基礎生物学研究所

大きな研究領域を設定し，それを実現するためのプロジェ

は，平 成 １ ６ 年 ４ 月

クト遂行組織を構築する予定です。そして，そこでは，基１ 日 から国 立 大 学 法

生研の部門の他に国内国外との共同研究を実行できるも人 法 による大 学 共 同のにしたいと考えています。

利用機関法人・自然

岡崎３機関の共通研究施設である統合バイオサイエン科 学 研 究 機 構 が設 置

スセンターのうち，基礎生物学研究所と密接な関連をもする大 学 共 同 利 用 機

つ３教授，１助教授部門については，基礎生物学研究所

関 として， 新 たに発の一部として一体的な運営に協力します。またアイソトー

足 しました。 自 然 科

プ実験センターは，これも引き続き基礎生物学研究所が学 研 究 機 構 は，省 令責任を持って運営に当たります。

に明 記 された５ つの当研究所の目的は，生物現象の営みの基礎となる諸現大学共同利用機関

象について，それらの物質的な基礎とその作用機構を追（国立天文台，核融合

求することにあります。しかし，一口に基礎的な生物現象

科学研究所，基礎生といっても細胞の増殖や分化，生物の形の成り立ち，環物学研究所，生理学研究所，分子科学研究所）によって境の変化や，外界の刺激に対する生物の反応など実に多構成されています。

様です。また，一つ一つの現象を追求するためには，それ四半世紀の歴史を持つ，岡崎国立共同研究機構は消滅

らにふさわしい実験システムや研究材料を選ばなければな

し，３研究所は自然科学研究機構が設置した大学共同利

りません。生物学に於いては，バイオリソースの選択と開用機関になりました。しかし，３研究所には切っても切れ

発，その国際的な自由な交換が重要である理由です。さない岡崎のキャンパスがあります。共通研究施設もありま

らに現代の科学に於いては，DNA ・タンパク質のデータ

すし，独立に運営をすべき事務と，共通に運営すること

ベースなどの大量情報の活用が必要になってきました。こによって効率が上がり節約になる事務内容があります。これらもバイオリソースとして国の施策に取り上げられてきれらは今から時間をかけて作っていくことになりました。

ましたので，生きたリソースを中心に，我々も充分な貢献

法人化後も，人件費をはじめ研究遂行に必要な資金は，をしたいと企画を練っています。

すべて国から支出されますが，法人になり，非公務員にな

また現在は，基礎生物学にとって，新しい分野を開拓ったことから，その使い方に自由度が増したとされていますべき時を迎えています。ゲノムやポストゲノムと言われす。他方，法人は，６年間の中期目標を文科大臣から定る要素還元型の方法論が次々と開発されていますが，生められ，その実現に向けての中期計画および年度計画の物現象の多くはこれらの要素の性質によって説明できるほ提出を義務づけられており，大学評価委員会による評価

ど単純ではないことも明らかです。ゲノムやポストゲノムに基づく資源配分が行われます。当然のことですが，このの発展をしっかりと理解し，見据えた上で，生物学の問

目標と計画に沿って制度改革を行わなければなりません。

題を発見し，それを課題に変えて研究を進めるのが私たち

自然科学研究機構の組織は，法人の長である自然科学の役割です。この問題発見こそ，学問の最も重要なこと

研究機構長が強い権限を持つと同時に，大きな責任を課ですが，それには，それぞれの分野で優れた人たちが，解せられた存在として，役員会（自然科学研究機構では，決しようとする問題を設定し，１か所に集まり，人間的機構会議が実質的な最高意志決定機関）を構成する理事な接触を通して徹底的に討論することが，良い方法です。

および副機構長とともに運営の責任を果たすことになりま

最近では，「複雑系」や「自己組織化」を課題に設定したした。機構長は，重要事項について，経営協議会（過半

サンタフェの会議が有名ですが，生物学にもそのようなと数の機構外部委員で構成）および教育研究評議会（機構

きが来たと考えられます。基礎生物学研究所では，これをに属する大学共同利用機関と同一の研究分野からの委員「 生 物 学 国 際 高 等 コンファレンス： Okazaki Biologyで構成）に諮り，意見を聞くことになっています。

Conferences」という仕組みを作って実践することにし基礎生物学研究所では，創設後の基礎生物学の大きなました。昨年度は第１回として「絶滅の生物学: Biology

進展に伴い，研究所発足当時から続いてきた３つの研究

of Extinction」を行い，今年度は２回を予定しています。

系と形質統御実験施設とを見直し，すべての教授研究室

制度がどの様に変わろうと，これからも生物学に新しいを独立の部門とすることにしました。また，施設・センタ

視点を加える発見や理解の方法の創造において，従来とーに所属する助教授，助手については，支援事業を主と変わるところのない学問に対する自由な姿勢を堅持しながするとともに，それに不可欠な基盤研究を行っていること

ら，新しい生物学の樹立に貢献するつもりです。

から，それぞれを研究室として分野を表示しました。さらに今後１年の検討期間を設け，今後１０年間を見通した

基礎生物学研究所長

勝 木 元 也

基礎生物学研究所 要覧 20041

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

組織

国立大学法人法（平成 15 年法律第 112 号）の制定

22 研究部門，11 研究室 2 研究施設及び 1 研究センにより，大学共同利用機関法人自然科学研究機構が創ターと技術課を置いている。全国の大学の教員その他の設された。

者で，研究所の目的たる研究と同一の研究に従事する者も利用に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

2

基礎生物学研究所における研究
基礎生物学研究所は設立以来 20 余年を経たが，その方，「研究室」は, 施設やセンターなどに所属する個々の間，平成 12 年度には岡崎国立共同研究機構全体の共通研究部門と研究室は研究単位であり，いわば研究の現場

研究施設として，統合バイオサイエンスセンターの設置であるが，それらの研究活動の実績と現状は「研究活動」が認められ，その中の時系列生命現象（発生・分化・再の項に述べてある。22 研究部門と 11 研究室とをさらに 6

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。

生）ならびに生命環境の研究領域には，基礎生物学研究

研究領域に分類したが, これらは中期計画のなかで, 今後所と密接な関連をもついくつかの分野がある。平成 16

さらに強化, 発展させる必要があると判断された基盤研究

年 4 月に大学共同利用機関が法人化されたのを機会に,領域と一致する。

基礎生物学研究所および統合バイオサイエンスセンター

上記の研究体制見直しによる基盤研究の充実と柔軟なの上記関連研究領域における研究体制の大幅な見直しを

研究協力体制の構築は, 研究所をあげての新たな研究プ行った。その骨子は, 基礎生物学研究所における基盤研

ロジェクト創設のための堅固な基盤となる。国際的に重要究を一層充実させることにあり, そのために研究部門をかつ緊急に進展させる必要のある基礎生物学のプロジェ再編成するとともに, 新たに研究室を設けることとした。

クトについて, 研究領域, 部門, 室の枠を越えた研究プロ

このうち「研究部門」については, 従来どおり教授のリジェクトを実施する。基礎生物学研究所における研究基

ーダーシップの下に基盤研究を推進する研究グループで盤が整い, 緊急に取り組む必要がある 2-3 件の重要課題あるが, その名称については現在の基礎生物学分野を考について, 所内のみならず国内外からの研究者の協力も仰慮しつつ, 実際の研究活動を反映したものに改めた。一

ぎつつ強力に推進する。

基礎生物学研究所 要覧 2004

共同利用

●研究会

全国の大学の教員その他の者で，研究所の目的たる研

基礎生物学及びその関連分野での緊急かつ重要なプロ

究と同一の研究に従事する者の利用に供するとともに共ジェクトについて現状分析を行うと共に，将来の具体的同研究を行う。

研究計画を討議し，研究推進のための国内及び国際的研究体制確立に寄与する。

●グループ共同研究・個別共同研究
研究所の教授又は助教授と共同して行う共同事業で，グループ間で行うグループ共同研究と各研究者個人間で行う個別共同研究がある。

●施設利用
研究所の施設は個別に利用できる。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。

●共同利用実験
研究所の大型スペクトログラフや形質統御実験施設を用いた特定実験計画に基づく実験・研究であり，大型ス
ペクトログラフは昭和 56 年度から開始し，形質統御実

以上の共同研究（グループ共同研究，個別共同研究）験施設は平成 2 年度から試行し，平成 7 年度から本格的及び研究会並びに，共同利用実験，施設利用は年 1 回，に実施している。

研究課題を公募している。

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

大学共同利用機関として，広く基礎生物学及びこれ携・協力の下に，国立遺伝学研究所及び生理学研究所に関連する分野における研究者の共同利用に供されるととともに生命科学研究科を組織し，分子生物機構論専

ともに，研究者の養成に関しては，国・公・私立大学

攻を担当し教育研究を行う。

の要請に応じて「特別研究学生」を受け入れ，大学院

同大学は，学部を持たない大学院だけの大学である。

における教育に協力を行ってきた。

大学院の課程は後期 3 年及び 5 年一貫制の博士課程で，近年における，研究所の研究活動への大学院学生の参

平成元年度から学生を受け入れており，また平成 3 年度

画の重要性に鑑み，平成 9 年度からは当該大学院学生から博士（理学）の学位取得者をだしている。

を「特別共同利用研究員」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うこととした。

国際交流の基礎生物学を先導する基礎生物学研究所では、生物

基礎生物学の分野の国際的な学術交流を活発化するた学コミュニティの大きな組織の一つである生物科学連合

め，研究者の交流や国際シンポジウム等を開催している。

に意見を聞きながら、生物学の新しく発展する分野の国
際的コミュニティ形成のため，現在のフェーズにあった国際研究集会を開催することを提唱してきた。

基礎生物学研究所コンファレンス
平成 9 年度まで特定研究経費により，国際研究集会

生物科学連合の推薦を受けて、基礎生物学研究所は,
平成 15 年度から国内外の第一線級の研究者の参加を得として「基礎生物学研究所コンファレンス」を毎年開催て生 物 学 国 際 高 等 コンファレンス（ OBC）

して 40 回に及んだ。しかし特定研究が平成 9 年度限り

（ http://obc.nibb.ac.jp/） を 主 催 している。 第 1 回

で打切られたため，平成 10 年度からは国際シンポジウ

OBC は, 平成 16 年 1 月に「絶滅の生物学（The Biol-ム（COE）及びリーダーシップ支援経費を活用して，年

ogy of Extinction）」と題して開催され, 国外からの招2 回の「基礎生物学研究所コンファレンス」を続けてい待者 40 数名を含め 70 数名の参加者のもとに活発な発くこととなった。すでにこの線に沿って 9 回のコンファレ

表, 討論が行われた。OBC に関しては、Nature 誌が本

ンスが国内外多数の研究者の参加を得て行われている。

コ ン フ ァ レ ン ス 直 後 に News Article "Extinction
meeting kicks off Japan's plans for networking

生物学国際高等コンファレンス(February 5, 2004)" として取り上げるなど, 国内外か

現代の生物学は、分子生物学的な還元的な方法論にらの期待はきわめて大きい。平成 16 年度には, 第 2 回

依拠しながら、大きな発展を遂げてきた。それは同時に、「 Terra Microbiology」 と 第 3 回 「 Reproductive

新しい生物学の問題発掘の重要性を示している。我が国

Strategy」 の OBC 開催を予定している。

基礎生物学研究所 要覧 20043

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

日本学術会議は，第 46 回総会において，昭和53 年 4 月

分子科学研究所の管理部が管理局となり，生物研究所（仮称）並びに生物科学研究

生物科学総合研究機構の事務を併せ処理

交流センター（仮称）の設立について内閣することとなった。3 研究部門設置。

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）

昭和48 年10 月

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

昭和54 年 4 月に報告した。

3 研究部門及び 1 研究施設設置。
細胞生物学研究系（細胞内エネルギー変換機構研究部門）

昭和50 年 4 月

昭 和 50 年 度 予 算 に岡 崎 基 礎 総 合 研 究 所

制御機構研究系（仮称）調査費が計上された。

（計時機構研究部門，行動制御研究部門）
アイソトープ実験施設

昭和50 年 5 月

昭和50 年12 月

事務次官裁定により，岡崎基礎総合研究所（仮称）調査会議設置。

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。

岡崎基礎総合研究所（仮称）調査会議か

昭和56 年 4 月

岡崎国立共同研究機構創設。
国 立 学 校 設 置 法 の一 部 を改 正 する法 律ら文部大臣に報告が行われた。

（昭和 56 年法律第 23 号）の施行により，昭和51 年 5 月

昭 和 51 年 度 予 算 に分 子 科 学 研 究 所 調 査

分子科学研究所及び生物科学総合研究機

室経費が計上され，5 月 10 日，文部大臣

構（基礎生物学研究所，生理学研究所）

裁定により分子科学研究所に調査室（定は，昭和 56 年 4 月 14 日をもって総合化

員 5 人）及び岡崎総合研究機構調査会議

され，3 研究所は岡崎国立共同研究機構設置。

として一体的に運営。
細胞生物学研究系に細胞増殖研究部門設置。

昭和51 年 6 月

岡 崎 総 合 研 究 機 構 調 査 会 議 においては，
昭 和 50 年 度 の岡 崎 基 礎 総 合 研 究 所 （仮昭和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

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

門設置。

討した。
昭和52 年 5 月

生物科学総合研究機構（基礎生物学研究

昭和63 年10 月

総合研究大学院大学が創設。

所，生理学研究所）創設。

基礎生物学研究所に同大学生命科学研究

国 立 学 校 設 置 法 の一 部 を改 正 する法 律

科分子生物機構論専攻が置かれる。

（昭和 52 年法律第 29 号）の施行により生
物科学総合研究機構創設。

平成 元 年 5 月 遺伝子発現統御研究部門が廃止され，形機構に基礎生物学研究所及び生理学研究

質統御実験施設（遺伝子発現統御第一研所設置。基礎生物学研究所創設と同時に究部門，遺伝子発現統御第二研究部門）

3 研究系，3 研究部門，1 研究施設及び技

設置。

術課設置。
細胞生物学研究系（細胞機構研究部門）

平成 4 年 4 月

形質統御実験施設に種分化機構第一研究部門設置。

発生生物学研究系（生殖研究部門）
制御機構研究系（情報制御研究部門）
培養育成研究施設
技術課

4

基礎生物学研究所 要覧 2004

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11 年 4 月

生命環境科学研究センター設置。

核融合科学研究所，基礎生物学研究所，

アイソトープ実験施設，生命環境科学研究再編され，大学共同利用機関法人自然科学センター廃止。

研究機構となった。岡崎国立共同研究機構

共通研究施設として，統合バイオサイエンス

管理局が大学共同利用機関法人自然科学センター，計算科学研究センター，動物実験研究機構岡崎統合事務センターとなった。

センター，アイソトープ実験センター設置。

3 研究系の廃止とともに研究部門名を変更

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。
国立大学法人法の施行により，国立天文台，
生理学研究所及び分子科学研究所が統合

平成12 年 4 月

し，新たに研究室を設けた。
平成13 年 4 月

情報生物学研究センター設置。

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

理化学研究所岡田清孝

京都大学大学院理学研究科

発生･再生科学総合研究センター グループディレクター

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教授

相 賀 裕 美 子

情報・システム研究機構

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
教授

国立遺伝学研究所系統生物研究センター 教授
教授
教授

村 上 富 士 夫

大阪大学大学院生命機能研究科

教授

和

田

三

東京都立大学大学院理学研究科

教授

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） 教授

◎ 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

正

教授
教授
教授

教授
教授

長 谷 部 光 泰

生物進化研究部門

堀嵩

ゲノム動態研究部門

教授

諸 橋 憲 一 郎

性差生物学研究部門

教授

山

脳生物学研究部門

内

森

哲

雄

教授

教授

教授

基礎生物学研究所 要覧 20045

6

基礎生物学研究所 要覧 2004

基礎生物学研究所 要覧 2004

7

研究活動

細胞生物学領域

www.nibb.ac.jp/celmech/jp/

高次細胞機構研究部門

子を同定するとともに，この機能変アセンブリー及びオルガネラ分化にお換がペルオキシソーム酵素の遺伝子

けるこれらの分子シャペロンの役割

発現，mRNA のスプライシング，細を解析している。その中で葉緑体に胞内輸送，ペルオキシソーム内でのは 2 種のシャペロニン型分子シャペ

発

芽子葉は陽にあたると緑化し，まタンパク質分解という各段階で調節ロンが存在し，機能分担しているこ

た木の葉は秋になると紅葉する。

されていることを示してきた。また，とを明らかにしている（文献 3）。

こうした植物の営みには，細胞内オルガ

シロイヌナズナのペルオキシソーム機

ネラの機能および形態の変動が伴ってい能欠損変異株（文献 2）やペルオキる。緑化にはエチオプラストからクロロ

シソーム形態不全変異株（図 1）を

高等植物の液胞は形態的にも機能

プラストへの，また紅葉にはクロロプラ

用いたペルオキシソーム機能分化の的にも大きく変動する能力を備えてストからクロモプラストへの転換が生解析や，ペルオキシソーム形成の鍵いる（文献 1）。これらの液胞の機能

じ，葉の色が変わっていく。このようなとなるペルオキシンタンパク質群の機変換機構の解明について研究を進めオルガネラの変 換 は， 植 物 細 胞 の成能解析に加え，高純度に精製したシている。登熟期の種子には，2S アル

長・分化に伴って頻繁に観察される現

ロイヌナズナのペルオキシソームを用

ブミンなどの貯蔵タンパク質を蓄積象であり，オルガネラ分化の可塑性としいたプロテオーム解析によりペルオキ

するタンパク質蓄積型液胞が存在して捉えられる。このオルガネラ分化の可シソームの構成成分を網羅的同定し，ている。このタンパク質蓄積型液胞

塑性こそが植物細胞分化の特徴である

ペルオキシソーム局在タンパク質の組への貯蔵タンパク質の輸送に特殊な柔軟性を支える基本的性質とみなすこ

織別発現マップを作成している。さ小 胞 が関 与 していることを見 出 し，とができる。本研究部門では，分子かららにゲノム配 列 から植物個体まで巾広いレベルから高等植

推 測 されるペルオキ

物におけるオルガネラ分化の可塑性を理

シソーム局 在 タンパ

解することを目指している。

ク質 遺 伝 子 のマイク

液胞の機能変換

ロアレイを独 自 に作
製 し， それを用 いて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

8

各 組 織 における遺 伝
子 発 現 プロファイル

により緑化し，光合成によって成長を明 らかにしているに必要なエネルギーを得ることにな（ 文 献 4）。 これらポる。この緑化過程には，クロロプラ

ストゲノム解析から，ストの発達のみならず，他の構成オ

ペルオキシソーム機

ルガネラの機 能 も大 きく変 動 する。

能 分 化 に関 わるタン

一重膜に囲まれたオルガネラである

パク質 リン酸 化 酵 素

ペルオキシソームでは，糖新生に関や新規代謝系の存在与するグリオキシソームが光合成にが明 らかにされつつ関与する緑葉ペルオキシソームへとある。

変換する。一方，セネッセンス（老また， 植 物 細 胞 構化）時には，緑葉ペルオキシソーム

築の仕組みを解明すからグリオキシソームへの全く逆の機るために， プラスチ

能転換が起こることを見いだし，こド， ペルオキシソーのペルオキシソームの機能変換が可ム等 のオルガネラに逆的であることを明らかにしている。

局 在 する分 子 シャペ

これまで，このペルオキシソーム機能

ロンに着 目 し， タン

変換の可逆性を支える新規の機能分

パク質の細胞内輸送，

基礎生物学研究所 要覧 2004

図 1 ダイナミンタンパク質 D R P 3 A はペルオキシソームとミトコンドリアの両オルガネラの分裂に関与する(A, C) コントロールの親株、(B, D) apm1/drp3a 突然変異体。
GFP でペルオキシソームを可視化すると通常は粒状に観察される (A) 。apm1/drp3a 変異体では、ペルオキソームの分裂が抑制され長いペルオキシソームが観察される (B) 。この変異体では、同時にミトコンドリアの分裂も抑制されており、親株 (C)に比べ巨大なミトコンドリアが観察される (D) 。DRP3A タン
パク質と GFP との融合遺伝子を発現させると (E, F における緑のシグナル) 、ペルオキシソーム (E, 赤) とミトコンドリア (F,赤) に共局在する ( 矢頭) 。バーは、(A) 、(B) が 50 μ m 、(C) 、(D) が 1 μ m 。(E) 、(F) が 10 μ m 。Mt; ミトコンドリア、Ch;
葉緑体。

PAC（ precursor-ac cumulating ）る。シロイヌナズナより３つの VPE

参考文献

小胞と命名した。PAC 小胞には種子ホモログ(αVPE，βVPE，γVPE)を

貯蔵タンパク質を液胞へ輸送するた

同定し，それぞれの VPE の欠損株をめの液胞輸送レセプターと推測され単離した。 β vpe 変異体では少量の

1. Nishimura, M. and Beevers H.
(1989) Hydrolysis of protein in
vacuoles isolated from higher
plant tissue. Nature 277, 412-413.

