

宇佐美剛志 ………………………………………………… 17

川村 哲規 ………………………………………………… 25

宇佐見

河村 基史 ………………………………………………… 60

健 ………………………………………………… 46

内山郁夫 ……………………………………………… 51,59

北舘

内海

秀子 ……………………………………………… 25,57

木下 千恵 ………………………………………………… 49

宇野智子 ……………………………………………… 55,57

木下 典行 ………………………………………………… 21

祐………………………………………………… 23

基礎生物学研究所

要覧 200677

日下

雅友 ………………………………………………… 19

重信 秀治………………………………………………… 23

久保木悠子 …………………………………………………… 9

司馬 桂君………………………………………………… 17

倉田 ( 千野 ) 智子………………………………………… 25

柴田恵美子………………………………………………… 17

CHRISTELLER, John ………………………………………… 9

柴田千登世………………………………………………… 25

栗田加代子 ………………………………………………… 17

柴田 安司………………………………………………… 17

黒川 紘美 ………………………………………………… 26

嶋雄一………………………………………………… 19

黒柳明日香 ……………………………………………… 57,64

嶋田 ゆう………………………………………………… 17

小池ゆかり………………………………………………… 19

島谷 善平………………………………………………… 37

郷野 弘江 ………………………………………………… 19

島本 三樹………………………………………………… 37

香村 敏郎 ………………………………………………… 37

清水 秀忠………………………………………………… 29

越田 澄人 ………………………………………………… 25

清水 峰子………………………………………………… 47

小島 洋子 ……………………………………………… 41,46

姜

恭好………………………………………………… 37

小玉 明子 ………………………………………………… 29

定塚 勝樹………………………………………………… 39

児玉 顕一 ………………………………………………… 39

定塚 恵世………………………………………………… 37

児玉 隆 治……………………………………………… 43,54

新谷 隆史………………………………………………… 29

後藤 志野 …………………………………………………… 9
後藤

進藤 麻子

………………………………………………… 21

恵………………………………………………… 29

末次 憲之………………………………………………… 47

小林かおる………………………………………………… 45

杉浦 未央………………………………………………… 19

慶子 ………………………………………………… 60

鈴木 亜矢………………………………………………… 17

鈴木育…………………………………………………… 9

小林
小林

悟

………………………………………………… 23

小林

武彦 ………………………………………………… 39

鈴木 邦律………………………………………………… 11

小林

弘子 ……………………………………………… 53,57

鈴木 恵子……………………………………………… 57,59

小林

未佳 ………………………………………………… 45

鈴木登貴子………………………………………………… 42

小松 朋子 ………………………………………………… 19

鈴木 亮子………………………………………………… 29

小松 勇介 ………………………………………………… 31

住川 直美……………………………………………… 41,57

小峰由里子 ………………………………………………… 31

関藤 孝之………………………………………………… 11

孔

芹澤 尚美

………………………………………………… 39

周………………………………………………… 17

三根………………………………………………… 47

近藤 千香 ………………………………………………… 11

林燕

近藤 真紀 ……………………………………………… 9,57
近藤優季絵 ……………………………………………… 55,57
さ

田尾 嘉誉

………………………………………………… 21

高木 恭子………………………………………………… 37

泰林 ………………………………………………… 39

高木千賀子………………………………………………… 17

斉藤 大助 ………………………………………………… 26

高木 知世……………………………………………… 21,57

趙崔浩斌 ………………………………………………… 17

高木由香利……………………………………………… 57,60

酒井 章衣 ………………………………………………… 17

高司 雅史………………………………………………… 31

坂神 真理 ……………………………………………… 55,57

高代加代子………………………………………………… 25

酒巻 和弘 ………………………………………………… 12

高田 慎治……………………………………… 25,60,61,62

作田………………………………………………… 29

高田 律子………………………………………………… 25

笹岡 俊邦 ……………………………………………… 34,60

高橋 絵里………………………………………………… 45

佐々木

拓

高橋 一彦

………………………………………………… 42

佐々木哲也 ………………………………………………… 31

高橋潤………………………………………………… 25