る膜タンパク質（Vacuolar sorting

種子貯蔵タンパク質が前駆体として

receptor）が存在する。シロイヌナ

蓄 積 していた。 一 方 ， α vpe/ β vpe

ズナには７つのホモログが存在する/ γ vpe 三重変異体では，ほとんどのが，そのうち AtVSR1 遺伝子が欠損

種子貯蔵タンパク質が前駆体としてした atvsr1 変 異 体 では， 種 子 貯 蔵

蓄積していた。このことから，３つタンパク質が前駆体として細胞外にの VPE が協調して種子貯蔵タンパク

分泌，蓄積しており，AtVSR1 が種質のプロセシングを行っていることが子貯蔵タンパク質を液胞へ輸送する

明らかとなった。また，VPE がウィための液胞輸送レセプターとして機ルス感染で誘導される植物の過敏感能することが初めて示された（図 2）。

細 胞 死 に関 与 することが判 明 した

また，小胞体残留シグナルを付加（ 文 献 5 ）。 さ ら に ， 動 物 に お け る

した緑色蛍光タンパク質をシロイヌ

VPE の機 能 を明 らかにするため，ナズナに発現させることにより，小VPE 欠 損 マウスを作 製 した。 VPE

胞体由来の新規オルガネラ，ER ボ

欠損マウスでは，カテプシン B，H，ディを同定した。ER ボディはシロイ

L 等リソソームの分解酵素のプロセシ

ヌナズナを含むアブラナ科に特異的ングが阻害され，分解されなかったに観察される長さ 5 μ m，幅 0.5 μ物質の蓄積によりリソソームが巨大

m の巨大な葉巻型の構造をしており，化していた。このことから，VPE は食害防御等に関与している。ER ボ

リソソームにおける分解機能に重要

ディが形成されない nai1 変異体の解な役割を果たしていることが明らか

析から，小胞体残留シグナルをもつとなった。

β-グルコシダーゼが ER

2. Hayashi, M., Nito, K., ToriyamaKato, K., Kondo, M., Yamaya, T.
and Nishimura, M. (2000) AtPex14
maintains peroxisomal functions
by determining protein targeting tothree kinds of plant peroxisomes.
EMBO J. 19, 5701-5710.
3. Koumoto, Y., Shimada, T., Kondo,
M.,Hara-Nishimura,I.
andNishimura, M. (2001) Chloroplasts
have a novel Cpn10 in addition to
Cpn20 as co-chaperonins in Arabidopsis thaliana. J. Biol. Chem.
276, 29688-29694.
4. Kamada, T., Nito, K., Hayashi, H.,
Mano, S., Hayashi, M. andNishimura, M. (2003) Functional
differentiationofperoxisomes
revealed by expression profiles ofperoxisomal genes in Arabidopsis
thaliana. Plant Cell Physiol. 44,
1275-1289.
5. Hatsugai, N., Kuroyanagi, M.,
Yamada, K., Meshi, T., Tsuda, S.,
Kondo, M., Nishimura, M., andHara-Nishimura, I. (2004) A plantvacuolar protease, VPE, mediates
virus-induced hypersensitive cell
death. Science 305, 855-858.

ボディに大量に蓄積していることが明らかとなっ
図 2 a t v s r 1 変 異 株 では種 子 貯 蔵
タンパク質が細胞外に放出される
野生株 (A, C) と比較して atvsr1 変異株(B, D) では細胞間隙（矢頭）が広くなり、種子貯蔵タンパク質と思われる電子密度の高い物質で満たされている。免疫電子
顕微鏡観察（C, D ）から、12S グロブ
リンが野生株では液胞に蓄積するのに対し、 atvsr1 変異株では細胞間隙に放出されていることがわかる。バーは、(A) 、(B) が 5 μ m 、(C) 、(D) が 1 μ m 。PSV
はタンパク質蓄積型液胞、CW は細胞壁を示す。

た。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)はアスパラギン残基 の C 末 端 側 を特 異 的に切断するプロセシング
酵素で，液胞タンパク質の成 熟 化 に関 与 してい

STAFF

技術課技術職員

特別共同利用研究員

近藤

小笠原 希 実

真紀

技術支援員
博士研究員

二藤
新井
黒柳
西村

幹夫

教 授

林

誠
助教授

真野

昌二

助 手

山田

健志

助 手

鎌田

知江

研究員

陸田

径典

研究員

和昌
祐子
美和

中 森 ちひろ
義則
有美
鈴木
育
八木
美奈

総合研究大学院大学院生

事務支援員

初谷

上田

紀幸

千弦

基礎生物学研究所 要覧 2004

9

研究活動

細胞生物学領域

www.nibb.ac.jp/enehen/index-j.html

分子細胞生物学研究部門とは明らかに異なっており，細胞内きた。我々はオートファジーの分子に新たなコンパートメント，オートフ機構を解明するため，酵母オートファゴソームを形成する過程が誘導さ

ァジー不能変異株（apg 変異株）をれる。細胞質の一部を取り囲む二重分離し，それをもとに，オートファジ

自然界において，生命体は常に栄養膜のオートファゴソーム膜が何に由ーに関わる 15 個の APG 遺伝子を同の枯渇の危険性に晒されており，

来 し， どのように形 成 されるのか，定した。現在これらオートファジー

飢餓環境下にいかに生き延びるかは，極オートファゴソームがいかにして液関 連 遺 伝 子 を ATG と呼 ぶことが国めて重要な問題である。オートファジー

胞／リソソームと特異的に融合する

際的に合意されている。これらの遺（自食作用，Autophagy）はそのよのか，オートリソソーム内でなぜオー

伝子産物（Atg タンパク質）の解析

うな栄養飢餓に対する適応機構の１つ

トファジックボディ膜が容易に分解を進めた結果，Atg タンパク質が４であり，広く真核生物に保存されている。

されるのか，オートファジーの進行がつの機能群を形成していることが明

生物は外界の栄養源の飢餓を関知する

どのように制御されているのかなど，

らかとなった。これらはユビキチン様と，自己細胞の細胞質の構成成分やオ興味深い課題が山積しており，我々のタンパク質修飾システム（後述），

ルガネラをリソソーム/液胞内で分解し，の研究は常に挑戦を求められている。

タンパクキナーゼ複合体，ホスファ

その分解産物をリサイクルして飢餓耐性

液胞内の分解機構はさらに多様であ

チジルイノシトール３リン酸キナーゼのための細胞の再構築に用いる。オートり，本来非選択的と考えられるオー複合体などからなり，全ての反応系

ファジーの生理的な役割は未知の領域

トファジーが，選択的な分解やオルが正常に動作することがオートファ

であり，現在様々な系で解析が進めら

ガネラ分解に係わる可能性について

ジーの進 行 に必 須 である。しかし，れている。例えば我々の肝細胞では，空も解析が進められている。

それぞれの反応系がどのように相互作用して最終的にオートファゴソー

腹時に活発なオー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
細胞では，窒素源の枯渇を引き金とし

オートファジーに関与する
APG 遺伝子群

ム形成に働いているのかは未だほとんど分かっていない。我々は Atg タて胞子形成が誘導されるが，このように酵母は遺伝学的な手法に優れ，細ンパク質の空間的局在を調べ，多く細胞内の構造を大きくつくりかえるため胞内の複雑な現象を分子レベルで理には既存のタンパク質の大規模な分解が解する上で先導的な役割を果たしての Atg タ ン パ ク 質 が Preautophagosomal structure (PAS)

不可欠であり，オートファジーは，このと呼ばれる液胞近傍の領域

ようなタンパク質分解を担っている。

に集 積 していることを示 し我々の研究室はオートファジーの分子機た。現在，Atg タンパク質間構解明を目指して様々な視点から研究の機能ネットワークを明らかを進めている。

にすべく，オートファジーに関わる因子間の遺伝的・物
理的相互作用の解析を進めモデル細胞、
酵母のオートファジーている。またこれらタンパク質の構造機能相関にも集点

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る（図 1）。酵
母のオートファジーは窒素（アミノ

図 1 飢 餓 条 件 下 の液 胞 蛋 白 分 解 酵 素 欠 損 株 のフリーズレプリカ像酸），炭素，イオウ，リンなど様々な（上）液胞内に細胞質の一部を囲んだ球形の膜構造、
オートファジックボディが多数蓄積する。

飢餓によって誘導される。
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が進んできた小胞輸送系

10を当てた研究を進めている。

基礎生物学研究所 要覧 2004（右）細胞質に形成された二重膜構造、オートファゴ
ソームはその外膜で液胞膜と融合し液胞内にオートファジックボディを放出する。オートファゴソームの膜は、内膜にほとんど膜内粒子が認められない特異な構造をしていることが判る。
（下）Atg5 の免疫電顕による動物細胞のオートファ
ゴソーム形成過程

オートファジーに必須なユビキチン様タンパク質
我 々 は４ つの Atg タンパ
ク質が新しいタンパク質の結合反応に関与していることを見 出 した。Atg12 タンパ
ク質 (Atg12p)は C 末 端 のGly 残基を介して Atg5p の中央にあいだした。さらに Atg5-GFP の実時

参考文献

る Lys 残基の側鎖とイソペプチド結間観察により，生きた細胞の中で球合を形成する。この結合体の生成は状のオートファゴソームが形成されてオートファジーの進行に必須である。

いく様子を捉えることにも成功した。

1. Takeshige, K., Baba, M., Tsuboi,
S., Noda, T., and Ohsumi, Y.,
Autophagy in yeast demonstrated
with proteinase-deficient mutants
and its conditions for induction. J.
Cell Biol. 119, 301-311. (1992)

Atg12p はユビキチンと相同性はない

高等動物におけるオートファジー

が，その反応はユビキチン経路と類の意義は未だ不明な点が多い。我々

似 の反 応 からなっており， Atg7p，はほぼ全身のオートファゴソームが蛍Atg10p はその Atg12p の活 性 化

光標識されるトランスジェニックマウ（ E1 酵 素 ） と結 合 反 応 （ E2 酵 素 ）スを作製し，飢餓応答，発生過程なに関与している（図 2）。第２のユビ

どにおけるオートファジーの状況を網キチン様タンパク質 Atg8p は，プロ羅的に観察している。また ATG 遺伝

テアーゼ Atg4p によって C 末端 Arg

子破壊マウスの解析も平行して行っが切断された後 Atg7p によって活性ている。

化を受け，特異的 E2 酵素 Atg3p に一方，植物の生活環において，液結合した後，最終的にリン脂質ホス胞での分解は重要な役割を果たして

ファチジルエタノールアミンに結合すいることが予想され，実際 ATG 遺伝る（図 2）。これら２つの新しいユビ子を欠損したシロイヌナズナは，飢

キチン様反応系は真核生物に広く保餓応答に異常をきたし，枯死の進行存されている。現在この結合体の形が促進される。さらに，植物におい成が自食作用のどの過程で機能してても GFP-Atg8p によりオートファ

いるかに注目して解析を進めている。

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

酵母から高等動植物へ的意義が解明されつつある。

2. Mizushima, N., Noda, T., Yoshimori, T., Tanaka, T., Ishii, T.,
Gerge, M. D. Klionsky, D. J.,
Ohsumi, M., and Ohsumi, Y. A
novel protein conjugation systemessential for autophagy. Nature,395, 395-398. (1998)
3. Ichimura, Y., Kirisako, T., Takao,T., Satomi, Y., Shimonishi, Y.,
Ishihara, N., Mizushima, N., Tanida, I., Kiminami, E., Noda, T., andOhsumi, Y. Ubiquitination-like system mediates novel protein lipidation, Nature, 408, 488-492. (2000)
4. Mizushima, N., Yamamoto, A.,
Hatano,M.,
Kobayashi,
Y.,
Kabeya, Y., Suzuki, K., Tokuhisa,T., Ohsumi, Y., and Yoshimori, T.
Dissection of autophagosome formation
using
Apg5-deficientmouse embryonic stem cells. J.
Cell Biol, 152, 657-668. (2001)
5. Hanaoka, H., Noda, T., Shirano, Y.,
Kato, T., Hayashi, H., Shibata, D.,
Tabata, S., Ohsumi, Y. Leaf
senescenceandstarvationinduced chlorosis are accelerated
by the disruption of an Arabidopsis
autophagy gene. Plant Physiol.
129, 1181-93. (2002)

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，哺乳動物・種子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

図 2 A t g タンパク質の機能て多くの解析に用いられている。ま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。

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

STAFF

技術課技術職員

総合研究大学院大学院生

壁谷

陰山
松井

幸子

博士研究員

大隅

良典

教 授

鎌田

芳彰

助 手

野田

健司

助 手

鈴木

邦律

助 手

藤木

友紀

研究員

関藤
孝之
花田
孝雄
中戸川
仁
一村
義信
吉本
光希
馬場
美鈴
大根田
守
小原
圭介
尾板
英子
小野寺
純

卓哉
誠

特別共同利用研究員

川俣

朋子

技術支援員

三輪
今村
竹内

雅美
優子
有香

事務支援員

附柴
原

久美
洋子

基礎生物学研究所 要覧 2004

11

研究活動

細胞生物学領域（客員研究部門）

細胞増殖研究部門

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生命機能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，死の分子機構，その生理作用などを中心に研究を通じ，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が含まれる。最近の，細胞死の分子機構に関する研究は，生化学に対する「死化学」の構築というべきもので，分子生物学に新たな一面を加える大業績である。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，将来計画等に対し御助言
を頂く。
（文責

勝木元也）

STAFF

長田

重一

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 2004

細胞生物学領域

研究活動

http://ri.nibb.ac.jp/

細 胞 構 造 研 究 室

細胞内には細胞骨格と呼ばれる繊万に及ぶ巨大で複雑なタンパク質で屈曲波形成と伝搬の仕組みを分子レ

維状構造物がはりめぐらされていある。分子量 50 万の 2 つの重鎖，8ベルで明らかにしようとしている。

る。アクチン繊維や微小管といったもの

万から 12 万の 3 つの中間鎖，3 万以がそうだ。このうち微小管は中心体から下の 6 つの軽鎖よりできている。

細胞周辺に伸びている。小胞前駆体は

重鎖は酵素活性があり，ATP のエ

この微小管にそって細胞中心あるいは細ネルギーを力に変える分子モーター

胞周辺に運ばれる。細胞骨格は幹線鉄だ。クローニングの結果, ATP を結道, 幹線道路としての役割も果たして合すると予測される配列が分子中央いる。日本を一つの細胞と考え, 中心に 4 つあった。その後イーストの全ゲ

体を東京駅とすると幹線鉄道には下り

ノム配 列 が決 定 されたことにより列車と上り列車がある。ダイニンは上り

AAA-ファミリーに属することがわか列車だ。下り列車に相当するのがキネシ

り, 分 子 の C 端 に更 に 2 つの AAA-ンであるが, キネシンの中には上り列車

モジュールが同定され, 結局重鎖は 6になるものがある。

つの AAA-モジュールが分子内でヘキ

図 2 S m o a c 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。

サマーを作 っていると推 測 された繊毛や鞭毛の横断面の電子顕微鏡（図 1）。このヘキサマーこそ運動モー

参考文献

写真では中心に 1 本の微小管と周辺ター部分であり, 1973 年に発表したにある９本のダブレット微小管と中フラグメント A に他ならない。

1. Ogawa, K. (1991) Four ATP-binding sites in the midregion of the βheavy chain of dynein. Nature 352,
643-645

心にある一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

2. Ogawa, K., Kamiya. R., Wilkerson,
C.B. and Witman, G.B. (1995)
Interspecies conservation of outerarm dynein intermidiate chain
sequences defines two intermidiate chain subclasses. Mol. Biol.
Cell 6, 685-696

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

図1

フラグメント A の構造

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）からなる
ダイニンのモーター領域（フラグメントA）

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中間鎖にはチオレドキシン活性が積荷を運ぶ。同じように精子では頭あり，重鎖の活性を制御していると部より鞭毛がのびている。軸糸ダイ考えられている。WD 配列をもった

ニンは積荷（この場合自分が結合し中間鎖は細胞質ダイニンにも存在すている周辺微小管）を隣の周辺微小る。また軽鎖（Tctex2 ホモログ）は管をレールにして頭部へと運ぶ。たリン酸化されることでダイニンの活性だ軸糸ダイニンの場合この動きは無化に関与していると考えている。図 2

制限でなく構造的な制約を受けていは Tctex1 と Tctex2 から形成されるる。この時に屈曲が形成されると考Smoac（ 精 子 運 動 活 性 化 コンプレ

えられている。

ックス）のモデルを示している。こうウニ精子ダイニンは分子量が 150した研究を通して鞭毛運動における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. Biol. Cell 7, 18951907
4. Ogawa, K. and Inaba. K. (2003)
Sperm motility-activating complex
formed by t-complex distorters.
Biochem. Biophys. Res. Commun.
310 1155-1159

STAFF

小川

和男

助教授

基礎生物学研究所 要覧 2004

13

研究活動

細胞生物学領域

細胞社会学研究室

参考文献

動腎臓の形態形成裂, 増殖をしながらいろいろな種

中腎は哺乳類では泌尿器系統の発類の細胞に別れていく過程である。その生においてのみ見られ, 腎としての過程の中では均一な細胞集団の中から機能はその後発生する後腎が担当す

異なる性質を持つ細胞へ別れて行く。

ることになる。中腎は雌では退化し,この過程, もしくはその結果を細胞分化

雄では精巣上体として残る。

物の発生とは一つの受精卵から分と呼ぶが, この分岐に関与する遺伝子

中腎は中胚葉性の細胞のみから作の中に細胞運命決定遺伝子と呼ばれてられる。その中の管構造は線維芽細いるものがある。

胞 が上 皮 細 胞 に変 換 して出 来 上 が動物の器官は決まった種類の複数のる。線維芽細胞から上皮細胞への変細胞から出来上がっている。その上, そ換は血管内皮細胞の形成等にもみられぞれの細胞種の比率は恒に一定に保れる現象である。細胞運命決定遺伝

たれている。これはその器官を構成する子の変異体ではこの変換が全く行わ細胞間に相互に監視する機構が存在すれないことが判明しているので（図ると考えられる。我々は器官形成におけ２）, この変異体マウスを使ってそる細胞の種類, 及びその数の決定に細の変換のメカニズムを主として細胞

胞運命決定遺伝子（Ｎｏｔｃｈ）が関レベルで解明したい。

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(A)ようとしている。

胎盤の形態形成1. Hamada, Y., Kadokawa, Y., Okabe,M., Ikawa, M., Coleman, J.R., andTsujimoto, Y. (1999). Mutation inankyrin repeats of the mouse
Notch2 gene induces early embryonic lethality. Development 126,3415-3424.
2. T. Saito, S. Chiba, M. Ichikawa,
A.Kunisato, T. Asai, K. Shimizu, T.
Yamaguchi, G. Yamamoto, S. Seo,
K. Kumano, E. Nakagami-Yamaguchi, Y. Hamada, S. Aizawa,and H. Hirai (2003). Notch2 Is
Preferentially Expressed in Mature
B Cells and Indispensable for Marginal Zone B Lineage Development. Immunity 18, 675-685.
3. K. Kumano, S. Chiba, A. Kunisato,
M. Sata, T. Saito, E. NakagamiYamaguchi, T. Yamaguchi, S.
Masuda, K. Shimizu, T. Takahashi,
S. Ogawa, Y. Hamada, and H.
Hirai (2003). Notch1 but Not
Notch2 Is Essential for Generating
Hematopoietic Stem Cells from
Endothelial Cells. Immunity 18,699-711.

(B)

哺乳類の胎児の成長には胎盤は不図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 )可欠な組織である。胎児は胎盤を通して母親から栄養物, 酸素等を受け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。

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図２り巡らされている。細胞運命決定遺

この変異体では中腎細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如していると考えられる。

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

N o t c h 2 の変異体の中腎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STAFF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。

14

基礎生物学研究所 要覧 2004

濱田

義雄

助 手

研究活動

基礎生物学研究所 要覧 2004

15

研究活動

発生生物学領域

www.nibb.ac.jp/repbio/

生 殖 生 物 学 研 究 部 門性分化
脊椎動物において性決定遺伝子の働

ックメ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）。

きのもとに起こる生殖腺の性分化機構

昨年からメダカを用いて脳によるはいまだにほとんど不明である。可塑生殖の制御機構に関する研究を開始

殖研究部門では, 魚類を主な材料

生的な性を示す魚類は，性決定/分化にした。トランスジェニック技術を駆として, 性決定/分化, および配関する格好な研究モデルとなる。我々使して GTH 放出ホルモン（GnRH）

偶子形成を制御する分子種の同定及びは, メダカ, ティラピア, 性転換魚（ハ産生ニューロンを可視化し（図２），

それら因子の生成と作用の分子機構のワイ産ベラ, オキナワベニハゼ）などをその分化，発生過程を解析している。

解明に重点を置き研究を進めている。

実験材料に用いて生殖腺の性分化, 性

これまでの研究から, メダカの性決定遺転換に関わる遺伝子の同定と機能解析

伝子，精子の形成と成熟, 卵の形成とを進めている。ティラピアの遺伝的雌成熟を制御するステロイド性因子が同定（XX）の生殖腺では, 卵巣分化に先行された。現在, これらの因子の作用機構

してエストロゲン生成酵素群の発現がを中心に研究を進めている。

認められる。さらに, 孵化直後から内因性エストロゲンの生成（ファドロゾール処理）やエストロゲン受容体の働

メダカの性決定遺伝子き（タモキシフェン処理）を抑制する

図 2 トランスジェニックによって
G n R H 産 生 ニューロン（ 矢 印 ） を可視化したメダカ胚。

哺 乳 類 の性 決 定 遺 伝 子 SRY/Sryと, 遺伝的雌は機能的雄に不可逆的にが同定されたのは 1990 年のことであ性転換する。従って魚類では, エスト

るが，哺乳類以外の脊椎動物の性決

ロゲンが卵巣の分化に中心的な役割を定遺伝子については不明のまま残さ果たす。一方, 遺伝的雄（XY）の性分れていた。我々は最近, 哺乳類と同化期前の生殖腺では，ステロイド代謝

じ XX/XY システムで性決定がなされ酵素の発現は明確ではなく, かわって,ホルモン（エストラジオール-17β）とるメダカから脊椎動物で二番目とな

DMRT1 が雄特異的な発現を示すこと

卵成熟誘起ホルモン（17α，20β-ジヒ

る性 決 定 遺 伝 子 DMY を発 見 した。

から, 魚類の精巣分化にはDMRT1 がドロキシ-4-プレグネン-3-オン, 17α，

この遺伝子は，SRY とはまったく構

重要な役割を果たすと考えられる。今

20β-DP）が同定された（図３）。サケ造が異なり, ショウジョウバエと線虫

後, 全雌，全雄ティラピアを用いて，科魚類では, これらの性ホルモンは, 生卵の形成と成熟
我々の研究から，魚類の卵形成誘起の性発達に関わる DM ドメインを持

形態的性分化期に先だち起こるステロ

殖腺刺激ホルモン（GTH）の作用で,つことから DMY（ DM-related

イド代謝酵素とDMRT1 の雌雄差発現

時期特異的に, 濾胞組織を構成する莢

gene on the Y chromosome）との機構を詳しく解析することで, 魚類

膜細胞と顆粒膜細胞の協同作用（２細命名された（文献５）。DMY 遺伝子

生殖腺の性分化機構が明らかになるも胞型モデル）により生成される。卵成は性分化期の XY 個体の生殖腺体細のと期待される。また我々は, 生殖細熟直前の濾胞細胞で起こるエストラジ

胞に強く発現する。メダカ野生集団胞の起源や分化の問題についても研究

オール-17β から17α，20β-DP へのスをスクリーニングすることにより,を進めており, Vasa 遺伝子を利用してテロイド合成系の転換には, 顆粒膜細DMY を持つにもかかわらず表現型が光る生殖細胞 をもつトランスジェニ

胞におけるステロイド代謝酵素遺伝子

雌 である突 然 変 異 体 を見 つけたが,これらの DMY 遺伝子には変異がみられた。また最近，遺伝的雌に DMYを導入したトランスジェニックメダカ
を作成したところ，XX であるにもかかわらず DMY が生 殖 腺 に発 現 し（図１），正常な精巣が形成された。

図 1 メダカの性分化期生殖腺における D M Y の発現。
DMY を遺伝子導入された XX メダカの生殖腺で DMY の発現が観察される（右）XX（左）とXY（中央）の生殖腺。XY 生殖腺でDMY の発現がみられる。

16

基礎生物学研究所 要覧 2004

の発現転換（芳香化酵素→ステロイド-

20β-DP はその翻 訳 を開 始 させる。

参考文献

20β-水 酸 基 脱 水 素 酵 素 ） が関 わる

この過程には翻訳抑制因子の不活性（文献３）。また, これら２つの遺伝子化とサイクリン B mRNA のポリアデの発現は異なる２種の転写制御因子

ニル化が関与する。MPF は受精時に1. Miura, T., Yamauchi, K., Takahashi, H. and Nagahama, Y.
(1991) Hormonal induction of all
stages of spermatogenesis in vitro
in the male Japanese eel (Anguillajaponica). Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 88, 5774-5778.

（Ad4BP/SF-1 と CREB）により別々不活性化されるが, この際のサイクリに調節されていると推察される。

ン B の分解に, 活性型多機能性プロ卵成熟期になると, 卵成熟誘起ホ
ルモンである 17α，20β-DP が充分

テアソームが関与することが明らかにされた（文献２）。

に成長した卵に作用して卵成熟を誘起する。この時, 17α，20β-DP は精子の形成と成熟

卵細胞膜上にある新規の７回膜貫通

精子形成の研究には，精原細胞と型ステロイド膜受容体とそれに連結未発達の体細胞（ライディッヒ細胞する抑制性の G 蛋白質を介して作用とセルトリ細胞）のみからなるウナギ

する（図３）。最近の研究から，内分の未成熟精巣を利用した器官培養系

泌 かく乱 物 質 の一 種 である DES が（精原細胞から精子に至る全精子過17α，20β-DP と同じく膜受容体を程を試験管の中で再現できる世界で介して卵成熟を誘起させることが判

唯一の in vitro 実験系）が非常に有明した（文献６）。

効である。我々はこの系を駆使して，

17α，20β-DP が卵 表 に作 用 する

生殖腺刺激ホルモン（脳下垂体）→と卵内に新しく卵成熟促進因子

11-ケトテストステロン（ライディッ（MPF, cdc2 キナーゼとサイクリンヒ細胞）→アクチビン B（セルトリ

B との複合体）が形成される。キン細胞）→ CDK（サイクリン依存性キ

ギョの未成熟卵には cdc2 キナーゼのナーゼ）/サイクリン複合体（精原細みが存 在 し, サイクリン B は卵 に胞）からなる精子形成開始の分子カ

17α，20β-DP が作用して後に新しスケードをつきとめた（文献１）。今く合成される。サイクリン B mRNA

後も，この器官培養系を用いて，核は未成熟卵中にすでに存在し, 17α，受容体を介したアンドロゲンの作用機 構 ，及 び体 細 胞 分 裂
から減 数 分 裂 への移 行
機 構 などについて研 究を進める。

技術課技術職員

小林

弘子

酒井
柴田
司馬

3. Guan, G., Todo, T., Tanaka, M.,
Young, G. and Nagahama, Y.
(2000) Isoleucine-15 of rainbow
trout carbonyl reductase-like 20βhydroxysteroid dehydrogenase iscritical for coenzyme (NADPH)
binding binding. Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 97, 3079-3083.
4. Tanaka, M., Kinoshita, M., Kobayashi,
D. and Nagahama, Y. (2001)
Establishment of medaka (Oryzias
latipes) transgenic lines with theexpression of green fluorescentprotein 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. andSakaizumi, M. (2002). A Y-specific, DM-domain gene, DMY, isrequired 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 maturation. Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 101, 3686-3690.

図 3 卵形成誘起ホルモン（ゲノミックアクション）と卵成熟誘起ホルモン（ノンゲノ
ミックアクション）の作用機構。

STAFF

2. Tokumoto, T., Yamashita, M., Tokumoto, M., Katsu, Y., Horiguchi, R.,
Kajiura, H. and Nagahama, Y.
(1997) Initiation of cyclin B degradation by the 26S proteasome
upon egg activation. J. Cell Biol.
22, 1313-1322.

章衣
安司
桂君

特別共同利用研究員

周

林 燕

個別研究

PAUL, Bindhu
さきがけ研究員

松田

勝

博士研究員

太田
易
長濱

嘉孝

教 授

吉国

通庸

助教授

大久保範聡
助 手

劉

恩 良
研究員

耕平
梅生

王

徳寿

特別協力研究員

田中
鈴木
范

将樹
亜矢
海光

技術支援員

宇野 恵里
杉田 ちよ子
高 木 千賀子
早川 利枝
原郁代

BHANDARI,Ramji Kumar
CHAUBE, Radha

総合研究大学院大学院生

事務支援員

大室・松山 有紀

嶋田

井尻

斉藤

成保

憲二

ゆう

大 野

薫

助 手

基礎生物学研究所 要覧 2004

17

研究活動

発生生物学領域

www.nibb.ac.jp/celdif/

性差生物学研究部門

た。これまでに得られた因子の解析に関与する PIAS や UBC9 が存在しを進めてきたが，その結果明らかにたことから， Ad4BP/SF-1 のなったことは， Dax-1 は Ad4BP/

SUMO 化について検討した。興味深

SF-1 と相 互 作 用 することでいことに Ad4BP/SF-1 は分子内の二生

殖活動は全ての生物種に普遍的

Ad4BP/SF-1 による転写を抑制する

ケ所のリジン残基が SUMO 化されるな活動であり，視床下部-脳下垂

こと，そしてこの相互作用は核内受こと， 更 に Sox9 や GATA4， Wt1

体-性腺から構築される功妙な内分泌系

容体が転写共役因子と相互作用するも同様に SUMO 化されることが明らによって調節されている。この支配は単際に認識する LXXLL モチーフを介しかになった。これらの因子はいずれもに生殖腺の分化や機能維持にとどまるて行 なわれることを明 らかにした。

胎 仔 精 巣 のセルトリ細 胞 において，ことなく，脳の性分化や性行動まで極Dax-1 以外にも多くの興味深い遺伝

ミュラー菅阻害因子遺伝子の転写をめて広範囲に及ぶことで，動物個体の子が単離されており，その発現が比Ad4BP/SF-1 と協 調 的 に活 性 化 す

生殖活動を支配する。本研究部門では，

較的生殖腺に特異的であるものや，ることが知られている因子であったこ

生殖腺で発現する遺伝子の調節機構をタンパク質としての構造が特徴的なとから，SUMO 化の影響を調べた。

明らかにすることを通じて，生殖腺におものを中 心 に解 析 を行 なっている。

その結果，少なくとも Ad4BP/SF-1

ける「性分化機構」の解明を目指して

これまでにホメオボックスを有する転と Sox9 との協 調 的 な転 写 活 性 はいる。

写因子 Arx が胎仔精巣のライディッ

SUMO 化によって抑制されることがヒ細胞の分化に不可欠であることを示された。Ad4BP/SF-1 については，

明らかにした。Arx 自身はライディ

SUMO による修飾の他に新たにリンッヒ細胞を取り巻く細胞には発現す

酸化を受けるアミノ酸残基を同定しるがライディッヒ細胞には発現しなている。これらの修飾が Ad4BP/SF-

これまでに我々は生殖腺の形成といことから，ライディッヒ細胞の分1 の転写活性に及ぼす影響は今後の機能維持に不可欠な転写因子として化メカニズムを理解する上で興味深

重要な検討課題である。

Ad4BP/SF-1 を同定し，その転写調い因子である。

生殖腺の形成と機能に必要な転写因子

一般に転写因子の活性は種々の翻成には Ad4BP/SF-1 以外にも Dax-

訳 御 修 飾 によって調 節 され。 Tow-

Ad4BP/SF-1 は副 腎 皮 質 や生 殖

1，Sox9，Wt1，GATA4，Emx2，

hybrid スクリーニングによって得ら腺の他に，視床下部腹内側核，脳下Lhx9，M33 などの転写因子が不可れ た 因 子 の 中 に は SUMO (small

垂体の性腺刺激ホルモン産生細胞，欠であることが知られているが，これubiquitin-related modifier)化修飾

脾臓などに発現し，遺伝子破壊マウ

らの因子がどのような相互関係のもスではこれらの組織とに生殖腺の形成に関与するのかは形 成 に異 常 が認 め

不明の点が多い。生殖腺の分化，及られる。このことは

び性分化の分子メカニズムを明らか

これらの組 織 の形にするには，これらの転写因子間の成相互関係を調べることが不可欠であ

Ad4BP/SF-1 が極る。そこで，性分化前後のマウス生

めて重 要 な役 割 を殖腺から作製した cDNA ライブラリ担っていることを示

ーを用い，各種転写因子と相互作用すものであり，従っする因 子 を two hybrid 法 で検 索 してこれらの組 織 形

た。 ここで得 られた因 子 の中 には

成 メカニズムを明種々の転写因子の他に，転写のコフらかにするには，ァクターとして機能することが知られているものや，細胞増殖因子からのシグナル伝達に必要な因子が存在し18

組織特異的エンハンサーの解析

節機構を研究してきた。生殖腺の形

基礎生物学研究所 要覧 2004

図 １ A d 4 B P / S F - 1 は図 に示 すように E 1 ， E 2 ， 及 び E 3
酵 素 による， 段 階 的 な反 応 によって S U M O 化 修 飾 を受 ける。
S U M O 化 は A d 4 B P / S F - 1 の協 調 的 転 写 活 性 に対 し抑 制 的に働くが，そのメカニズムは今後の重要な問題として残されている。

過

程

で

Ad4BP/SF-1 の機
能 解 析 に加 え，
Ad4BP/SF-1 遺 伝

子の発現調節機構を解析する必要が析は，全てこの問題に収斂するもの

参考文献ある。特に組織特異的発現調節機構と位置付けている。

1. Honda S, Morohashi K, Nomura M,
Takeya H, Kitajima, M Omura T.
Ad4BP regulating steroidogenic P450 gene is a member of steroid
hormone receptor superfamily. J.
Biol. Chem. 268, 7494-7502, 1993を明らかにすることは，Ad4BP/SF-

これまでの研究から，性分化及び1 が関与する以前の組織形成過程を性決定の過程は精巣化シグナルと卵議論するには不可欠であると考えら巣化シグナルのバランスの上に成りれる。そこで，Ad4BP/SF-1 遺伝子

立っていること，そしてシグナルとそのどの領域がそれぞれの組織に特異のバランスは動物種によって独自に的発現を可能とするかを，トランス獲得されたものと，動物種を通じてジェニックマウスを作製することで調保存されたものによって構成されてべている。これまでに，胎 仔 副 腎 ，いると理解される。我々はこのシグ

視床下部腹内側核，脳下垂体の性腺

ナルの実体を遺伝子として，そして刺激ホルモン産生細胞に特異的な転そのバランスを遺伝子の発現調節機

写活性化領域を同定した。これらの構として捕らえることで，性分化の領域には興味深い転写因子の結合が過程を解明することが可能であると確認されており，Ad4BP/SF-1 遺伝

考えている。図２に示した各種遺伝

子の転写を担う因子としてさらなる子は雄化と雌化を制御する遺伝子で解析を進めている。

あることが遺伝子破壊マウスなどの解析から明らかにされてきたが，こ生殖腺の形成と性分化

れらの遺伝子が雌雄生殖腺の分化の性的に成熟した動物における生殖過程で，いかなる制御を受けている腺は，雄では精巣に，そして雌ではかは不明の点が多い。この点を明ら卵巣に分化しており，その形態は明かにするために，各種遺伝子改変マ

瞭に区別することが可能である。しウスを用いて遺伝学的解析を行なっかしながら，性的に未分化な胎仔生ている。生殖腺形成の初期過程の解殖腺の原基では形態的な性差は認め

析，及び性分化過程の解析は急速にられない。しかも遺伝的な性（哺乳進んでおり，当研究室が果してきた，類の場合は性染色体の組み合わせがまた今後果すべき役割は大きい。

XY で雄 ， XX で雌 となる）の如何に関わらず，
この性 腺 原 基 は雌 雄 両

2. Katoh-Fukui Y, Tsuchiya R, Shiroishi T, Nakahara Y, Hashimoto
N, Noguchi K, Higashinakagawa T.
Male-to-female sex reversal in
M33 mutant mice. Nature 393,
668-692, 1998
3. 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 WB,
Yokoyama M, Morohashi K.Mutations of Arx/ARX cause abnormal
migration and differentiation of
GABAergic
interneurons
andabnormal development of testes in
mice, and X-linked lissencephaly
with abnormal genitalia in humans.
Nature Genet. 32, 359-369, 2002
4. Suzuki T, Kasahara M, Yoshioka H,
Morohashi K, Umesono K. LXXLL
motifs in Dax-1 have target specificity for the orphan receptors
Ad4BP/SF-1 and LRH-1. Mol Cell
Biol 23, 238-249, 2003
5. Mizusaki, H Kawabe K, Mukai T,
Ariyoshi E, Kasahara M, Yoshioka
H, Swain A, Morohashi K. Dax-1
gene transcription is regulated by
Wnt4 in the female developing
gonad. Mol Endocrinol. 17, 507519, 2003

方 の生 殖 腺 へ分 化 する能力を有している。本研
図２ 性分化を制御する雄性化シグナルと雌性化シグナルの拮抗作用とバランスに依存した性分化究 部 門 における研 究 の中 心 的 課 題 は性 分 化 過

未分化生殖腺に精巣化シグナルまたは卵巣化シグナルが作用するとそれぞれ精巣化と卵巣化の過程が進みはじめる。

程を支えるメカニズムを解明することであり，先に述 べた転 写 因 子 の機能 解 析 や組 織 特 異 的 遺伝 子 発 現 調 節 機 構 の解STAFF
技術課技術職員

博士研究員

岡

馬 場

早苗

特別共同利用研究員

崇宮林 香奈子Mohamad Zubair
技術支援員
総合研究大学院大学院生

諸橋憲一郎

福井由宇子

教 授

助 手

小川

英知

助 手

土 屋
研究員

恵

日下
雅友
小松
朋子
松山
誠
Fatchiyah
佐藤
優子

大脇
石川
小池

亜希子
あずさ
ゆかり

事務支援員

杉浦

未央

基礎生物学研究所 要覧 2004

19

研究活動

発生生物学領域

www.nibb.ac.jp/morphgen/

形態形成研究部門

だに不明な点が多かった。しかし最起形成の制御に重要であることを明近，これらの細胞運動の分子機構がらかにした（文献 7，8）。さらに原少しずつではあるが解析されつつあ

腸形成運動を制御する新たな因子のり，原腸形成運動は，細胞に組み込探索を行うために細胞運動を指標とまれた自律的プログラムと言うよりした発現クローニングを開始した。

物はひとつの受精卵が細胞分裂

動はむしろ，細胞外からのシグナルをを繰り返しながら，細胞の数を増受けて，それに応答した細胞が正中

やし，それぞれの細胞の性質を変えなが線に向かって移動することが明らか

脊索はその名の由来が示すように

ら，生物として固有の形づくり（形態形になってきた。Wnt は Frizzled ファ

脊索動物を特徴付ける最も重要な形成）を行う。その過程には細胞同士のミリーの７回膜貫通型受容体を介し質である。個体発生学的にみて初期

コミュニケーション，すなわち細胞間相てシグナルを細 胞 内 に伝 達 するが，発生過程の原腸形成運動を担い神経互作用が必須であることが知られていそのシグナル伝達経路は古典的経路

誘導を引き起こす器官として，またる。細胞間相互作用には細胞増殖因子（ canonical pathway）， 非 古 典 的

系統発生学的にみて脊索動物門に含が介在し，シグナル伝達系を介して転写

経 路 （ non-canonical pathway）

まれる動物群を特徴づける最も顕著

調節因子や細胞骨格の働きを調節するに分 類 できる。 原 腸 形 成 は Wnt11な形質として，発生学上非常に重要ことによって細胞分化，細胞運動をダを引き金とする非古典的経路によっな器官であるといえる。原始的な脊イナミックに制御する。我々はこの過程て制御されていることもわかりつつあ

索動物である尾索類ホヤは原腸胚期をプログラムとして理解し，動物種間でる。興味深いことにこの伝達経路は，から尾芽胚期にかけて，オタマジャ

比較することによって，形態形成メカニ

ショウジョウバエの翅の細胞におけるクシ型幼生の尾部中央にわずか 40 個

ズムの共通性，多様性に迫りたいと考極性決定に関わるシグナル伝達経路の脊索細胞が収斂と伸長の細胞運動えている。

と極めて相同性が高く，脊椎動物のにより一列に並ぶ。ホヤでは原腸形成においても細胞の極性決定

Brachyury 遺 伝 子 (T-box 転 写 調 節

原腸形成の分子機構

脊索形成の分子機構

が細胞運動の方向性決定の基盤とな因子)は脊索のみに発現し，脊索形成

原腸形成は生物の形づくりの根幹っていることが示唆されつつある。実に必須である。この遺伝子のターゲをなす必須の生命現象である。原腸際に，我々はショウジョウバエ極性

ット遺 伝 子 群 を解 析 することから，形成は単に腸を形成するための細胞決定に関わる遺伝子の prickle 相同

脊索形成の分子機構を明らかにする運動ではなく，そのダイナミックで協遺伝子 XPK が脊椎動物にも存在し，ことを目指している。脊索特異的遺調した細胞運動によって三胚葉をそアフリカツメガエルの原腸形成に必伝 子 を Brachyury 下 流 遺 伝 子 の中の後の形態形成のために正しく配置

須の役割を担っていることを明らかから単離し（文献 2），これら遺伝子

させ，球形の受精卵を頭尾軸に伸長にした（文献 6）。また，我々はプロ産物の脊索における細胞内局在と機した形態へと導く。この細胞運動は

テインキナーゼ Cδ が非古典的経路に能解析を進めている。この原始的な収 斂 （ conversion） と伸 長必須であること，アクチン結合タン

脊索動物であるホヤの脊索形成過程（extension）という大きく分けて２パ ク 質 MARCKS (myristoylated ala-の分子機構を解析することは，脊索つの細胞運動からなることが知られ

nine-rich C kinase substrate) が原 腸動物の起源と進化を明らかにする道ている。胚の側方（左右）から細胞形成運動における細胞接着や細胞突にもつながると考えている。

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（intercalation）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，その分子機構についてはいま20

基礎生物学研究所 要覧 2004

図1 MARCKS は
原 腸 形 成 運 動 に必 須
である
モルフォリノオリゴ（Mo ）の顕微注入により，原腸形成運動が阻害され，卵黄栓が開いた表現型を示す。

離の引き金になることも分かってい参考文献

る。細胞での TONAS の動態を手が1. Nishita, M., Hashimoto, M. K.,
Ogata, S., Laurent, M. N,. Ueno,
N., Shibuya, H. and Cho, K.W.
(2000) Interaction between Wnt
and TGF-beta signalling pathways
during formation of Spemann'sorganizer. Nature 403, 781-785.

かりに PML body の形成制御とその転写調節に於ける役割を今後も追求していく予定である。我々が Tonalli
変異体を単離したそもそものきっか
けは，ショウジョウバエを用いた遺伝

2. Takahashi, H., Hotta, K., Erves, A.,
Gregorio, A. D., Zeller, R. W.,
Levine, M. and Satoh, N. (1999)
Brachyury-downstream notochorddifferentiation in the ascidian
embryo. Genes Dev. 13, 15191523

学的スクリーニングであった。遺伝学 的 なデータは Tonalli 遺 伝 子 は
CBP や他の核内因子と協調して，成虫の翅を形成するシグナルを正に制
図 2 ホヤ幼生の脊索特異的に発現する遺伝子産物の細胞内局在御している因子であることを示唆し

3. Morita, K., Flemming, A., Sugihara,Y., Mochii, M., Suzuki, Y. Yoshida,S., Wood, B., Kohara, Y., Leroi,
A. M. and Ueno N. (2002) A C.
elegans TGF-b, DBL-1, regulates
polyploidization and body length.
EMBO J. 21, 1063-1073,ている。また別のグループの研究で，Tonalli はクロマチンリモデリングに

核内微小構造と転写制御関与する Trithorax 遺伝子群に含ま真核生物の核には染色体の他に遺れることが明らかにされている。

伝子発現制御の場となる様々な核内

Tonalli/TONAS がどのようにしてク

微小構造が存在する。我々が単離，ロマチンリモデリングに関与するのか

解 析 し て い る 核 タ ン パ ク 質

は現 時 点 では全 く分 かっていない。

Tonalli/TONAS は核 マトリックス

我々は，ショウジョウバエ遺伝学ととよばれる部分に大部分存在するが，ヒト培養細胞を用いた核内構造体のある刺激によって核内に球状の構造解析からこれらの問題を明らかにし体を形成する。この球状の構造体はていきたいと考えている。

4. Ohawara, B., Yamamoto, T.S.,
Tada, M. and Ueno, N. (2003)
Role of glypican 4 in the regulationof convergent extension movements during gastrulation in Xenopus laevis. Development, 130.
2129-2138.
5. Takeuchi, M., Nakabayashi, J.,
Sakaguchi, T., Yamamoto, S. T.,
Takahashi, H., Takeda, H. andUeno, N. (2003) Prickle-related
gene in vertebrates is essential for
gastrulation cell movements. Curr.
Biol., 13. 674-679.