剛………………………………………………… 42

佐々木美智子 ……………………………………………… 25

高橋 弘雄………………………………………………… 29

佐藤 香織 ………………………………………………… 23

高橋 弘樹………………………………………………… 21

佐藤 仁泰 ………………………………………………… 23

高畑亨………………………………………………… 31

佐藤 弘明 ………………………………………………… 32

高部恵理子………………………………………………… 46

佐藤 世理 …………………………………………………… 9

高松香……………………………………………… 21,47

澤田

高見 重美

……………………………………………… 57,64

竹内……………………………………………… 29,57

三城

78

た

薫

……………………………………………… 57,63

和子 ………………………………………………… 37

基礎生物学研究所 要覧 2006

靖

竹下美也子 ……………………………………………… 57,58

野田 昌晴 ……………………………………………… 29,63

田中

幸子 ……………………………………………… 37,57

野中 茂紀 ………………………………………………… 53

田中

実 ……………………………………………… 26,60

田中

愛 ………………………………………………… 54

棚橋

貴子 ………………………………………………… 41

谷山

和美 ………………………………………………… 21

CHAUBE, Radha………………………………………… 17

CHOW, Pak Hong Jeremy

は
朴

慶一

………………………………………………… 37

橋本薫………………………………………………… 41……………………………… 29

橋山 一哉 ………………………………………………… 23

張藍帆………………………………………………… 29

BASU, Shakuntala ………………………………………… 17

鄭恵英………………………………………………… 21

BASU, Dipanjan …………………………………………… 17

栂根

一夫 ………………………………………………… 37

長谷川訓子 ………………………………………………… 41

束村博子 ………………………………………………… 32

長谷部光泰 ………………………………………………… 41

塚谷

裕一 ………………………………………………… 46

服部柘植

豊子 ………………………………………………… 21

花田 孝雄 ………………………………………………… 11

附柴久美 ………………………………………………… 11

馬場土谷

直美 ………………………………………………… 23

馬場 美鈴 ………………………………………………… 11土屋

恵 ………………………………………………… 19

BHANDARI, Ramji Kumar ………………………………… 17

宣子 ………………………………………………… 29
崇………………………………………………… 19

都築志保子 ……………………………………………… 55,57

濱田 義雄 ……………………………………………… 14,58

坪井

秀憲 ………………………………………………… 47

早川 利枝 ………………………………………………… 17

寺坂

知恵 ………………………………………………… 21

林

晃司 ……………………………………………… 57,60

寺田

理枝 ………………………………………………… 37

林

誠 …………………………………………………… 9

戸板

成子 ………………………………………………… 31

林

誠 ………………………………………………… 23

冨川順子………………………………………………… 32

原郁代 ………………………………………………… 17

冨田

早苗 ………………………………………………… 19

原洋子 ………………………………………………… 11

原島 俊明 ………………………………………………… 11
東

な

正一

日名子

……………………………………………… 57,58

恵 ………………………………………………… 45

仲神友貴 ………………………………………………… 31

檜山 武史 ………………………………………………… 29

長倉

彩乃 ………………………………………………… 29

平川 恵里 ………………………………………………… 17

永瀬

茂 ………………………………………………… 62

廣川 純 也………………………………………………… 31

永田恵美子 ………………………………………………… 45

日渡

長田

FERJANI, Ali………………………………………………… 46

中戸川

重一 ………………………………………………… 12
仁 ………………………………………………… 11

祐二 ………………………………………………… 41

深澤美津江 …………………………………………………… 9

長濱嘉孝 ……………………………………………… 17,54

深田 斉秀 ………………………………………………… 29

中村佳世 ………………………………………………… 29

福井由宇子 ………………………………………………… 19

中村修平………………………………………………… 26

藤川 顕寛 ………………………………………………… 29

中村貴宣 ……………………………………………… 57,58

藤木 友紀 ………………………………………………… 11

中村隆弘 ………………………………………………… 29

藤倉中村

武志 ………………………………………………… 45

藤田 浩徳 ………………………………………………… 50

中村

徹 ………………………………………………… 31