PML nuclear body と 一 般 的 に 呼ばれるものと性質がよく似ていることから， 我 々 は Tonalli/TONAS が6. Kurata, T. and Ueno, N. (2003)
Xenopus Nbx, a novel NK-1 related gene essential for neural crest
formation. Dev. Biol., 257. 30-40.

PML nuclear body の形 成 因 子 の一つではないかと考えている。PML
body に は p 5 3 や C B P / P 3 0 0 な ど

7. Kinoshita, N., Iioka, H., Miyakoshi,A., and Ueno, N. (2003). PKC
delta is essential for Dishevelled
function in a noncanonical Wnt
pathway that regulates Xenopus
convergent extension movements.
Genes Dev., 17. 1663-76.

様々な転写調節因子が局在することが知 られている。 これらの因 子 のPML body への局在およびその活性制御には SUMO と呼ばれるユビキチ
ン類似分子によるタンパク修飾が関8. Iioka, H., Ueno, N. and Kinoshita,
N. (2004) Essential role of MARCKS in cortical actin dynamics
during gastrulation movements. J.
Cell Biol. 164. 169-74.

与している。我々は，Tonalli/TONASがタンパク質の SUMO 修飾を制御す

図 3 T O N A S の強制発現により誘導された PML nuclear bodyる E3 リガーゼであることを最近明ら

培養細胞（293T）における，SUMO-1 過剰発現下での TONAS（緑），核酸（赤，強く染まっているのは核小体），クロマチン（青）の局在。

かにした。TONAS の自己 SUMO 化はこの分子の核マトリックスからの遊

STAFF

技術課技術職員

総合研究大学院大学院生

技術支援員

高木

飯岡
宮越
鯨岡
後藤
前田

山本
隆正
市 川 真理子
山田
成宏
林
佳寿恵
山田
和美
高松
香
市川
倫子
諸熊
淑江
杉浦
全代

知世

博士研究員

喜多山
篤
諸熊
淳治
柴田
典人
田埼
啓
HUI, Chi-Chung

英和
陽
昌裕
正憲
昌人

特別共同利用研究員

吉兼
奈美
鄭
恵
英

事務支援員

上野

直人

教 授

木下

典行

助教授

中 村
助 手

真

高橋

弘樹

助 手

三浦

純子

研究員

日本学術振興会外国人招聘研究者

HUI, Chi-Chung

三宅
柘植

智子
豊子

基礎生物学研究所 要覧 2004

21

研究活動

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一寸の虫にも生殖細胞がある。次代る唯 一 の細 胞 である（ 図に生命を残すためには卵や精子な2）。 極 細 胞 形 成 因 子 の一

どの生殖細胞が必要なのである。一方，体細胞と呼ばれる細胞は，筋肉や神経つとして，ミトコンドリア
large ribosomal RNAなどの体のパーツを作り上げ，個体の生(mtlrRNA)を同定した。電存を支えている。しかし，体細胞はやが子 顕 微 鏡 レベルの in situて個体の死とともにその役割を終えてしハイブリダイゼーション法

まう。このように運命が大きく異なる生により，ミトコンドリア内

殖細胞と体細胞は，1 つの受精卵の細で 転 写 さ れ る mtlrRNA

胞分裂により生み出された姉妹同士でが，極細胞質中でミトコンある。では，どのように生殖細胞への発ドリアから極細胞質中にの生運命が決定されるのか？それを解明すみ観察される極顆粒と呼ばるのが私たちの課題である。多くの動物れる構造物に移送され，極で生殖細胞の形成に関わる因子が卵の細胞形成に関与した後に分一部の細胞質に局在することが明らかに解されることを明らかにした。さらに，した。ナノスは，極細胞質に分布し，なっており，この細胞質を取り込んだ細mtlrRNA が，ミトコンドリア small

極細胞に取り込まれるという挙動を胞が生殖細胞に，取り込まなかった細ribosomal RNA (mtsrRNA) と と示す。ナノスを欠く極細胞は，生殖胞が体細胞になることが知られている。

もにミトコンドリア・タイプのリボソ巣へと移動できない。このため，こその中で解析が進んでいるショウジョウ

ームを極顆粒上で形成することも明の極細胞は最終的に生殖細胞にまでバエ（図 1）では，生殖細胞の分化にらかとなった。このリボソーム上で極分化することはない。極細胞中で，関わる因子が卵の後極の細胞質（極細細胞形成に関わるタンパク質をコー

ナノスは，特定の mRNA の翻訳を抑胞質）に局在することが示されている

ドする mRNA が翻訳されていると考制する働きを持つことが明らかとな（図 2）。当研究室では，生殖細胞の形えられる。現在，この mRNA の同定った。私達は，ナノスにより翻訳が成に関わる因子を同定し，その機能解を試みている。

抑 制 される mRNA の一 つとして，
Importin α 2 タンパク質をコードす析を以下のように行なっている。

極細胞の分化過程に関与する因子の解析

図 1 ショウジョウバエの成虫
左が雌，右が雄。

22

図 2 ショウジョウバエ胚 における生 殖 細 胞形成過程
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，卵や精子に分化する。

基礎生物学研究所 要覧 2004

る mRNA を同定した。ナノスは，転写 因 子 の核 移 行 に関 わる Importin

正 常 な発 生 過 程 に

α 2 タンパク質の合成を抑制するこおいて， 形 成 されたとにより，極細胞の転写活性を低く

極細胞は，生殖巣へ

おさえていることが明かになった。さと移 動 し，生 殖 巣 中らに，ナノスを欠如させた極細胞中で卵 や精 子 である生

では，本来体細胞で発現し体細胞の殖細胞に分化する。

分化に関わる遺伝子が異所的に活性

この極 細 胞 の分 化 過化するために，極細胞の移動過程が程 に関 わる分 子 の 1阻害されることも明かとなった。生つ と し て ナ ノ ス

殖細胞には，体細胞に分化しないよ（ Nanos） と呼 ばれ

うに，遺伝子発現をサイレントな状

るタンパク質 を同 定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，その機能の運命決定に関わる因子が単離でき

参考文献の一端を担う分子がナノスであった。

ると考えている。また，突然変異をまた，ナノスは，極細胞の細胞死を用いた遺伝学的な解析により，生殖抑 制 する働 きを持 つ分 子 でもある。

細胞の特質を決定する遺伝子の特定

1. Kobayashi, S., Amikura, R. andOkada, M. (1993) Presence of
mitochondrial large ribosomal RNA
outside mito-chondria in germ
plasm of Drosophila melanogaster.
Science 260, 1521-1524.

現在までの知見を総合すると，ナノもおこなっている。現在のところ，卵スは，極細胞の細胞死，さらに極細形成過程で発現し，遺伝子産物が極胞が体細胞に分化することを抑制す

細胞質に存在し，極細胞に取り込まることで，極細胞の分化過程を正常れ，極細胞中で機能すると予想されに進行させる働きがあると考えられる遺伝子が単離されている。さらに，る。

この遺伝子の突然変異は，極細胞形
成や極細胞の生殖細胞への移動過程

生殖細胞としての決定に関わる因子の解析には影響しないのに対し，減数分裂以上の結果は，ナノス・タンパク

殖細胞の重要な特質の一つであるこ質以外に，極細胞を生殖細胞に分化とから，この遺伝子が生殖細胞の特させるように決定する因子が存在す質を決定する因子をコードしている過程に影響を与える。減数分裂は生ることを示している。おそらく，このと考えている。現在，この突然変異

因子は，極細胞中で，生殖細胞としの原因遺伝子の単離も試みている。

ての特質を決定する機能を持 つと予 想 できるが，

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. andKobayashi, S. (1999) Induction ofindora expression in pole cells by
the mesoderm is required forfemale germ-line development in
Drosophila melanogaster. Development 126, 1023-1029.

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 定に関わる因子は，生殖巣6. Asaoka-Taguchi, M., Yamada, M.,
Nakamura, A., Hanyu, K. andKobayashi, S. (1999) Maternal
Pumilio acts together with Nanos
ingermlinedevelopment
in
Drosophila embryos. Nature Cell
Biol. 1, 431-437.

に取り込まれた極細胞内で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，胚から極細胞を生殖巣ご

7. Amikura, R., Kashikawa, M., Nakamura, A. and Kobayashi, S. (2001)
Presence of mitochondrial-type
ribosomes outside mitochondria in
germ
plasm
of
Drosophila
embryos. Proc. Natl. Acad. Sci.
USA. 98, 9133-9138.

と単離し，そこで発現している遺伝子を網羅すること，さらに極細胞特異的に発現する遺伝子を同定することを試みている。

8. Tsuda, M., Sasaoka, Y., Kiso, M.,
Abe, K., Haraguchi, S., Kobayashi,
S. and Saga, Y. (2003) Conservedrole of nanos proteins in germ cell
development. Science 301, 12391241.

これら遺伝子の発現制御
機 構 を明 らかにすること

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.

図 3 胚 をすりつぶし細 胞 （組 織 ）分 取 装 置により生殖巣を単離する過程

により，生殖細胞としてSTAFF
技術課技術職員

博士研究員

技術支援員

野田

佐藤

有田
植田
土谷
佐藤

千代

仁泰

総合研究大学院大学院生

小 林
教 授

悟

向

正 則
助 手

重信

秀治

林
良
北 舘
林
谷 津

樹
祐
誠
潤

佳代
佳子
直美
香織

事務支援員

本多

聡子

助 手

基礎生物学研究所 要覧 2004

23

研究活動

発生生物学領域

www.nibb.ac.jp/cib2/

分子発生学研究部門るのであろうか？。」この問題にアプしており，その解析からシグナルの作

ローチする一つの方法は，個々の現用の特異性・多様性が生じるしくみ

象に特異的に活性化される標的遺伝を明らかにしたいと考えている。

子に着目することである。本部門でこの十数年のあいだに，脊椎動物のはおもにマウス ES 細胞を用いた遺伝

脊椎動物体幹部の形態形成

形態形成のしくみについてはいろ子トラップ法によりそのような標的遺伝子の探索を行い，これまでに神機構の解析

いろなことが明らかになってきた。その過程ではショウジョウバエにおける遺伝

経発生や器官形成過程で Wnt シグナ

個体や組織の領域形成は多くの場学的研究の成果やモデル脊椎動物の胚ルによって発現が誘導される遺伝子

合ショウジョウバエでの遺伝学や古を用いた遺伝子操作技術が大きな助けを同定してきた。そのような遺伝子

典的実験発生学による研究からモルとなってきた。その成果自体は十分に大が発生過程においてどのような役割

フォゲンというシグナルの勾配によりきなものであるが，同時にこれから解明をはたしているのかを明らかにするた

一義的に決定づけられるものと考えすべき新たな問題をも提起している。本

め，機能欠失型変異体を作成し解析られてきた。しかしながら，脊椎動部門では，それら新たな課題の中から本を進めている。

物の体幹部における領域形成は時間

質的に異なる２つの問題に焦点をあて，チャレンジを行っている。

形態形成シグナルの作用の多様性を生み出す分子的基盤の解析

その一方で，遺伝学的手法を用いの経過とともに後部側の領域が逐次て，「受け手の細胞（組織）ごとにシ的に付加されていくため，シグナル

グナルの作用が異なるしくみ」を明の勾配とは別の機構で行われている

らかにしようとしている。中胚葉形ことが予想される。事実，体幹部で成 過 程 において Wnt や FGF シグナ

最も明瞭な領域をもつ体節の形成に

ルの標的遺伝子としてT(Brachyury)遺 伝 子 の発BMP，FGF，Wnt それに Hedge-

現 が誘 導 されることが知 ら

hog といった分泌性のタンパク質はれている。この遺 伝 子 は中脊椎動物の形態形成過程でくりかえ胚葉以外の組織ではたとえし使 われ，その作 用 は多 彩 である。

Wnt や FGF シグナルの作用

本部門ではこれまでに主に Wnt シグ

を受 けても本 来 であれば発ナルに着目し，マウスの発生過程に現することはない。このようおける Wnt-1 ならびに Wnt-3a の機なシグナルに対 する組 織 特

能を変異体を用いて解析してきた。

異的応答性に，異常を呈す

そこで明らかになったことは，これらるゼブラフィッシュ突然変異

シグナルは初期発生過程において体体を我々は既に数系統樹立

節中胚葉の運命決定（図１）や個体の前後軸上での各体節のアイデンテ
ィティーの形成，さらに脊髄神経管
背側の領域形成（図２），神経管背側から遊走する神経堤細胞の増殖，さらに神経管の両側に位置する体節
皮筋板の部域化等，複数の役割を担うということである。
では，「くり返し使われる同じシグナル（単一のインプット）からどのよ
うにして受け手の細胞ごとに異なる作用（複数のアウトプット）が生じ

24

基礎生物学研究所 要覧 2004

図 1 W n t - 3 a 変異体における体節形成の異常Wnt-3a 変異体においては体幹部の伸長が停止する(A,B) 。前肢芽(FL)より後方では，体節が形成されず(F: MF-1 は体節のマーカー) ，その代わりに神経管が余計に形成される(B-E: Mash-1, Hes-1 は神経管のマーカー) 。すなわち，Wnt-3a 変
異体では体節前駆細胞が神経上皮細胞へと運命転換しているのであり， Wnt-3a が体節中胚葉の運命選択に重要なはたらきをしているものと考えられる。

参考文献
1. Yoshikawa, Y., Fujimori, T., McMahon, A. P. & 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. & Takada,S. (1997) Wnt signalling required
for expansion of neural crest and
CNS progenitors. Nature 389, 966970
3. Ikeya, M. & Takada, S. (1998) Wnt
signaling from the dorsal neuraltube is required for the formationof the medial dermomyotome.
Development 125, 4969-4976

図２ W n t - 1 / - 3 a 二重変異体における背側介在神経の領域特異化の異常
Wnt-1/-3a 二重変異体においては背側介在神経のうち背側に位置する D1,D2 神経細胞の数が減少し，そのかわりにより腹側に位置する D3 神経細胞の数が造花する。一方，神経管から取り出した組織片に Wntt-3a タンパク質を加えると，D1,D2 神経細胞の数が増加
し，そのかわりに D3 神経細胞の数が減少する。従って，脊髄神経管の最も背側の領域(roof plate) から分泌される Wnt シグナルは背側介在神経の特異化を制御しているものと考えられる。

4. Muroyama, Y., Fujihara, M., Ikeya,
M., Kondoh, H., & Takada, S.
(2002) Wnt signaling plays anessential role in neuronal specification of the dorsal spinal cord.
Genes Dev. 16, 548-553

は分子時計という特別な装置が必要

その解析を進めている（図３）。また，である。

それと平行して，体節を含む体幹部

本部門では，体節を含む脊椎動物の形成過程において発現する遺伝子

体幹部の形態形成機構を体系的に解を数多く単離し，それらの機能解析析するため，体節の形成や体幹部のも行っている。これらの解析を通し伸長などに異常を呈するゼブラフィて，動物の形態形成を司る新たなし

ッシュの突然変異体を独自に単離し，くみを解明したいと考えている。

5. Ohbayashi, N., Shibayama, M.,
Kurotaki, Y., Imanishi, M., Fujimori, T., Itoh, N., & Takada, S.
(2002) Fgf18 is required for cellproliferation and differentiation
during osteogenesis and chondrogenesis. Genes Dev. 16, 870-879

図 ３ 体 節 に異 常 を呈するゼブラフィッシュ
突然変異体
A 野生型 B 変異体

STAFF
技術課技術職員

博士研究員

技術支援員

内海

大林
倉田
赤沼
高田

与那嶺 享子
小田
律子

秀子

典彦
智子
啓志
律子

事務支援員

織田

敬子

特別共同利用研究員

高田

慎治

教 授

越田

澄人

助 手

川村

哲規

山口

良文

研究員

基礎生物学研究所 要覧 2004

25

研究活動

発生生物学領域

発生制御学研究室

タ

ンパク質の S-パルミトイル化がスの胚の脳や脊髄，及び神経節など動物の発生を制御するメカニズム

で発現され，それらの神経系の神経を解析している。

細胞で多量に発現されていた。このS-パルミトイル化は G タンパク質

時期の神経細胞の突起伸長にはGrowth Associated Protein 43などが受ける化学修飾のひとつであ（ GAP-43） が関 与 しているが，り，この修飾が情報伝達の制御に重GAP-43 の S-パルミトイル化が突起要な役割をしている。カイコの胚発伸長の制御をしていることがわかっ

生の機構解析で，p260/270 というている。脂肪酸合成酵素が直接蛋白質が特定の細胞組織で多量に発GAP-43 の S-パルミトイル化を行う

現されることを明らかにした。この蛋ことやこの酵素の阻害剤が神経突起

白質は，パルミチン酸を転移する S-

伸長を抑制することから，この酵素

パルミトイル化酵素である。

が S-パルミトイル化を行うことで神マウスの胚で p260/270 のホモロ

経突起伸長を制御していると考えてグが発現されることやこのタンパク質いる。今後も脂肪酸合成酵素によるが脂肪酸合成酵素であることを明ら

S-パルミトイル化の発生の制御機構かにした。脂肪酸合成酵素は，マウを解析する計画である。

参考文献
1. Ueno, K. and Suzuki, Y. (1997)
p260/270 expressed in embryonic
abdominal leg cells of Bombyx
mori cantransfer palmitate to peptides. J. Biol. Chem. 272, 1351913526.
2. Ueno, K. (2000) Involvement of
fatty acid synthasein axonal development in mouse embryos. Genes
Cells. 5, 859-869.

図１ マウスの胚（受精後 1 1 日）の i n s i t u h y b r i d i z a t i o n脂肪酸合成酵素の mRNA （紫色に染色されている）は前脳（fb ）や後脳（hb ）などの中枢神経系や cranial ganglia (gV, gVII/VIII, gIX/X) などの末梢神経系で多量に発現されていた。

STAFF

上野

孝治

助教授

26

基礎生物学研究所 要覧 2004

発生生物学領域

研究活動

www.nibb.ac.jp/reprogenetics/

生殖遺伝学研究室

生

殖腺形成・性決定分化過程の脊現在，生殖腺を構築する 2 つの細椎動物共通の分子基盤を明らか

胞系列「生殖細胞系列」と「生殖腺にするために, 細胞や遺伝子産物を生体細胞系列」の各分化段階の特定ときた個体内で可視化し, メダカ性転換

相互作用，またその相互作用が性決

特定遺伝子産物で可視化した細胞

突然変異体なども用いて, 遺伝子レベ

定分化過程のどこに関与しているかを in vivo のムービー撮影などで追跡

ル・細胞相互作用レベルでその機構をについて，変異体解析や RNA 微量

し，細胞発生運命と遺伝子機能を解明らかにしようとしている。

注入による特定遺伝子機能解析，細析しつつある。

胞系譜同定などを通じて研究を行っ
ている。

参考文献

ある。生殖腺発生過程の多くの場合，

１）性分化・生殖腺形成異常の突

まず生殖腺原基が形成され，これが環境や遺伝子の作用を受けて卵巣か然変異体の単離とその原因の探索
大規模変異体単離を行うことので

1. Morinaga, C. et al. (2004) Mutations affecting gonadal development in Medaka, Oryzias latipes.
Mech. Dev. 121, 829-839.

精巣へと（性的二型：雌雄）分化す

きるメダカを用いて，生殖腺形成不る。この生殖腺分化過程が個体レベ全をきたす変異体を数系統単離した。

生殖腺は遺伝情報を次世代に伝達する配偶子を形成する重要な器官でル（外見）でも影響を与え，雌雄の違いを生み出している。このような

3. Tanaka, M. et al. (2001) Establishment of medaka (Oryzias
latipes) transgenic lines with theexpression of green fluorescentprotein fluorescence exclusively ingerm cells: A useful model to monitor germ cells in a live vertebrate.
Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 98,
2544 - 2549.

性的二型が生じる過程を性決定分化過程と言い，多くの生物に見られる
普遍的な現象と言える。また発現遺子解析などからは生殖腺発生過程の分子機構基盤は共通と考えられるがその詳細は不明である。その分子機構を「個体レベル」で詳細に解析す

図 2 性転換突然変異体 t o t o r oるために，モデル動物のメダカを用そのうちのひとつ totoro は遺伝的性

いて生 殖 腺 形 成 に関 わる特 定 の細と表現型の性が不一致 （Y 染色体を胞・蛋白質を「生きたまま可視化」

持っていても卵巣形成がおきたりす

できる解析系を確立した。その結果，る）の表現型を示し，生殖細胞分化

性決定分化・生殖腺形成に関与する増殖が異常をきたしていることが明細胞の発生過程，特定分子の細胞内らかとなりつつある（図 2）。

での相互作用・動態がリアルタイム
で解析可能となった（図 1）。

2. Naruse, K. et al. (2004) Medaka
Gene Map: The Trace of Ancestral
Vertebrate
Proto-chromosomes
Revealed by Comparative Gene
Mapping. Genome Res. 14, 820824.

２）特定発生段階一細胞からの網羅的発現解析と主要な遺伝子の機能解析
生殖細胞が生きたまま可視化できるので，様々な分化段階の数個の細胞を単離して，発現遺伝子を網羅的

4. Wakamatsu, Y. et al. (2001) The
see-through medaka: A fish modelthat is transparent throughout life.
Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 98,
10046 – 10050.
5. 田中実 et al. (2003) RNA 翻訳制御による生殖細胞形成. 細胞工学 22(10),1073-1076.
6. 木下政人 et al. (2000)トランスジェニ
ックフィッシュ系統の作出とプロモータ
ー解析. 蛋白質核酸酵素 １２月増刊号「小型魚類研究の新展開」45, 29542961.

STAFF
特別協力研究員に調べ，プロファイルを解析しつつ

斉藤

ある。

大助

特別共同利用研究員

青 木 裕美子
中 村 修平有 田 かおり黒川 紘美３）特定細胞を新たに可視化した遺伝子導入メダカの開発
田 中４）生殖腺形成・性決定分化に関
図 1 生殖細胞が蛍光を発する形質転換メダカ

実

助教授

与する細胞の詳細な発生運命解析

基礎生物学研究所 要覧 2004

27

研究活動

神経生物学領域

http://niwww3.nibb.ac.jp/

統合神経生物学研究部門

節因子，膜分子，分 泌 因 子 ， シグナ
ル伝 達 因 子 ， 細 胞
骨格関連分子，等

当

研究部門では，脊椎動物の個体が存在している。

発生の過程で中枢神経系が形成

これまでに，CBF-される仕組みや，完成した成体の脳が機

1, -2 等の転写調節能する仕組みについて研究している。

因 子 ， RALDH-1,

脳・神経系における神経回路網は動物-3 等 のレチノイン

における情報の受容，認識，統合，記酸合成酵素，Ven-

憶，ひいては情動，行動の基盤であり，troptin と名 付 けた

その基礎研究はライフサイエンスにおけBMP-2, -4 の 中 和

る重要な研究分野に位置付けられる。

因子等を同定し，

図１ B 網膜における領域特異化の遺伝子カスケード
発生段階は左から右へと進む。Ventroptin ( VOPT ) はまず背腹軸方向に勾配をなして BMP-4 と拮抗するが， 次に両軸に対して勾配をなして，BMP-2 と拮抗する。この連続的な２つの BMP シグナルが領域特異的視神経投射に重要な働きをしている。

報 告 している。 ま

網膜における領域特異化の分子機構
脳・神経系では，領野，神経核，等と呼ばれる数多くの部域区分が存た，異所的な遺伝子発現，遺伝子変ックな投射には，上記の網膜の領域

換マウスの作成等によって，これら特異化が密接に関係している。我々の遺伝子の役割と相互関係を解析しは，網膜において領域特異的な発現ている（図 1B）。この研究を通して，を示す転写調節因子等の発現部位を網膜における領域特異化の仕組みを変えることによって，視神経の投射解明する。

先における部域を人意的に変えうることを示した。ニワトリとマウスを用在し，それぞれ独自の機能を担っている。しかしながら，その形成の仕領域特異的神経結合形成のいて，視神経が視中枢の正しい相手

組みは未だ充分に解明されていない。

分子機構と神経結合を形成する仕組み，特に我々は，脳の一部から発生する眼の神経系では，その発生過程におい神経軸索先端の成長円錐の挙動やシ網膜における領域特異化の問題を取て，様々な領域で，ある部域の神経ナプス形成を統御する分子機構を中り上げ，網膜において前後軸（鼻耳細胞から発した神経軸索が，別の特心に研究を行っている（図 2A）。

軸）並びに背腹軸方向の領域特異性

定の部域の神経細胞に対して二次元獲得の分子機構を明らかにする研究

的相対位置関係を保存した形で正確を行っている。既に RLCS 法によっに対応して結合する，いわゆるトポて，ニワトリ胚の網膜において領域

グラフィック投 射 路 が形 成 される。

特異的に発現する分子群を網羅的に

網膜視蓋投射の系では，網膜の鼻側Ptprz は主に中枢神経系に発現す単離・同定する作業を完了した（図（前側）あるいは耳側（後側）の領域

るプロテオグリカンに属する分子であ1A）。同定した分子は前後軸方向でから発した視神経は，視中枢（ニワる（図 2B）。Ptprz には 3 つのスプ

33 分子，背腹軸方向で 20 分子におトリでは視蓋，哺乳類では上丘）のライシングアイソフォームが存在す

よぶが，この中には数多くの転写調

それぞれ後側，前側の領域に選択的る。我々は Ptprz のリガンド分子とに神経結合をして Pleiotrophin と Midkine を同形成する。同定するとともに，これらリガンドの結様に，背側か合により神経細胞分化，細胞移動がらは腹側に，

誘導されること，また Ptprz が C 末

図１ A 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であることが判る。

28

基礎生物学研究所 要覧 2004

受容体型プロテインチロシンホ
スファターゼζ (Ptprz)の関
わる生命現象腹側からは背で PSD95 ファミリーと結合している側の領域に投射がこと，等を明らかにしてきた。最近，起こる。この視神

Ptprz 遺伝子ノックアウトマウスを経のトポグラフィ

用いて，本分子が胃粘膜上皮細胞にァミリー（Na v 1）

参考文献と一 次 構 造 上 ，

1. Yuasa, J., Hirano, S., Yamagata, M.
and Noda, M. (1996) Visual projection map specified by expression oftranscription factors in the retina.
Nature 382, 632-635.

比較的近い構造を有するものの，その機能と役割は明らかになっ2. Sakuta, H., Suzuki, R., Takahashi,
H., Kato, A., Shintani, T., Iemura, S.,
Yamamoto, T.S., Ueno, N. andNoda, M. (2001) Ventroptin: A novel
BMP-4 antagonist expressed in a
double-gradient pattern in the retina.
Science 293, 111-115..

ていなかった。
我 々 は， Na x 遺伝子欠損マウス
図 2 遺伝子変換マウスによる遺伝子機能の研究
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。視神経が交差して脳へ投射する様子が明瞭に判る。

を作成し（図2C），その解析

3. Shintani, T., Kato, A., Yuasa-Kawada, J., Sakuta, H., Takahashi, M.,
Suzuki, R., Ohkawara, T., Takahashi, H. andNoda, M. (2004)
Large-scale identification and characterization of genes with asymmetric expression patterns in the developing chick retina. J. Neurobiol. 59,
34-47.

を通して，この

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。

チャンネルが体

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。Na x

液中の塩濃度検が脳の一部の領域， 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。

知に関わる脳室周囲器官に発現も発現しており，H. pylori 菌の分泌していること，欠損マウスでは脳室する VacA 毒素の受容体として胃潰周囲器官の神経活動が活性化されて瘍形成に関与していることを明らかいること，また，食塩水を過剰に摂にした。今後，本分子の情報伝達系

取することを見い出した。更に最近，の究明と，脳形成，脳機能（特に記このチャンネルが，細胞外の Na + イ

憶，情動，行動）における役割に迫

オン濃度の生理的範囲での上昇に応る。

4. Kawachi, H., Fujikawa, A., Maeda, N.
and Noda, M. (2001) Identification of
GIT1/Cat-1 as a substrate moleculeof protein tyrosine phosphatase ζ/βby the yeast substrate-trapping system. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98,
6593-6598.

答して開口する Na チャンネルである

5. Fujikawa, A., Shirasaka, D., Yamamoto, S., Ota, H., Yahiro, K., Fukada,M., Shintani, T., Wada, A., Aoyama,N., Hirayama, T., Fukamachi, H. andNoda, M. (2003) Mice deficient inprotein tyrosine phosphatase receptor type Z are resistant to gastriculcer induction by VacA of Helicobacter pylori. Nature Genet. 33,
375-381.

ことを明らかにした（図 3）。今後は，塩分摂取行動制御の脳内機構

体液塩濃度の恒常性維持に関わる脳Na x (Na v 2/NaG) イオンチャンネ
ルは，電位依存性 Na チャンネルフ

内機構と行動制御機構を明らかにする研究を展開する。

図 3 脳弓下器官
ニューロンの N a +流入応答
Na x 遺 伝 子 を欠 損した細 胞 あるいは発現していない細胞では ， 細胞外 Na +濃度上昇に応答した Na + 流 入 は見 ら
れない。

STAFF

6. Watanabe, E., Fujikawa, A., Matsunaga, H., Yasoshima, Y., Sako,N., Yamamoto, T., Saegusa, C. andNoda, 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-levelsensing.
NatureNeurosci. 5, 511-512.

技術課技術職員

特別協力研究員

技術支援員

竹内

田村

溝口
山田
綾部
後藤

靖

洋

総合研究大学院大学
博士研究員

野田

昌晴

教 授

新谷

隆史

助 手

作 田
助 手

拓

檜山

武史

助 手

高橋

弘雄

研究員

藤川
深田
中村
山本
鈴木
高雄

顕寛
斉秀
隆弘
泰憲
亮子
元晴

大河原
剛
井原
賢
米原
圭祐
田中
瑠美
榎谷
和真
清水
秀忠
中村
佳世

正枝
薫
夕子
恵

事務支援員

小玉

明子

基礎生物学研究所 要覧 2004

29

研究活動

神経生物学領域

www.nibb.ac.jp/divspe1/

脳生物学研究部門（２）大脳皮質の進化
大脳皮質は，哺乳類，殊にヒトで究）。その結果，個体差を平均化し最も顕著に発達している。例えば，

大３〜４倍の差異を示すものが１つ，神経細胞を作る分裂組織や海馬等で２〜３倍のものが１つある以外は，

大脳皮質は，ヒトを含めた霊長類では，体重比で補正して，食虫類とヒ全て２倍以内の差異しかなかった。

もっとも顕著に進化しており，そトでは４〜５倍程度の差しか無いに従って，大脳皮質の遺伝子発現は，の高次脳機能に重要な役割を果たしても拘わらず，大脳皮質では２００倍

意外な程領野間での差がないことがいる。前世紀の初頭，ブロードマンは，

もの差がある。このことは，哺乳類分った。しかし，この結果は，領野

大脳皮質をヒトにおいて５２の領野に分の脳機能の進化に於いて，大脳皮質間での発現パターンが異なるものがけた。これが有名なブロードマンの領野の進化が極めて重要であることを示

存在しないということを意味するもである。彼の考えが大筋に於いて受け入している。ネズミと霊長類の比較解のではない。数は少なくとも領野間れられるには，半世紀余りを要したが，剖学的な対象は，大脳皮質以外の脳で顕著な発現の差を示す遺伝子が存

現在では，機能的 MRI 法等のイメージ

構造については，９５％近くの対応

在する可能性はある。そこで，Dif-

ング手法を駆使した大脳皮質の各領域がついているが，大脳皮質について

ferential Display 法 を 用 い て ， 霊の機能的局在が詳しく調べられており，は，逆 に殆 ど対 応 がついていない。

長類（マカカ属）の大脳皮質の代表

大脳皮質領野という概念は，ヒトを含

最近のヒトや遺伝子マウスの全配列

的的領野間（前頭葉，運動野，側頭めた霊長類の高次機能を理解する時，の決定によっても，ヒトとマウスでは，葉，視覚野等）で発現に顕著な差が重要な概念の一つとなっている。

遺伝子数は殆ど変化していないとさ見られる遺伝子を探索した。その結れている。しかし，どのようにして大果，領野間で最大１０倍以上の差の脳皮質領野の急速な拡大が進化上生ある遺伝子を見い出した。そのうちじたのか非常に興味深い。

の一つは，視覚野に特異的に発現す

大脳皮質領野形成機構（１）大脳皮質領野
大脳皮質領野が発生的にどのようた上で領野間の差を比較すると，最る遺伝子 occ1（occipital 1 ；図１
参照，文献 2 より引用）であり，他いては，従来より２つの異なる考え（３）霊長類の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特方がある。一つは，将来大脳皮質を異性の発生と進化の未解決の問題を更に，連合野や高次感覚野に特異的将来構成する細胞が脳室の分裂層に分子細胞レベルから解明する為には，に発 現 している遺 伝 子 RBP を見 出ある時にすでにその運命が決定され大脳皮質の発達した霊長類の大脳皮した（印刷中）。

ているという考え方であり，今一つ

質領野に特異的に発現する遺伝子を

例 えば， occ1 は， 一 次 視 覚 野

は，視床からの入力によって視覚野，

分離し解析することが有効と考え，(V1)に顕著に発現がみられ，２次視聴覚野等への領域特異性が決定され研究を開始した。渡我部等は，マク覚野(V2)では，急激にその発現が低るという考え方である。この１０年

ロアレイ法により，１０８８遺伝子

下し，更に前部に移行するに従って，余りの間に，げっ歯類を材料に用い中，ヒトの３領野（前頭葉，運動野，

その発現量は急速に低下する 。これた研究から，大脳皮質の領域（この後頭葉）に於いて，どの程度の遺伝は，前述したブロードマンの領野に場合領野よりは広い）に特異的に発子発現の差異が見られるのか検討し厳密に対応する発現パターンを示す

現する遺伝子が幾つか調べられ，そた（那波新潟大脳研教授との共同研

おそらく最初の例である。興味深いにして決定されるのかということにつの一つは，運動野特異的に発現する
遺 伝 子 （ gdf7） である（ 文 献 ３ ）。

れが視床の入力とは独立に遺伝的にことに，occ1 遺伝子は，網その発現が制御されていることが明膜からの電気的活動を遮蔽らかになった。しかし，大脳皮質領すると，視覚野での発現が野の決定がどの程度まで遺伝的にプ顕著な低下を見せる。従っログラムされており，どの程度まで環て，occ1 は，大脳皮質の視覚野がどのように発生と進境入力によって可変的かは，依然未解決の問題である。

30

基礎生物学研究所 要覧 2004

図 1 大脳皮質領野と視覚野特異的発現遺伝子 o c c 1化的制御を受けているのか

を明らかにする上で，有力なアプロ

刺激としてランダムにーチと考え解析を進めている。

呈示し，餌報酬により前 述 し た よ う に ， occ1, gdf7,

訓練したラットに於い

RBP 等 の大 脳 皮 質 の領 域 特 異 的 なて，例えば音刺激条件

顕著な発現パターンを示す遺伝子は，下での c-Fos の聴覚野

約３万遺伝子の内でも，おそらく３と視覚野に於ける発現０個よりかなり少ない（0.1 ％以下）

量 を比 較 したところ，と推測されるが，現在，RLCS 法に

聴覚野で有意に c-Fos

より２０個程の遺伝子を分離してお発現の増大が見られり，このような遺伝子の機能的解析た。更に，この課題依存的な c-Fosから，哺乳類の大脳皮質の発生と進の発現が興奮性の神経細胞にのみ見化の様式を明らかにしたいと考えてられることを明らかにし，電気生理

参考文献

いる。

学方法や従来のイメージング法では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

図3

難しい細胞レベルでの神経回路網の学習行動下での遺伝子発現変化を知ることが可能であることを

大 脳 皮 質 の機 能 を解 析 するには，示した。

電 気 生 理 的 方 法 やイメージング等

今一つは，当研究室で開発した，

種々の方法が考案されているが，ホイール走行システムである（図３）。

各々に時間分解能，空間分解能の長

これは，ホイール上の足場の形を変所と短所がある。当研究室では，c-化させて回転したときマウスがその形

Fos 等の遺伝子発現を指標に，特にに応じて走行できる様になるのに必

細胞レベルでの脳神経回路の結合様要な脳内に於ける神経回路を調べる

式の変化を研究している。用いていものであり，手続き記憶の脳内経路

る学習システムは２つである。一つを細胞レベルで明らかにすることを目は，京都大学文学部の櫻井芳雄教授

指しているが，線状体の介在神経のとの共同研究として行っている視聴

サブクラスによって，パターン変化時

覚弁別学習課題である（図２）。高の c-Fos 発現が異なることを見い出

音と低音，左右の光源の何れか一つしている。この知見も従来の電気生を学習の刺激条件として，他を対照

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 が今 後 有 効 であることを示している。更に，
多 点 電 極 記 録 法 による生
理 学 的 手 法 を平 行 して行い，大脳皮質や線状体に於 ける情 報 処 理 の特 質 を解析している。

図 2 視聴覚弁別課題

2. Tochitani, S., Liang, F., Watakabe,A., Hashikawa, T. and Yamamori,T. (2001) occ1 is preferentiallyexpressed in the primary visualcortex in an activity-dependent
manner: a pattern of gene expression related to the cytoarchitectonic area in adult macaue 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. Sakata, S., Kitsukawa, T., Kaneko,T., Yamamori, T. and Sakurai, Y.
(2002) Task-dependent and celltype-specific Fos enhancement in
rat sensory cortices during audiovisual discrimination. Eur J Neurosci., 15, 735-743.
5. 山森哲雄 活動依存的遺伝子発現を指標とした学習行動のメカニズムの解明
蛋白質核酸酵素（増刊号, 神経回路の機能発現のメカニズム, 大森治紀, 渋木克栄, 野田亮, 山森哲雄編）49 433438, 2004 年

STAFF
技術課技術職員

総合研究大学院大学院生

技術支援員

大澤

高畑
享
佐々木 哲 也
高司
雅史
広川
純也
中村
徹

三木
和彦
石川
隆子
林
ひとみ

園子

博士研究員

坂田

秀三

特別協力研究員

山森

哲雄

教 授

小峰由里子
助 手

渡我部昭哉
助 手

木津川尚史
助 手
（休職中）

司

暁 輝

Si, Xiaohui
研究員

小松

勇介

基礎生物学研究所 要覧 2004

31

研究活動

神経生物学領域

行動生物学研究部門

同定，発現制御機構，フェロモンにフェロモンと行動
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

対する応答性について解析を行っていく。

決定を行っている。最近では覚醒・乳類において，種々の社会行動

ほ

緊張状態を高める警報フェロモンや，

参考文献の多くは性依存的である。性染色

逆に緊張を解きリラックスさせる安体を起点として，常染色体の機能制御

寧フェロモンなどの存在を示唆するも通じて，性の違いが形作られている。

報告もあり，応用的価値に対する期

私たちは，行動の雌雄特異性を生み出待が高まっている。しかしながら，神1. Kiyokawa Y, Kikusui T, Takeuchi Y,
Mori Y. (2004) Partner’s stress status influences social buffering effects
in rats. Behavioral Neuroscience (inpress)

すための基盤となる脳について，ゲノム

経機構や行動様式の単純な昆虫でのワイドな DNA メチル化解析を行っていフェロモン研究とは異なり，ほ乳類

る。また，行動学的，内分泌学的手法

では未だ傍証的なものにすぎず，栄を組み合わせ，フェロモンのゲノム上の養条件，光条件，温度条件，内分泌作用点と，その生理的効果を生み出す条件といった諸種の要因がフェロモ

背景にアプローチする。

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

脳の DNAメチル化パターンである。当研究部門では，げっ歯類

私たちは，ジーンサイレンシングの（マウス・ラット）をモデル動物に，中心的メカニズムの一つである DNA

性差・生育環境・内分泌環境に規定

メチル化を指標として，染色体上のされる行動変化に関連した遺伝子の性差を調べている。このような
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，

3. Kiyokawa Y, Kikusui T, Takeuchi Y,
Mori Y. (2004) Testosterone modification on alarm pheromone production and secretion. Hormones &Behavior 45: 122-127
4. Kiyokawa Y, Kikusui T, Takeuchi Y,
Mori Y. (2004) Alarm pheromoneswith different functions are released
from different regions of the bodysurface of male rats. Chemical Senses 29: 35-40
5. Moriyama R, Tsukamura H, Kinosita
M, Okazaki H, Kato Y and Maeda KI. (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: 25072515.

エピジェネティックな修飾は，

ば行動パターンは互いに異なる

2. Kinoshita M, I’Anson H, Tsukamura H
and Maeda K-I. (2004) Fourth ventricular alloxan injection suppresses
pulsatile luteinizing hormone releasein female rats. Journal of Reproduction and Development (in press)

図１ 脳における様々な分子の発現パターン
脳の領域や細胞の形態・機能にしたがった DNA
メチル化パターンが形成され，遺伝子発現を規定していると考えられる。

6. Imamura T, Ohgane J, Ito S, Ogawa
T, Hattori N, Tanaka S, Shiota K.
(2001) CpG island of rat sphingosine
kinase-1 gene: Tissue dependent
DNA methylation status and multiple
alternative first exons. Genomics 76:
117-125.