古川 和彦 ………………………………………………… 57

中村

真 ………………………………………………… 21

PAUL, Bindhu ……………………………………………… 17

中森ちひろ
名倉

潮

………………………………………………… 46…………………………………………………… 9

星野敦………………………………………………… 37

真子 ………………………………………………… 46

堀内嵩………………………………………………… 39

難波千営子 ……………………………………………… 57,59

堀口 吾朗 ………………………………………………… 46

西出浩世 ……………………………………………… 57,59

本多 聡子 ………………………………………………… 23

仁科

桃子 …………………………………………………… 9

西村紀子 ………………………………………………… 57

西村

幹夫 …………………………………………… 9,54,58

野口

裕司 ………………………………………………… 60

前澤 孝信 ………………………………………………… 23

野田

千代 ……………………………………………… 23,57

前田 昌人 ………………………………………………… 21

ま

基礎生物学研究所

要覧 200679

牧野由美子 ……………………………………………… 57,64

山田 美鈴………………………………………………… 33

枡岡 朋子 ………………………………………………… 41

山本 隆正………………………………………………… 21

松田 知里 ………………………………………………… 37

山本 久美……………………………………………… 57,59

松田

山本

林

………………………………………………… 11

松田 淑美 ……………………………………………… 57,63

山本 泰憲………………………………………………… 29

松本美和子 ………………………………………………… 37

山森 哲雄………………………………………………… 31

真野 昌 二…………………………………………………… 9

横山智哉子………………………………………………… 19

三浦 純子

勝

………………………………………………… 17……………………………………………… 21,26

吉兼 奈美………………………………………………… 21

三上 浩司 ………………………………………………… 49

吉国 通庸………………………………………………… 17

三上由利子 ………………………………………………… 39

吉田 悦子………………………………………………… 60

水谷……………………………………………… 45,57

義則 有美…………………………………………………… 9

溝入 真治 ………………………………………………… 42

吉本 光希………………………………………………… 11

溝口 正枝 ………………………………………………… 29

米原 圭祐………………………………………………… 29

健宮川 敦士 ………………………………………………… 35
ら宮川 裕子 ………………………………………………… 35
三宅 智子 ………………………………………………… 21
宮崎さおり………………………………………………… 41

宮林香奈子 ………………………………………………… 19

LEE, Rebecca
劉…………………………………………… 21

恩良………………………………………………… 17

向田 恭世 ………………………………………………… 54

和田 正三……………………………………………… 47,54

村田

宮脇 敦史 ………………………………………………… 52
三輪 朋樹 ……………………………………………… 57,59
向

正則 ………………………………………………… 23………………………………………………… 41

渡我部昭哉………………………………………………… 31

望月 敦史 ……………………………………………… 50,61

渡辺 英治……………………………………………… 33,60

MOHAMAD, Zubair

隆

渡邊 孝明

………………………………………………… 39

森友子 ……………………………………………… 57,64

渡邉肇………………………………………………… 45

森裕司 ………………………………………………… 32

渡辺 正勝……………………………………………… 48,58

王………………………………………………… 17

森田 淳 子……………………………………… 19………………………………………………… 31

森田 裕将 ………………………………………………… 37
森藤暁………………………………………………… 37

森長 真一 ………………………………………………… 41
森部 初美 ……………………………………………… 57,64
諸岡 直樹 ……………………………………………… 39,57
諸橋憲一郎 ………………………………………………… 19
や
安田 聖愛 ………………………………………………… 60
谷津潤………………………………………………… 23

矢野 覚士 ………………………………………………… 46
山内 大輔 ………………………………………………… 47
山内 卓樹 ………………………………………………… 37
山口 勝司 ……………………………………………… 37,57
山口 貴大 ………………………………………………… 46
山口 千波 ………………………………………………… 46
山口 良文 ………………………………………………… 25
山里 明弘 ………………………………………………… 47
山田 健志 …………………………………………………… 9
山田 健二 ………………………………………………… 32
山田 成宏 ………………………………………………… 21

80

わ

基礎生物学研究所 要覧 2006

徳寿