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。性差に

STAFF

ついては，性染色体に性特異的遺伝
子 が全 て揃 っているというよりも，
むしろ常染色体上の遺伝子群の脳における発現制御も深く関連していると考えている。脳の性差と関連したゲノム領域の網羅的同定が当面と目
標となる。

32

基礎生物学研究所 要覧 2004

森

裕 司

束村

博子

今村

教 授
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）

拓也

助 手

池邑

良太

研究員

神経生物学領域

研究活動

www.nibb.ac.jp/neurophys/

神 経 生 理 学 研 究 室

脳の機能は，感覚情報処理・記憶

Ｎａｘ が検出している細胞外ナトリ

学習・運動制御・情動など多岐

ウム変化は極めて微小であり，このに渡るが，全ての機能は神経細胞とグようなイオンチャンネルは他に例がな

リア細胞の働きが基盤となっている。

い。Ｎａｘ は脳室周囲器官という特殊ら発現してくる構造体である。一般

我々の研究室では，特に神経細胞とグな器官だけに発現しているだけでは的にＣＳＰＧは神経突起の伸長を阻

リア細胞の相互作用に着目して研究をなく，大脳皮質など特定の領域に広害することから，脳内の特定の神経進めている。その過程で，このような相く分布している。また末梢神経系で回路網を固定化する役割を担ってい互作用は神経の再生や可塑性，最近では，非ミエリン形成型のシュワン細るものと考えられる。この特定の神は体液ナトリウム濃度のセンシングに関胞に特異的に発現している。神経細経回路の役割や，どのようなアルゴ

与していることが明らかとなってきた。

胞とグリア細胞との間隙は極めて狭リズムで特定の神経細胞が選択されく，神経細胞の電気的活動は細胞外るなど，今後の神経科学のテーマとナトリウム濃度変化を伴うと考えらして興味深いところである。

Ｎａｘナトリウムチャンネルの生理機能
Ｎａｘ は一次構造の上では電位依存性ナトリウムチャンネルと相同性を持れるため，Ｎａｘは体液ナトリウム濃度の検出以外にも脳神経系の機能に重要な働きがある可能性があり，今後の課題である。

つが，電位刺激では活性化されることはなく永らく機能不明のチャンネ
ル分子であった。我々はＮａｘ 遺伝子欠損マウスを開発，解析を進めたと

図 3 Perineuronal net

ころ，①Ｎａｘ 遺伝子が脳のナトリウ

特定のＣＳＰＧが一部の神経細胞を取り巻いている（緑色）。粒状に見えるのは、シナプス部位が抜けているためである。

ム受容部位であるとされる脳室周囲器官のグリア細胞に発現しているこ

参考文献と（図 1），②遺伝子欠損マウスは過剰に塩分を摂取すること（図 2），遺伝子欠損マウス由来の細胞は，細胞外ナトリウム濃度を検出するセンサ
ー機能が欠失していることを発見し

図 2 Ｎａｘ 遺伝子欠損マウスの行動解析
マウスに中身の異なる２つの飲水瓶を提示し，その嗜好性を定量的に測定する。その結果，
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。

た。すなわち，Ｎａｘ は脳で体内の高くなったナトリウム濃度を検出しているセンサー分子であると考えられる。

コンドロイチン硫酸プロテオグ
リカンの生理機能
コンドロイチン硫酸プロテオグリカ
ン（ＣＳＰＧ）は軟骨の主成分の一つであるが，脳においても発生期か

1. Watanabe,E.,
Fujita,S.C.,
Murakami, F., Hayashi, M. andMatsumura, M. (1989) Neuroscience 29, 645-657
2. Watanabe, E., Fujikawa, A., Matsunaga, H., Yasoshima, Y., Sako,N., Yamamoto, T., Saegusa, C.,
and Noda, M. (2000) J Neurosci,
12, 7743-7751
3. Hiyama, T.Y., Watanabe, E., Ono,
K., Inenaga, K., Tamkun, M.M.,
Yoshida, S., Noda, M. (2002)
Nature Neurosci, 5, 511-512
4. 渡辺英治、野田昌晴(2003)ナトリウムチャンネルの構造と機能. 神経研究の進歩, 47, 159-168

ら成熟した至るまで様々なタイプのＣＳＰＧが発現している。我々はモ

STAFF

ノクロナル抗体を作成して脳のＣＳ

技術支援員

ＰＧを探索したところ，特定のＣＳ

竹内

和美

ＰＧが一部の神経細胞の周囲を取り巻くグリア細胞の細胞内外に発現し
図 1 脳におけるＮａｘ の発現部位（青色）Ｎａｘは脳室周囲器官と呼ばれる特殊な器官に発現する。脳室周囲器官には血液脳関門が存在しないため、血液中のナトリウム濃度を直接検出することができる。

ていることを発見した（図３）。この構造は perineronal net と呼ばれており，脳の可塑性が失われる時期か

渡辺

英治

助教授

基礎生物学研究所 要覧 2004

33

研究活動

神経生物学領域

神経生化学研究室

生

物が活動する中で, 神経細胞が伝多重変異マウスでは, 単独の欠損マウ

参考文献

達する情報の役割とそのしくみをスでは見られない行動異常が観察され明らかにするため, 神経伝達物質と受る。この表現型を指標にしてドーパミ容体に着目し, 神経の情報伝達を変化

ンの情報伝達の役割を明らかにしたい。

1. 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

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。特にドーパミン神経の情報伝達の役
割を受容体の遺伝子操作マウスを用いて明らかにすることを中心課題としている。さらに機能解析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
ナル変異導入法を開発すること, また情報伝達の仕組みを明らかにするため受容体が形成する複合体全体を対象として解析することにより研究を進めている。

( 2 ) 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, 独自の方法でマウスの特定組織や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(1)ドーパミン情報伝達の研究

細胞障害に重要な役割をもつ（文献

ドーパミン受容体は遺伝子の構造・2）。これまでに NMDAR を標的遺伝

薬理学的性質・情報伝達様式により子として, 本変異導入法によりアミノ

D1 様受容体（D1, D5）および D2 様

酸 置 換 を導 入 し, NMDAR 異 常 活 性受容体（D2 D3, D4）に大別される。

化を示すマウスを作製した。本マウス

ドーパミンによる情報伝達は, ペプチ

を用いて NMDAR の異常活性化に関ドホルモンの分泌調節・運動の調節・与する分子群の探索をおこない, 新し

摂食行動の調節・シナプス伝達およびい治療標的分子の候補を見出す。

神経発達などに関与する（文献 1）。また, パーキンソン病などの神経疾患,
統合失調症などの精神疾患の病因解明と治療に深く関わる。
D1 様受容体と D2 様受容体は細胞( 3 ) 膜タンパク質複合体の機能解析
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チー（SGP）は,サルコグリカン（SG）複合体のサブユ

内情報伝達において正反対の性質をもニット（α-, β-, γ- and δ-SG）が責任分

つが, 協働的に作用し機能が発揮され子である。SG は筋線維膜上に存在し,る。ドーパミンの情報伝達の理解を深デュシェンヌ型筋ジストロフィーの原

めるため, D1 様受容体と D2 様受容体

因分子ジストロフィン（DYS）と DYSの両方を欠損することによりドーパミ

複合体を形成する。私たちは, SG 欠ンの情報伝達を変換した変異マウスを損マウスを作成し, SG サブユニット

用いる。D1 様受容体/D2 様受容体ののいずれか一つが欠損しても, DYS 複

2. Iwasato, T., Erzurumlu, R. S.,
Huerta, P. T., Chen, D. F., Sasaoka, T., Ulupinar, E., and Tonegawa, S. (1997) NMDA receptordependent refinement of somatotopic maps.
Neuron, 19, 12011210
3. Araishi, K., Sasaoka, T., Imamura,M., Noguchi, S., Hama, H., Wakabayashi, E., Yoshida, M., Hori,T., and Ozawa, E. (1999) Loss ofthe sarcoglycan complex and sarcospan leads to muscular dystrophy in beta-sarcoglycan-deficientmice.
Hum Mol Genet 8, 15891598
4. 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.
Hum Mol Genet 9, 3047-3054
5. 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 ofmuscle hypertrophy and degeneration in muscular dystrophy in
gamma-sarcoglycan-deficientmice.
Neuromuscul Disord 13,
193-206

合体全体の機能異常により筋ジストロ
フィーを示すことを報告した（文献 3,

STAFF4, 5）。このことは, DYS 複合体全体を対象として機能を考えるべきことを示している。この知見を応用し, 神経伝達物質受容体が形成する複合体を対象として機能解析を行なう。
図 1 N M D A R 変 異 導 入 マウスは、 t a i lsuspension test で clasping( 四肢の屈曲) を示す。

34

基礎生物学研究所 要覧 2004

笹岡

俊邦

助教授

研究活動

基礎生物学研究所 要覧 2004

35

研究活動

進化多様性生物学領域

www.nibb.ac.jp/gene1/

分子遺伝学研究部門

初に単離した En/Spm 系の Tpn1 とする花模様の形成機構や花で発現す名付けたトランスポゾンとその類縁る遺伝子の網羅的解析も行っている。

因子の挿入変異であることが明らかになった。Tpn1 はトランスポゾンがアサガオ近縁種の易変性変異

ゲ

ノム構造は必ずしも安定ではな

コードしている転移に必要な転移酵

メキシコ原産で 18 世紀頃欧米で園く，時にダイナミックに変化して素遺伝子が欠損している非自律性因芸化されたマルバアサガオにも「条種々の生体機能の発現に影響を与える。

子で，同じ細胞内に共存する自律性斑絞（flaked）」と呼 ばれる絞り花

ゲノムにダイナミズムを賦与し，種々の因子が作り出す転移酵素が作用してを咲かせる易変性変異が知られていDNA 再編成を起こして遺伝子の発現初めて転移脱離できる。多くの自然る。この易変性変異は，Ac/Ds 系の様式を変える配列としてトランスポゾン

突然変異も Tpn1 類縁の非自律性ト

トランスポゾン Tip100 が色素生合が注目されている。また，DNA のメチ

ランスポゾンの挿入変異であり，ま成系遺伝子に挿入した自然突然変異

ル化やクロマチン構造の変化によるエピ

た易変性の変異形質を示さずに安定であった。さらに，マルバアサガオのジェネティックな発現制御もゲノムにダな変異であると考えられている自然

花色に関わる安定な自然突然変異のイナミズムを賦与する要因である。当研

突然変異の中にも，エピジェネティ

中にも新たな Ac/Ds 系トランスポゾ

究室では，主に「アサガオ」と「イネ」

ックな遺伝子発現の抑制などによっンの挿入変異変異系統もあることがを材料として，（1）目に見える変異形て挿入された Tpn1 類縁の非自律性判明した。これらの結果は，アサガ

質 からゲノム配 列 の変 化 を解 明 する

トランスポゾンが転移脱離できなく

オやマルバアサガオの園芸化や育種

Genetics ，（2）エピジェネティッ

なって一見安定な変異形質を示すもの過程に自然突然変異原としてのト

クな発現制御を解明する Epigenet-のや，挿入トランスポゾンの脱離やランスポゾンが重要な役割を果たし

ics ，（3）相同組換えやトランスポゾ

DNA 再 編 成 に付 随 する変 異 などてきたことを示 唆 している。 また，ンを用いて遺伝子を改変して変異形質

種々の安定化機構が関与したと思わ

20 世紀中葉に米国で園芸化された鮮を探る Reverse Genetics ，（4）

れるものも見出せた。また，エピジェ

やかな青色の花を咲かせるソライロ

Genomics

ネティックな遺伝子発現制御が関与

アサガオの白色花自然突然変異体もによる網羅的解析の４方向から ゲノムダイナミズムと生体機

トランスポゾン挿入

能 の解明をめざしている。これらゲノ変異体であった。

ム動態の解明は，進化や多様性にも重

淡 青 色 地 に青 色 の要な知見を提供するであろう。

小さなスポットの花を咲 かせる自 然 突
然 変 異 は， 色 素 生
合 成 に係 る転 写 制

アサガオの易変性変異とトランスポゾン

御 遺 伝 子 内 にタン
デムな重 複 が起 こ

我々は平賀源内の「物類品隲」

った変 異 で， 体 細（1763）に記載された「時雨絞（雀胞 相 同 組 換 えが重

斑 ; flecked）」や 19 世 紀 初 頭 の文

複 配 列 で起 きて復化文政期に出現した「吹掛絞

帰 変 異 が生 ずると（speckled）」，紫地に青色の絞り花思われる。

を咲 かせる易 変 性 「 紫 （ purple）」

イネの易変性変異

変異など花色に係る易変性変異の同定を行った。その結果，江戸時代に
花卉園芸化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の大部分は，我々がアサガオから最36

基礎生物学研究所 要覧 2004

ゲノム配列の解
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），および少なくとも（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。

明 が行 なわれた単子葉植物のイネは，
全 世 界 の人 口 の過

半数の主食であり，また穀類のモデ

しかしながら，ゲノム配列の解読後

参考文献

ル植物でもある。しかしながら，トウの機能ゲノム学的展開を視野に入れ，モロコシの場合とは異なり，イネの相同組換えのための遺伝子導入に伴易変性変異に関する解析はほとんどって再生能や稔性の低下など種々のない。そこで，淡黄緑色地の葉に濃遺伝形質に影響を与えることは好ま

緑色のセクターが入る易変性 vires-

しくないと考え，ゲノム解析が進行

cent 変異をマップベースクローニン

していたイネ品種

1. Inagaki, Y., Hisatomi, Y., Suzuki,T., Kasahara, K. and Iida, S.
(1994) Isolation of a Suppressormutator/Enhancer-like
transposable element, Tpn1, from Japanese morning glory bearing variegated flowers. Plant Cell 6: 375383.

グにより，Ac/Ds 系の新たなトランて稀に生じる正しくターゲットされた

スポゾンの挿入変異であることを明

体細胞相同組換体を多数の形質転換

らかにした。現在，このトランスポゾ

体中より探すことにした。そのため，ンの転移活性を制御するために，エ我々は導入ベクターや選抜方法を工ピジェネティックな転移制御の機構

夫し，形質転換効率を高めて稀に起解明を行っている。

きる体細胞相同組換え体を効率的に

日本晴

を用い

2. Iida, S., Hoshino, A., JohzukaHisatomi, Y., Habu, Y. and Inagaki, Y. (1999) Floricultural traits
and transposable elements in theJapanese and common morning
glories. Annals New York Acad.
Sci. 870: 265-274.
3. Fukada-Tanaka, S., Inagaki, Y.,
Yamaguchi, T., Saito, N. and Iida,
S. (2000) Colour-enhancing protein in blue petals. Nature 407:
581.

選抜するイネの遺伝子ターゲティン

相同組換えを利用した
イネゲノムの改変

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

イネのゲノム配列が明らかになるに

ティングに成功した。今後，さらに従い，かなりのイネの遺伝子のホモ

この手法を用いて遺伝子発現の制御ログがシロイヌナズナには見出されな機構のみならず，ゲノムの動態の解

いことも明らかになってきた。それ故，明にも迫りたいと考えている。

4. 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.

相同組換えによりゲノム上の内

5. 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.

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の必要 不 可 欠 な
Genetics

6. Park, K.I., Choi, J.D., Hoshino, A.,
Morita, Y. and Iida, S. (2004) An
intragenic tandem duplication in atranscriptional regulatory gene foranthocyanin biosynthesis confers
pale-colored flowers and seeds
with fine spots in Ipomoea tricolor.
Plant J. 38: 840-849.

Reverseの手法と考えられる。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ランダムなゲノムへの挿入に比べて相同組換えは起こ

図 2 イネの易変性 virescent 変異（Ａ）と相同組換えにより W a x y 遺伝子が改変されたトランスジェニックイネの葯（Ｂ）と胚乳（Ｃ）
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。

りにくいため，組換えや修復の過程に関わる遺伝子の機能を改変して，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，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心が集まっている。

STAFF
技術課技術職員

特別協力研究員

技術支援員

田中
山口

香村

森田
裕将
齊藤
美保
浅尾
久世
池谷
恭子
松 本 美和子

幸子
勝司

敏郎

総合研究大学院大学院生

博士研究員

飯 田
教 授

滋

寺田

理枝

助 手

星 野
助 手

敦

栂根

一夫

助 手

朴

慶
研究員

一

定塚
恵世
殷
彰
COTSAFTIS, Olivier

大西
島谷

誠
善平

特別共同利用研究員

事務支援員

高木

三城

恭子

和子

基礎生物学研究所 要覧 2004

37

研究活動

進化多様性生物学領域

www.nibb.ac.jp/gene2/

ゲノム動 態 研 究 部 門呼んでいる。つまり複製阻害点はホット能になった変異株を分離し，その原因

スポットになるが，複製阻害が起こらな遺伝子（FOB1）を同定した。次にこくなった変異株では，組み換えは消失し，の変異株の rDNA 領域における組み換

コールドスポットになった。この現象は，えを調べたところ，実際起こっていなか

ノムは非常に安定に振る舞う反ゲ

おそらく複製が正常に進行しなくなったった。それどころか，この変異株では，面，融通無碍（ゆうずうむげ）に時，その回避あるいは突破するために起通常起こっているはずの rDNA コピー数変化する面を合わせ持つ。それはメガ塩

こる生物反応の一部であろうと考えた。

の増加や減少が全く起こっていなかっ基レベルの大きな変化から，「変異」ともしそうであれば，生物に普遍的な反応た。この現象の説明は，基本的に大腸呼ばれる１塩基レベルの小さな変化までである可能性が高いと考え，この関係が菌の複製阻害による組み換えの活性化

様々だ。当研究室ではこのようにダイナ

真核生物でも成り立つかどうかを調べ

ミックに変化するゲノムに焦点を当て，た。

モデルでうまく説明できる（詳しくはhttp://www.nibb.ac.jp/ ~ gene2/）。こそのメカニズムと生物的な意味を明らかにしようとしている。特にゲノム変化の原因となる「複製・組み換え・変異生成」などの分子レベルの過程と，「ゲノム進化・遺伝子進化」などの生物的に重要な過程の間に存在するであろうダイ
ナミックな関係を突き止めたい。

複製阻害による組み換えの活性化

れまではrDNA を含めリピート遺伝子の複製阻害による遺伝子増幅

コピー数の変動の原因と機構は不明の複製を阻害する部位は，バクテリアばままだったが，この発見が突破口となりかりでなく真核生物（酵母からヒトまで）

rDNA をモデルとして当研究室で解析がのゲノムにも存在する。場所はリボゾー進んでいる。

ムRNA 遺伝子（rDNA と呼ぶ）にある。

酵母のこの発見から，大腸菌の複製

真核生物の rDNA は，典型的な「繰り阻害点でも遺伝増幅が起こっている可返し（リピート）遺伝子」として知られ能性が生じたため，調べたところ図 2 のる。例えば出芽酵母では約 150 コピー

ような結果を得た。阻害点近傍に 2 コのrDNA が12 番染色体の一個所に集中

ピーの繰 り返 し DNA を作 ると， 約している。このようなリピート遺伝子は，10 ％の菌で約 400 コピーに増幅してい複製の阻害によって，組み換えが活高等動物ゲノムに広く存在するリピート

ることがわかった。

性化されることを大腸菌で見出した。大配列と同様不安定で，そのコピー数は腸菌ゲノムには複製を阻害する部位が知

常時変動している。複製阻害部位

られている。その阻害部位近傍の組み換（RFB と呼ぶ）は図 1 のように各コピー「生物の進化」はもちろん生物学の大えが活性化することに気付いた。このよ

内 に存 在 し， rDNA の転 写 方 向 と逆問題であるが，その前に「遺伝子の進化」

うにゲノム上に見出される高い組み換え（つまり左方向）から来る複製のみを阻が先行するだろう。各生物種のゲノム配領域を「組み換えのホットスポット」と害する。我々はこの部位での阻害が不列決定により，多量で詳細な遺伝子構

遺伝子増幅と遺伝子進化

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わかることはなさそうである。一般には，
遺伝子進化（一つの遺伝子から異なる機能を持つ遺伝子への変化）には，ま図 １ 出 芽 酵 母 のリボゾーム R N A
遺伝子（r D N A ）１単位（9.1kb ）に２種類の rDNA （5Sと 35SrDNA ）が含まれ，それが約 150
コピー繰り返される。各単位に複製開始
点（ ARS ）と複製阻害点（ RFB ）が存在する。複製は ARS より両方向に進行するが，右方向の複製のみ RFB において阻害される。この阻害には FOB1 遺伝子産物（Fob1p ）が必要である。この阻害が rDNA の組み換え，コピー数の増減に必須である。

38

基礎生物学研究所 要覧 2004

ず遺伝子コピーの増加が先行するとい遺伝子が選ばれのが一つの考え方であろ参考文献う。次にそれらへの多数の変異が導入さう。これこそ現在我々が取り組んでいる

れた後，選択圧が掛かかり，それら遺伝テーマの延長線上にある，魅力に富んだ子集団の中から新しい機能を獲得した

手の届きうるテーマである。

1. Kobayashi, T., Heck, J. D., Nomura, M. and Horiuchi, T. (1998)
Expansion and contraction of ribosomal DNA repeats in Saccharomyces cerevisiae: requirementof replication fork blocking (Fob1)
protein and the role of RNA polymerase I. Genes Dev. 12, 38213830.
2. 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,
1575-88.
3. Johzuka, K. and Horiuchi, T.
(2002) Replication fork block protein, Fob1, acts as an rDNA region
specific recombinator in S. cerevisiae. Genes Cells 7, 99-113.
4. Takeuchi, Y., Horiuchi, T. andKobayashi, T. (2003) Transcription-dependent recombination andthe role of fork collision in yeast
rDNA. Genes Dev. 17, 1497-1506.
5. Kobayashi, T., Horiuchi, T., Tongaonkar, P., Vu, L., & Nomura, M.
(2004) SIR2 regulates recombination
betweendifferent
rDNA
repeats, but not recombination
within individual rRNA genes inyeast. Cell 117, 441-453.
6. 小林武彦, 竹内 靖, 定塚勝樹, 堀内
嵩 (2001) 「ＤＮＡ複製フォークの進行阻害と遺伝子増幅」蛋白質 核酸
酵素 増刊号 『ＤＮＡ修復ネットワークとその破綻の分子病態』46，1004-1012.

図２

大腸菌の複製阻害によるＤＮＡ増幅

上： 1 コピー株のコントロール。各細胞に 1 〜 2 ケの小さなシグナルが見える。共に蛍光標
識したHotDNA を用いてFISH 法により観察した。
下：複製阻害により組換えが活性化される領域（Hot）を人為的に 2 コピーのリピート構造にすると菌の一部でHotDNA の爆発的な増幅（強いシグナル）が起こる。ハレーションを抑えるため，明るさを上の 1/16 に低下させている。

STAFF

技術課技術職員

総合研究大学院大学院生

諸岡

渡邊

直樹

孝明

特別共同利用研究員
博士研究員

堀 内
教 授

嵩

小林

武彦

助 手

定塚

勝樹

助 手

芹澤

尚美

研究員

氏家

義史

児玉
顕一
Ganley, Austen
大住
克史

技術支援員

特別協力研究員

事務支援員

崔

三上（永田） 由利子

泰 林

石根
稲垣

直美
雅美

基礎生物学研究所 要覧 2004

39

研究活動

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ない。従って，

図 2 表 層 微 小 管 上 の γ - チューブリン（ 上左）は，電子顕微鏡でみると微小管の端に局在し( 上右) ，タバコの仲間の葉で発現を抑制すると，細胞の形態が異常になる( 下右左) 。

細 胞 表 層 微 小 管 系 による細 胞分裂･ 伸長方向制御によってその多様性は生物の大きな特徴で

形の後の組織形態が決定される。

ある。多様な形態は個々の生物

我々は表層微小管の端にγ-チに固有の発生プログラムの違いによってューブリンが存在し，遺伝子サ生じている。では，発生プログラムはど

イレンシングで表層微小管が消のように進化し多様化したのだろうか。

失し細胞形態が崩れることを明どのような遺伝子がどのように変化してらかにした。そして，動物･ 菌

発生プロセスが進化したか， 即ち発生類と異なり，植物細胞ではγ-

進化の分子機構を解明することが本研

チューブリンが細胞表層にも局究部門のメインテーマである。

在することによって表層微小管系が形成されているのではないかという仮説を提唱した。γ-

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。

チューブリンを細胞表層へ局在遺伝子トラップ系を作出し，約２万させる進化の鍵となったタンパク質

ラインをスクリーニングし茎頂分裂の解明を目指している。

組織特異的発現を示す遺伝子の解析

原始真核細胞はどのような分子機構をすすめている。また，茎頂分裂組を進化させることによってラン藻を自分裂組織の形成･維持機構の進化

由に制御できるようになったのだろう

茎頂分裂組織から無限に茎葉が形いる。そこで，被子植物の茎頂分裂か。葉緑体運動を制御する因子の解成される発生様式は植物の大きな特組 織 形 成 維 持 に重 要 な KNOX，

析を通して共生進化の分子機構にア徴であるが，その分子機構はよくわ

ZWILLE， NAC な ど の 転 写 因 子 ，

プローチしている。

かっていない。我々は茎頂分裂組織

オーキシンの極性輸送およびその排の観察が容易なヒメツリガネゴケで出キャリアーである PIN 遺伝子のシ単細胞から多細胞への進化

織は陸上植物の中で多様性に富んでダやコケでの機能を調べ

単細胞生物から多細胞生物へと進ることにより茎頂分裂組化する最初のステップは一つの細胞織の多様性の分子的実態から二つの異なった細胞を作り出すを明らかにしようとしてこと，すなわち不等分裂である。コいる。

ケ植物セン類のヒメツリガネゴケから花の進化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被子植物の生殖器官で分裂であることに着目し，この不等ある花はホメオティック

分裂を制御する遺伝子群の単離，解遺伝子によって形成され析を行っている。EST 解析によりカる。花の起源と進化を調タログ化した約１万５千遺伝子の全べるためにシャジクモ藻長 cDNA を順次プロトプラストで過類，コケ植物，シダ植物，

剰発現し，不等分裂に異常を引き起

裸子植物における花器官

こす遺伝子の探索を行い，これまでに約６０個の不等分裂関連遺伝子の単離に成功した。

40

基礎生物学研究所 要覧 2004

形成ホメオティック遺伝
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）。

子ホモログ（MADS-box
遺伝子，LEAFY 遺伝子）

の機能解析を行った。その結果，こイヌナズナゲノムと比較した。その結

参考文献

れらの遺伝子は元来，卵，精子形成

果，被子植物はコケ植物と大きく形に関わっており，植物が陸上化した態が異なっているにも関わらずほとん

前後に遺伝子重複によって数が増え，ど同じ遺伝子を持っていることがわ増えた遺伝子が機能分化することにかった。約 800 程度の遺伝子だけが

よって花器官が進化した可能性が高

コケ特異的であり，これらは被子植

いことがわかった。

物が進化する過程で失われてしまっ

1. 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
genomicsofPhyscomitrella patens gametophytic transcriptome and Arabidopsis thaliana: Implication forland plant evolution. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 100, 8007-8012.

花は螺旋状に花器官をつけるモクたものや，菌類などから平行伝搬しレン類，総苞が花弁化したドクダミ，てきたものらしい。ヒメツリガネゴケ

ガク片と花弁の区別が困難なは植物の中で最も遺伝子ターゲティ

Amborella やスイレン類での花器官

ング効率が良いことから，分子生物

形成遺伝子系をモデル植物と比較す学の新しいモデルとして注目されてることにより，花形態多様性の分子おり， 本 EST データおよび完 全 長

基盤を明らかにしようとしている。

cDNA クローンは重要なリソースになると期待される。

2. Kofuji, R., Sumikawa, N., Yamasaki, M., Kondo, K., Ueda, K., Ito, M.
and Hasebe, M. (2003) Evolution
and divergence of MADS-box genefamily based on genome wide
expression analyses. Mol. Biol.
Evol. 20, 1963-1977.
3.

種形成の分子機構
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。
我々が開発したシロイヌナズナ
in vitro 授 精 系 を用 いて花 粉管誘導因子の探索を行っている。倍数体化も生殖隔離の大きな要因である。植物の７０％以上は倍数体であり，倍数体化が植物の種形成の重要なモードとなっている。倍数体化
図 3 ヒメツリガネゴケ M A D S - b o x 遺伝
子 は卵 （ a - d ）， 精 子 ( e - h ) 形 成 時 に発 現している。

に伴い巨大化，環境適応能の増大などが生じるがその理由はわかっていな

Sakakibara, K., Nishiyama, T.,
Sumikawa, N., Kofuji, R., Murata,
T. and Hasebe, M. (2003) Involvement of auxin and a homeodomain-leucine zipper I gene inrhizoid development of the moss
Physcomitrella patens. Development 130, 4835-4846.

4. Hasebe, M., Wen, C.-K., Kato, M.
and Banks, J. A. (1998) Characterization of MADS homeotic genes
in the Jern Ceratopteris richardii.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95,
6222-6227.
5. Hasebe, M., Omori, T., Nakazawa,
M., Sano, T., Kato, M. and Iwatsuki, K. (1994) rbcL gene sequences
provide evidence for the evolutionary lineages of leptosporangiate
ferns. Proc. Natl. Acad. Sci. USA
91, 5730-5734.
6.長谷部光泰 (2002) 発生と進化を結ぶヒ
メツリガネゴケ. 蛋白質核酸酵素 47,
1494-1499.

い。この変化を引き起こす理由を調世代の進化べるためにシロイヌナズナの人工倍数

コケ植物と被子植物は４億年前に体において遺伝子発現がゲノムレベ

分岐した。ヒメツリガネゴケの完全ルでどのように変化しているかを調べ

長 cDNA ライブラリーを作成し，約ている。

8 万の EST シーケンスを行い，シロ

STAFF

技術課技術職員

博士研究員

技術支援員

住川

佐藤
良勝
青野
直樹
宮 崎 さおり木谷雅和
青 木 栄津子
大野慈子
鈴木順子
成 瀬 まゆみ
尾藤
良美
牧野
治子
渡瀬
昌洋
谷 川 由希子
市川
有希

直美

総合研究大学院大学院生

橋 本

薫

特別共同利用研究員

長谷部光泰
教 授

村 田
助教授

隆

藤田

知道

助 手

日渡

祐二

助 手

西山

智明

研究員

森 長 真 一細 川 健太郎

事務支援員

小島

洋子

基礎生物学研究所 要覧 2004

41

研究活動

進化多様性生物学領域

種形成機構研究部門

物の進化を探るにあたって重要などう関わっているのかは，興味深いファクターと考えられるものの一課題である。

生

参考文献
1. Shimamura M, Yasue H, Ohshima
K, Abe H, Kato H, Kishiro T, GotoM, Munechika I, Okada, N (1997)
Molecular evidence that whales
form a clade within even-toed
ungulates. Nature 388:666-70.

つは， 多 様 化 の原 動 力 としての種 分化・種形成のメカニズムである。また，多様化という現象を理解するにあたって

発生プロセスのシステムとしての進化を探るは，生物の新奇形質の獲得が遺伝学

上述の様に，個々の形態形成遺伝的・発生学的にどのようなプロセスで起子の進化を探ることはもちろん重要

こってきたか明らかにすることも必須でであるが，実際は多くの形質は単一ある。本研究部門では，分子的手法をの遺伝子によってではなく，複数の用いてそれらのメカニズムを明らかにし遺伝子によって「システム」としててゆく。

その発生プロセスがコントロールされ種分化・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，ビクトリア湖という三大湖には，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性を獲得している

2. Takahashi K, Nishida M, Yuma M,
Okada N (2001) Retroposition of
the AFC family of SINEs (shortinterspersed repetitive elements)
before and during the adaptive
radiation of cichlid fishes in Lake
Malawi and related inferences
about phylogeny. J. Mol. Evol. 53:
496-507.

ている。 シクリッドの例 では， 顎 ，歯，鰭などの多様性が，それぞれの

3. Takahashi K, Terai Y, Nishida M,
Okada N (2001) Phylogenetic relationships and ancient incomplete
lineage sorting among cichlid fishes in Lake Tanganyika as revealedby analysis of the insertion ofretroposons. Mol. Biol. Evol.
18:2057-66.

システムの，どの部分の，どういった
変異によって獲得されてきたかは興
味深い問題である。このような概念
は，進化過程における新奇形質の獲得という問題に普遍的に当てはめることができるであろう。

4. Terai Y, Mayer WE, Klein J, Tichy
H, Okada N (2002) The effect of
selection on a long wavelengthsensitive (LWS) opsin gene ofLake Victoria cichlid fishes. Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 99:15501-6.

ことで知られている。しかし，その表現型の多様化の背景となる遺伝子や発生プロセスの進化はまだほとんど明らかにされ

5. Terai Y, Morikawa N, Okada N(2002) The evolution of the prodomain of bone morphogenetic
protein 4 (bmp4) in an explosively
speciated lineage of East african
cichlid fishes. Mol. Biol. Evol.
19:1628-32.

ていない。東工大の岡田研究室では，種分化とその後の諸形質の多様化に関わる形態形成遺伝子を同定・単離し，その遺伝

図：タンガニイカ湖とマラウィ湖のシクリッドに観察される形態的多様性と類似性

子が分子レベルでどのような影響をシクリッドのシクリッドは爆発的な多様化を示しながらも異なる系統で似た形質を進化させている。(Kocher etal. 1993. Mol. Phylogenet. Evol. 2:158-65
より転載)

種分化に与えてきたかを検証している。本研究室
では，この問題へのより発生学的な観点から新しいアプロー
チ法を探る。その一環として，国立

STAFF特別共同利用研究員

遺伝学研究所川上浩一助教授との共雉本
藤村

同研究を行い，ゼブラフィッシュでTol2 トランスジェニックシステムを使ったジーントラップスクリーニング法を行っている。本手法で探索された遺伝子が，シクリッドで特に多様性が見られる顎部の形態形成などに

42

基礎生物学研究所 要覧 2004

岡田

典弘

高橋

教 授
（東京工業大学大学院生命理工学研究科）

一彦

助 手

佐々木
研究員

剛

禎哉
衡至

進化多様性生物学領域

研究活動

構造多様性研究室

チョウ・ガなどの翅は，単層上皮のが起こっていることが示され，この細参考文献

袋が封筒のようにたたまれたもの

胞死が成虫翅の輪郭を出現させるメであり，幾何学的構造および構成細胞のカニズムになっていることが分かっ

種類のシンプルさゆえに，形態形成過程

た。また，細胞死の時期の前後で，を考えるのに適した材料である。この系

翅の背腹上皮間の接着が強くなり，

1. Kodama, R.,Yoshida, A. and Mitsui,T. (1995) Programmed cell deathat the periphery of the pupal wingof the butterfly, Pieris rapae. Roux.
Arch. Dev. Biol. 20, 418-426.

を使って，成虫翅の輪郭形成過程および，

この結果，退化域での顆粒細胞によ

その周辺のメカニズムを調べている。

る死細胞の貪食が効率よく行われていることがわかっている。

チョウ・ガなどの翅は，単層上皮

終令幼虫から蛹をへて成虫にいたの袋が封筒のようにたたまれたものでる過程で，翅には気管およびトラキ

あり，幾何学的構造および構成細胞

オール（毛細気管）が何度も進入しの種類のシンプルさゆえに，形態形て，空 気 供 給 をおこなうとともに，成過程を考えるのに適した材料であ翅脈の配列や斑紋パターンを形作るる。この系を使って，成虫翅の輪郭因子として作用しているらしい。ト

形成過程および，その周辺のメカニ

ラキオールの配列と鱗粉列に注目しズムを調べている。

て，光顕・電顕を併用して詳細に観

モンシロチョウを用いた研究によ察している。このような研究は，翅り，鱗翅目昆虫の翅においても，脊脈依存性の斑紋パターンのなりたち

椎動物の指の形成過程で知られるアを研究する基礎としても重要である。

2. Yoshida, A., Arita, Y.,Sakamaki, Y.,
Watanabe, K. and Kodama, R.
(1998) Transformation from thepupal to adult wing in Oidaematophorus hirosakianus (Lepidoptera:
Pterophoridae).
Ann.
Entomol. Soc. Am. 91, 892-857.

ポトーシス（細胞死）と類似の現象

図１ 走査電子顕微鏡による，蛹の翅の内部の
観 察 中 央 の灰 色 の筒 が気 管 で，気 管 から細 い
トラキオールが伸び出している（白矢印）。背景は鱗粉細胞への分化が進行中の翅上皮細胞。

STAFF

児玉

隆治

助教授

基礎生物学研究所 要覧 2004

43

研究活動

環境生物学領域

www.nibb.ac.jp/celreg/

環境適応研究部門

我 々 は低 温 誘 導 性 遺 伝 子 desB

複数の二成分制御系が構成するシグ(ω３脂肪酸不飽和化酵素をコードナル伝達のネットワークについても解する)の発現制御の研究から，低温シ

明していく計画である。

グナルの検 知 に関 わる因 子 として，生

ヒスチジンキナーゼ Hik33 を同定し化している。例えば温度は季節のた。これは全ての生物を通じて最初移行に伴う長期的な，あるいは昼夜にに発 見 された低 温 センサーである。

光合成の機構は光のエネルギーをおける短期的な時間経過の中で変動しさらに，Hik33 が浸透圧，強光，塩，巧みに捉え，化学的結合エネルギーている。当研究室では，植物が「いかに酸化ストレス等を検知するマルチスに変換する。しかしながら，この光

環境の変化を検知し適応しているか」

トレスセンサーであることも明らかに合成機構は光によって迅速に損傷をについて，高等植物およびそのモデルでしている。また，ドットブロット法と受け失活する性質を持っている。こあるラン藻を用いて，遺伝子発現の調DNA マイクロアレイ法を併用したスの光損傷のメカニズムは光化学系 II

節機構の視点から研究している。

クリーニングにより，塩ストレス及び蛋白質複合体において詳細に解析さ高浸透圧下で 4 つの二成分制御系がれている。しかし，光合成生物は直遺伝子発現の制御に関わることを明ちに損傷を受けた蛋白質を新規合成

らかにした（図 1）。

して光化学系 II 蛋白質複合体を修復

システマティック・ゲノミクスと
D N A マイクロアレイ法による環境変化検知機構の解明

我々はまた，脂肪酸不飽和化酵素の遺伝子を破壊し，細胞膜の流動性し，これによって光合成活性の低下を防いでいる。

全 ゲノム塩 基 配 列 の決 定 により，を低下させた変異株とヒスチジンキ

我々は光化学系 II 蛋白質複合体の

ラ ン 藻 Synechocystis sp. PCC

ナーゼ Hik33 の破 壊 株 を組 み合 わ

損傷速度および修復速度を独立して6803 には 44 個のヒスチジンキナー

せ，Hik33 による低温誘導性遺伝子

測定するシステムを開発し，両過程

ゼと 42 個のレスポンスレギュレータの発現制御には膜の流動性が関わっに対する様々な環境ストレスの効果ーが存在することが明らかになった。

ていることを明らかにした。今後は，を調べた。その結果，損傷の速度は

これらのタンパク質は二成分制御系

Hik33 のマルチストレス検知の分子

光強度だけに依存して，他の環境スと呼ばれるシグナル伝達系を構成しメカニズムを明らかにするとともに，トレス条件による影響を受けないこており，外部環境変化のとがわかった。 一 方 ，検知に関わることが予想

修復の速度は，種々のされている。当研究室で環境ストレスにより著は，これらのヒスチジンキ

しく低下することが明

ナーゼとレスポンスレギュ

らかになった。さらに，

レーター，さらにセリン／

活性酸素に起因する酸

スレオニンキナーゼ及びシ化ストレスが光化学系

グマ因子などの遺伝子のII 蛋白質複合体の修復

破壊株を作成し，これらを阻害することを明らの遺伝子破壊株における

かにし，またこの原因

全遺伝子発現の変化をが活性酸素による蛋白DNA マイクロアレイ法で質合成の阻害（特にペ網 羅 的 に解 析 している。

プチドの伸長）である

その結 果 ， 低 温 ， 高 温 ，浸透圧，イオン欠乏等の検知に関与するセンサー
および遺伝子発現制御因子の同定に成功した。

44

環境ストレスによる光合成能低下のメカニズムの解明

物を取り巻く自然環境は常に変

基礎生物学研究所 要覧 2004

図１ 4 つの二成分制御系による塩ストレスおよび高浸透圧ストレス誘導性遺伝子の発現制御機構図
特定の二成分制御系で発現制御を受ける遺伝子群が塩ストレス下と高浸透圧下では異なる。塩ストレス下でのみ発現が制御される遺伝子（赤），高浸透圧ストレス下でのみ発現が制御される遺伝子（青），および両方。
のストレス下で発現の制御を受けている遺伝子（紫）ことを明らかにした（図 2）。これらの結果
は，今までの活性酸素による光合成活性の低下が光化学系 II 蛋白質

複合体の損傷の促進によるとする考

塩ストレス耐性と適合溶質（塩ス

えを覆すものであった。

トレスに曝された微生物や植物細胞

また光化学系 II の光阻害とその修内 に高 濃 度 に蓄 積 する低 分 子 化 合

復過程における塩ストレスの効果を物）の関係を解明するため，ラン藻

翻訳阻害剤の存在下および非存在下Synechocystis において適 合 溶 質

で比較することで，塩ストレスが濃であるグルコシルグリセロールの合成

度依存的に光化学系 II の修復過程を系に関わる遺伝子の破壊株を作製し阻害することを明らかにした。さら解析をおこなった。グルコシルグリセに，標識化合物により光化学系 II 反

ロールリン酸合成酵素の破壊株（Δ

応中心 D1 タンパク質の de novo 合ggpS）では，グルコシルグリセロー

成を追跡した結果，塩ストレスによ

ルを細胞内に蓄積できず，野生株にり D1 タンパク質の合成が翻訳レベル

比べて塩耐性能が低下していた。フで阻 害 されることを明 らかにした。

ローサイトメトリーと電子顕微鏡にまたノーザン解析および転写阻害剤

よる解析の結果，破壊株では塩ストを用いた解析の結果，塩ストレスがレスにより細胞の膨張，破裂が観察

D1 タンパク質 の代 謝 を， 転 写 ，されるが，グルコシルグリセロールを

mRNA の分解の過程で阻害すること

添加することで回復することを明らを明 らかにした。 これらの結 果 は，かにした。さらにこの原因が NaCl に塩ストレスが細胞の代謝や光化学系

よる細胞分裂過程の阻害であることの活性のどのステップに影響を及ぼを明らかにした。この結果，グルコ

すのかを明らかにした極めて重要な

シルグリセロールが塩ストレス下にお知見である。

ける細胞分裂機構の保護に重要な役割を果たしていることがわかった。

適合溶質と環境ストレス耐性能の関係の解明図 2 光 化 学 系 I I 反 応 中 心 D 1 タンパク質 の d e n o v o
合成経路における過酸化水素の阻害効果
psbA 遺伝子にコードされた D1 タンパク質は mRNA に転写後，pre-D1 タンパク質に翻訳され，さらに修飾を受けて成熟型 D1
タンパク質となる。この生合成経路において過酸化水素は翻訳のステップを阻害する。

参考文献
1. Wada, H., Gombos, Z. and Murata,
N. (1990) Enhancement of chilling
tolerance of a cyanobacterium bygenetic manipulation of fatty aciddesaturation. Nature 347, 200203.
2. Suzuki, I., Los, D.A., Kanesaki, Y.,
Mikami, K. and Murata, N. (2000)
The pathway for perception andtransduction of low-temperature
signals in Synechocystis. EMBO J.
19, 1327-1334.
3. Nishiyama, Y., Yamamoto, H.,
Allakhverdiev, S.I., Inaba, M.,
Yokota, A. and Murata, N. (2001)
Oxidative stress inhibits the repairof photodamage to the photosynthetic machinery. EMBO J. 20,
5587-5594.
4. Allakhverdiev, S.I., Nishiyama, Y.,
Miyairi, S., Yamamoto, H., Inagaki,N., Kanesaki, Y., and Murata, N.
(2002) Salt stress inhibits therepair of photodamaged photosystem II by suppressing the transcription and translation of psbA
genes in Synechocystis. Plant
Physiol. 130, 1443-1453.
5. Inaba, M., Suzuki, I., Szalontai, B.,
Kanesaki, Y., Los, D.A., Hayashi,
H., and Murata, N. (2003) Geneengineered rigidification of membrane lipids enhances the cold
inducibility of gene expression in
Synechocystis. J. Biol. Chem. 278,
12191-12918.
6. Marin, K., Suzuki, I., Yamaguchi,
K., Ribbeck, K., Yamamoto, H.,
Kanesaki, Y., Hagemann, M., and
Murata, N. (2003) Identification ofhistidine kinases that act as sensors in the perception of salt
stress in Synechocystis sp. PCC
6803. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.
100, 9061-9066.

STAFF
博士研究員

特別協力研究員高橋

Kalyanee, Paithoonrangsarid
Vladimir Borisovich, Panichkin
Domitry A., Los

俊一

Jogadhenu Syama Sundar, Prakash
Suleyman, Allakhverdiev

事務支援員

兼崎
村田

紀夫

教 授

鈴木

和子

石根

助 手

基礎生物学研究所 要覧 2004

45

研究活動

環境生物学領域

www.nibb.ac.jp/bioenv1/index-j.html

分子環境生物学研究部門

ンを投与された雌マウスの膣や子宮には恒常的活性化〜増殖因子の発現上昇

前ガン病変が誘起され，若い女性の膣というポジティブループにより，エス

明細胞腫の発生は胎児期の合成エスト

トロゲン非依存的な細胞増殖が制御

ロゲン（DES）曝露が原因であることされていると考えられる（文献１）。

生体を取り巻く化学物質の影響にが 1970 年に明らかにされている。さまた，このような膣上皮のエストロ

ついて生命体レベルから分子レベ

らに周生期の性ホルモンや抗ホルモンのゲン非依存的な細胞増殖，角質化誘ルまでの総合的な研究視野から基礎研投与の影響は生殖器官にとどまらず，起の分子機構を解析する目的で，デ究を行っている。生物の発生・生殖・免疫系，中枢神経系，代謝系，行動なィファレンシャルディスプレイ法を用成長などの生命活動は棲息環境に大きど非生殖系の異常も誘起されることが知いて不可逆化に関与する新規遺伝子

く依存しているが，近年になって，環境られている。このような生体に対して多の探 索 を行 っている。 これまでに，中に放出されている多くの化学物質の中様な影響を及ぼすホルモンやホルモン作

不可逆化した膣に特異的に発現してにエストロゲン受容体に結合してエスト用を示す化学物質の生体への作用機構

いるいくつかの遺伝子のクローニング

ロゲン類似作用を示したり，アンドロゲを明らかにし，ホルモン感受性の高い臨に成功しており，その遺伝子の発現

ン受容体や甲状腺ホルモン受容体に結界期について分子レベルで解明することと機 能 について解 析 を行 っている

合してホルモン作用を阻害する物質（内を目的としている。

（文献 2）。こうした遺伝子の一つは，卵巣除去によりエストロゲンの影響

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がなくなると急速に発現が減少する

出生時のマウスの生殖器系の発達が，不可逆化したマウスではその制はヒトの妊娠 3 − 4 ヶ月の胎児の生御が狂い，恒常的な発現が誘発され殖器系の発達段階ることが明らかになってきている。まと相 同 であること

たその特異的な発現から，上皮の角から，周 生 期 のマ質化に関連していることが予想され，ウスは， ヒトでの現在その機能解析を進めている。こ胎 児 曝 露 のモデル

れらの解析は，ホルモン投与によるとなりうる。 出 生

不可逆化誘起の機構解析に繋がるも直 後 のマウスへエのと期待される。

ストロゲンやアンドロゲンを投 与 す
ると， 本 来 のエス

図 1 周生期の性ホルモン投与によって誘起される変化

46

内分泌かく乱物質の作用機序の解明

トロゲンに対 する

内分泌かく乱物質の作用機序を明

反応性を失い，不らかにするためのアプローチの一つと可逆的な膣上皮のして，遺伝子発現のレベルからの解角質化・腫瘍化，明を行っている。本来のステロイド

子宮の形成不全・ホルモン受容体は転写因子であるこ

扁平上皮化・腫とから，エストロゲンや内分泌かく

哺乳動物では，特に出生前後（周生瘍，輸卵管腫瘍，

乱物質が転写に及ぼす影響を解析す期）の臨界期（窓）にホルモンやホルモ

多卵性卵胞・多核卵，不妊などが誘ることにより，その機能的な共通性

ン関連物質の影響を受けやすく，生殖起される。これらの組織ではガン原と特異性を見出そうとしている。

器官などに恒久的な分子的変化が誘起

遺伝子（c-jun，c-fos） mRNA が

DNA マイクロアレイを用いて約 1 万されることが知られている。例えば，子発 現 し， 細 胞 分 裂 率 が高 く， EGFの遺伝子の発現状態を解析すること

宮や膣の細胞分裂・分化は女性ホルモと c-Fos の増 加 がみられており，

により，エストロゲンや内分泌かくンのエストロゲンやプロゲステロンによ

EGF の恒常的発現〜 EGF 受容体の乱物質が遺伝子発現に及ぼす影響をって調節されており，周生期に性ホルモ活性化に伴うエストロゲン受容体の明らかにしている（文献 3，4）。こ

基礎生物学研究所 要覧 2004

エル，アメリカワニ，

参考文献

海産メダカのマミチ

1. Miyagawa, S., Y. Katsu, H. Watanabe and T. Iguchi: Estrogen-independent activation of erbBs signaling and estrogen receptor α in themouse vagina exposed neonatallyto diethylstilbestrol. Oncogene 23,
340-349, 2004

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されている。これらの動物で

2. Katsu, Y., D. Lubahn and T. Iguchi:
Expression of novel C-type lectinin the mouse vagina. Endocrinology 144, 2597-2605, 2003

は，エストロゲン受
容体は胚にも存在
し，エストロゲン様

3. Watanabe, H., A. Suzuki, M.
Kobayashi, D. Lubahn, H. Handa
and T. Iguchi: Analysis of temporalchanges in the expression of
estrogen regulated genes in theuterus. J. Mol. Endocrinol. 30,
347-358, 2003

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
トロゲン様物質の作用機構を解析するた
めに，エストロゲン

4. Watanabe, H., A. Suzuki, M.
Kobayashi, D. Lubahn, H. Handa
and T. Iguchi: Similarities and differences in uterine gene expression patterns caused by treatedwith physiological and non-physiologicalestrogens.
J.
Mol.
Endocrinol. 31, 487-497, 2003

受容体，エストロゲ
図 2 周 生 期 の D E S 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（ EGF ， TGF-α ）のmRNA 増 加 や， 細 胞 壊 死 因 子 （ TNF-α ，Fas ）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。

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）。

5. Urushitani, H., M. Nakai, H. Inanaga, Y. Shimohigashi, A. Shimizu,
Y. Katsu and T. Iguchi: Cloning
and characterization of estrogen
receptor α in mummichog, Fundulus
heteroclitus.
Mol.
Cell.
Endocrinol. 203, 41-50, 2003

エストロゲン様化学物質の検出
一般にビスフェノールＡなどのエス
トロゲン様物質の検出には酵母を用

れらの比較により，エストロゲン本

いた系，培養細胞を用いた系，動物

来の遺伝子発現パターンと内分泌かに投与して子宮肥大を観察する系な

く乱物質による遺伝子発現パターン

どがある。実験動物に与えられる餌が異なっていることを明らかにしてきにどれほどのエストロゲン様物質が含ており，こうした遺伝子の機能を解まれているのかを酵母を用いた系を明していくことにより，内分泌かく使って調べた（文献７）。餌に含まれ乱物質の広範な影響について明らかている様々な植物由来のエストロゲにしていく。

ン様物質により，餌はエストロゲン

6. Katsu, Y., D.S. Bermudez, E.
Braun, C. Helbing, S. Miyagawa,
M. Gunderson, S. Kohno, T.
Bryan, L. Guillette and T. Iguchi:
Molecular cloning of the estrogenand progesterone receptors of theAmerican alligator. Gen. Comp.
Endocrinol. 136, 122-133, 2004
7. Kato H, T. Iwata, Y. Katsu, H.
Watanabe, Y. Ohta and T. Iguchi:
Evaluation of estrogenic activity indiets for experimental animals
using in vitro assay. J. Agric. Food
Chem. 52, 1410-1414, 2004

活 性 を持 っていることが示 された。

は虫類，両生類および魚類への影響この検 定 法 は簡 便 であることから，様々な化学物質がエストロゲン活性

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

を持つかどうかを調べる非常に重要な系を提供する。

STAFF
技術課技術職員

総合研究大学院大学院生

技術支援員

水 谷

宮川
信一
永 田 恵美子
小林
未佳
石本
洋一

市川
理恵
後藤
麻友
鈴木
敦子
日名子
恵
大 塚 絵 里小 林 かおる

特別共同利用研究員

事務支援員

加藤

今 泉 妙依子

健

博士研究員

曽根

井口

泰泉

教 授

渡邊
助教授

肇

勝

義直
助 手

漆谷

博志

研究員

清明

英男

基礎生物学研究所 要覧 2004

47

研究活動

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受けている，という事実を明らかに行なうことで，葉の形態制御系のネした業績は，世界的に高く評価されットワークを詳細に明らかにしていきており，海外の教科書にも引用されたいと考えている。

ている。縦の長さを制御する ROT3「葉」の研究から植物を理解する

はブラシノステロイド合成系に関与

私たちは＜葉の形態形成＞をキーワした遺 伝 子 ， また横 幅 を制 御 するードとして，＜植物＞を理解しようと試

AN は動 物 の CtBP 遺 伝 子 に類 似 しみている。

葉を構成する細胞数，
細胞の形状はどのように制御されているのかた遺伝子（文献 2）である。興味深

葉は，有限成長型の器官という点

第１に葉は，植物の最も重要な器官いことに，それぞれ，動物ゲノムにもで，植物が持つ器官としては異例のである。花弁，雄しべ，雌しべ，すべて類似遺伝子が存在するが，植物に特特徴を持っている。そのためか，細葉の変形した器官である。したがって，異的なサブファミリーの一員を構成

胞分裂回数の低下が起きると，それ葉の形態形成の仕組みを明らかにするこ

しており，葉の形の制御系が植物でを補償するかのように細胞体積の増とができれば，植物の地上部におけるか

独自の進化を遂げたことを示唆して

加 が起 きることが多 い。 そのため，たち作りの仕組みは，大部分を理解でいる。また葉の有限成長性が異常と古くから植物の葉では，形態形成のきることになる。第２に，光合成の場でなった変異体，as2 および bop の解ユニットは細胞ではなく葉そのものなある葉は，光など環境シグナルの受容部

析（文献 3）から，AS2 や BOP は，のではないか，とするオルガニズマル

位であるため，環境適応や可塑性が著

ホメオボックス遺伝子の KNOX の葉説さえ提唱されてきた。しかし補償しい。したがって葉の制御機構を解明すにおける発現を制御する遺伝子であ作用を考慮に入れれば，細胞を単位ることは，植物の環境適応戦略の理解，ることが判明している。

とした形態形成でも十分現在の知見

あるいは植物のかたちの多様性形成機構の解明にも必須である。

しかし現在，葉の発生過程の複雑は説明できる。そこでこの解釈を新さに比べ，判明している事実はまだ細胞説として提唱した（文献 4, 5）

そこで私たちはシロイヌナズナ（Ara-

わずかである。厚さの制御，あるいが，補償作用の正体，そのメカニズ

bidopsis thaliana (L.) Heynh.）は光や重力等の外部環境因子の作用ムについては現在，全く不明である。

をモデル植物に，この問題の解明をめざなど，他の側面についての解析をも私たちはそこで，植物に特異的な発しており，これが本研究室の大きな柱で生制御過程，補償ある。さらに，葉形に関する基本的な制作用の分子メカニ

御系遺伝子が単離できれば，それは植ズムも明らかにし物形態の多様性の遺伝子的背景を理解

ようと，葉を構成する上でも，有力な手がかりとなる。そする細胞数，細胞こで，そうしたエボデボ研究にも取り組体積の制御系の変んでいる。

異体の解析も進めている。
それと共 に，細胞の増殖過程の遺葉の形を制御する遺伝子伝制御を明らかに

これまでの発生遺伝学的解析の結する目的で，細胞果，世界に先駆け，シロイヌナズナ

数の減少を伴う変より ROT3， AN， AS1， AS2，
BOP 遺伝子等，葉形態形成の鍵と

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なる遺伝制御過程の同定に成功して右半分に示される遺伝子群は，葉の縦あるいは横といった平面上の極性伸長を制御しており，葉の長さや巾の決定に深く関わっている。左半分に示される遺伝子群は，葉の形状の複雑さに深く関わっていると共に，葉原基の分裂組織の制御を行なっている。白矢印は，遺伝子の機能喪失を，紫の矢印は，遺伝子の人為的な構成発現を示す。

きた（図１，文献１）。その中でも，シロイヌナズナの葉の全形が，縦方向と横方向との二方向独立に制御を

48

基礎生物学研究所 要覧 2004

異体の解析も行なっている。その結
果 見 つ か っ た
ROT4 は，シロイ
ヌナズナの国際ゲノムプロジェクト

で見落とされていた遺伝子で，短いの形態の多様性の，遺伝子的な背景

参考文献

ペプチドをコードする（ Narita etを明らかにできないか，という試みもal., 2004）。このようなペプチドが行なっている。野生植物は遺伝子レ

葉の細胞数の制御をしているという

ベルでの解析がシロイヌナズナに比し知見はこれが初めてであり，しかもて難しいため，まだ原因遺伝子の解

この遺伝子産物と相同性のあるペプ

明につながった例はないが，シロイヌ

1. Tsukaya, H. (2002) Leaf Development, The Arabidopsis Book, eds.
C.R.
Somerville
andE.M.
Meyerowitz, doi/10.1199/tab.0072,
http://www.aspb.org/downloads/ar
abidopsis/tsukaya.pdf

チドは，種子植物以外からは見つか

ナズナの変異体との比較から，いくっていない。動物にはない特異な細つか興 味 深 い知 見 が得 られている。

胞増殖制御系として，植物のボディ

例えばシロイヌナズナでは，各種環

プラン進化のメカニズムを知る上で，境化での矮小化の際，細胞体積の減重要な手がかりではないかと期待さ少が顕著に認められる。また葉が小れる。

さい変異体を単離すると，細胞が小型化しているケースが非常に多い(文

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

献 4, 6)。しかし自然界での矮小化，あるいは細葉化の事例を調べてみると，全て細胞の数の減少を示す。こ上記のように，シロイヌナズナを用の自然界での葉のサイズ制御に関し，いた解 析 から，徐 々 にではあるが，現在，アジア各地域のフィールド調

葉の形態を司る基本制御系が明らか

査を軸として，他大学の研究者と共になってきた。それを踏まえ，エボデ

同で，各研究ジャンルから総合的にボ的な観点から，自然界における葉解析を行なっている。

2. Kim, G.-T., Shoda,K., Tsuge, T.,
Cho, K.-H., Uchimiya, H., Yokoyama, R., Nishitani, K. and Tsukaya,
H. (2002) The ANGUSTIFOLIA
gene of Arabidopsis, a plant CtBP
gene, regulates leaf-cell expansion, the arrangement of cortical
microtubules in leaf cells andexpression of a gene involved incell-wall formation. EMBO J. 21,
1267-1279.
3. Ha, C.-H., Kim, G.-T., Kim, B.-C.,
Jun, J.-H., Soh, M.-S., Ueno, Y.,
Machida, Y., Tsukaya, H. andNam, H.-G. (2003) The BLADEON-PETIOLE gene controls leaf
pattern formation through regulationofmeristematic
activity.
Development 130, 161-172.
4. Tsukaya, H. (2002) Interpretationof mutants in leaf morphology:
genetic evidence for a compensatory system in leaf morphogenesis that provides a new link
between Cell and Organismal theory. Int. Rev. Cytol. 217, 1-39.

図 ２ 自 然 界 における葉 の矮小化の例
日本に広く分布するツルア
リドオシの中には，屋久島で知られるヒメツルアリドオシ（左）のように，ごく小型の葉を付ける系統が知られている。この変異の場合，葉を構成する細胞の数のみが変化している（文献６）。

5. Tsukaya, H. (2003) Organ shapeand size: a lesson from studies ofleaf morphogenesis. Curr. Opin.
Plant Biol. 6, 57-62.
6. Yokoyama, J., Fukuda, T. andTsukaya, H. (2003) Morphologicaland molecular variation of Mitchella undulata Siebold et Zucc., withspecial reference to systematic
treatment of the dwarf form from
Yakushima Island. J. Plant Res.
116, 309-315.

STAFF
博士研究員

総合研究大学院大学院生

技術支援員

Ferjani Ali
矢野
覚士
山口
貴大

小塚
俊明
成田
典之
間 野 絵梨子藤倉
潮高 部 恵理子
山口
千波
酒井
桂子
近藤
牧子

Cho, Kyu-Hyong

塚谷

裕一

助教授

堀口

吾朗

助 手

石川

直子

研究員

基礎生物学研究所 要覧 2004

49

研究活動

環境生物学領域

光情報研究部門（客員部門）ってどれほど重要な現象であるのか，

参考文献

また光の強弱を関知しているのはど

1. Kikuchi, K., K. Terauchi, M. Wadaand H. Hirano (2003) mPING plant
MITE mobilized in anther culture.
Nature 42: 167-170.

のような色素系であるのかを解析したちは植物の形作りに重要な光の私作用をシダやシロイヌナズナを使って研究している。特に光合成が行われる細胞小器官である葉緑体が光条件によって葉の細胞内を移動する現象を解析し，そのメカニズムと意義を明らかにしたい。また遺伝子機能の解明に有効な技術の開発にもたずさわっている。

てきた。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

2. Wada, M., T. Kagawa and Y. Sato
(2003)
Chloroplast
movement.
Annu. Rev. Plant Biol. 54: 455-468.

が非常に多く，今後の我々の研究に託されている。

3. Oikawa, K., M. Kasahara, T.
Kiyosue, T. Kagawa, N. Suetsugu,
F. Takahashi, T. Kanegae, Y.
Niwa, A. Kadota and M. Wada
(2003) CHOLOROPLAST UNUSUAL POSITIONING1 is essential for
properchloroplast
positioning.
Plant Cell 15: 2805-2815.

トランスポゾンと遺伝子サイレンシング
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。

葉緑体光定位運動

4. Kagawa, T., M. Kasahara, T. Abe,S. Yoshida and M. Wada (2004)
Function analysis of Acphot2 using
mutants deficient in blue lightinduced
chloroplast
avoidance
movement of the fern Adiantum
capillus-veneris L. Plant Cell Physiol. 45: 416-426.

我々は機能未知の遺伝子作用を明ら

食物を食べてエネルギーを獲得すかにする手法を開拓するために，相る動物と違って，植物は太陽光をエ

同組み換え技術の開発，トランスポ

ネルギー源として光合成を行い，有ゾンの解析，遺伝子サイレンシング

機物を自ら合成して自活している。

の利用法などをイネやシダを使って植物の生活にとって最も重要な戦略行っている。新しいトランスポゾンのは，いかにして光合成を効率的に行発見や，シダにおける特異な遺伝子

うかである。植物は弱光下では葉緑

サイレンシングの発見があり，これら体を細胞表面に集め，効率よく光をの現象の今後の利用に向けて技術の吸収し，強光下では，葉緑体の傷害確立を急いでいる。

5. Kasahara, M., T. Kagawa, Y. Sato,T. Kiyosue and M. Wada (2004)
Phototropins mediate blue and red
light-induced chloroplast movements in Physcomitrella patens.
Plant Physiology in press.

をさけるために細胞 の葉緑体光定位運動の集合反応も逃避反応も欠損
した chup1 突然変異体の原因遺伝子 CHUP1
はアクチン結合ドメイン，ロイシンジッパーなどを持つタンパク質をコードしており，葉緑体の運動に重要な役割を持つと考えられる。柵状組
織の細胞内で一過的に発現させたCHUP1 N 末端部分と GFP の融合タンパク質は，葉緑体の外包膜に存在する OEP7 と GFP の融合タンパ
ク質の分布 ( G, H ) と同じ分布を示した( J, K ) 。
一 方 GFP のみは細 胞 質 ( B, C ) に， RBCS とGFP の融合タンパク質は葉緑体内( E, F ) に存在することが示された。これらの結果は，CHUP1
が葉緑体の包膜上に存在し，葉緑体の移動に関与していることを強く示唆している。写真上段
は chlorophyll の蛍光，中段は GFP の蛍光，
下段は両者を重ね合わせたもの。

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，また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現象であると考えられる。そこで
我々は実際に植物にとSTAFF
特別協力研究員

技術支援員

末次

左右田
茜
清水
峰子

憲之

特別共同利用研究員

上中
及川
高橋
和田

正三

山内

大輔

教 授
助教授
（東京都立大学大学院理学研究科） （姫路工業大学大学院理学研究科）

50

基礎生物学研究所 要覧 2004

菊池

一浩

助 手

小倉

康裕

研究員

秀敏
和聡
文雄

環境生物学領域

研究活動

光環境学研究室

微

生物の多様性に着目しつつそれらまれていることを示す特徴的な緑色の光センシング反応の現象論的解の蛍光を発する。そこで PFB の取出

析を続け, その結実として, 世界で全く予しかたを工夫し, 純度の良い PFB を想されていなかった一人三役の光センサー

得ることに成功した。

である「光活性化アデニル酸シクラーゼ」

こうして得られた PFB からフラビ(PAC)を, ミドリムシの青色光センシン

ンを含むタンパク質を精製し, 分析

グの実体分子として発見するに至った。

した結果, このフラビンタンパク質は

背景

感覚のような速い反応を媒介するのに好適な分子であると考えられる。

将来の展望・夢と社会的意義

青色光で活性化されアデニル酸シク

PAC はそれ自身が光センサーとしラーゼの性質を持つことが明らかになても機能する極めてユニークなアデニ

ミドリムシ（図 1）は, 鞭 毛を動った。アデニル酸シクラーゼは, 多く

ル酸シクラーゼである。そこで PAC

かして水中を泳ぎ回り, また, 植物の生物の細胞内情報伝達系においてを細胞工学的に任意の細胞に導入すと同じように緑色の葉緑体多数によセカンドメッセンジャーとして機能す

れば, 光条件を変えることで, 細胞って光合成をしている単細胞微生物

るサイクリック AMP（cAMP）を産

内 の cAMP 濃 度 を人 為 的 に変 化 さである。また, 光に向かって集まっ生する酵素であるが, このような, 自せ, 神経の走行方向・記憶・発生そてくる, いわゆる「走光性」を示す

身が光受容分子として機能するアデの他の生命活動をコントロールする生物として小・中学校の教科書によ

ニル酸シクラーゼは従来全く知られて「細胞機能光スイッチ」として応用すく紹介されている「国民的美生物」

おらず, きわめてユニークな分子と言ることが可能となることを夢見ていとも言えよう。

ってよい。我々はこれを光活性化アる。純基礎生物学的な研究から面白

デニル酸シクラーゼ（PAC: Photoac-

い成果が出ることがあるという例とでは, ミドリムシはどのようにして
光 を感 じて明 るい所 へ集 まったり

tivated Adenylate Cyclase）と名付た。

して社会の人たちに知って頂きたい（光集合）強い光を避ける（光逃避）

味や匂いの感覚等, 多くの場合アデと思っている。

のであろうか？このような, 光感覚のニル酸シクラーゼはセンサータンパク

仕組み, とりわけ, 光センサーの実体

質からの信号をＧタンパク質を介しについては, １００年以上の研究がて受け取り, その活性が制御される

積み重ねられて来たが, 明確な答え

が, PAC はそれ自身がセンサーでもは得られなかった。最近, 私たちは,あることから, すばやい信号伝達が可この長年の謎に関して, 決定的な答能であると推測され, ミドリムシの光

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-activatedadenylyl cyclase mediates photoavoidance in Euglena gracilis. Nature 415:
1047-1051.

えを得る事に成功した（文献 1）。

2. Koumura, Y., Suzuki, T., Yoashikawa,S., Watanabe, and M., Iseki, M. (2004)
The origin of photoactivated adenylyl
cyclase (PAC), the Euglena blue-light
receptor: phylogenetic analysis of orthologues of PAC subunits from several
euglenoids
andtrypanosome-type
adenylyl cyclases from Euglena gracilis.
Photochem. Photobiol. Sci., 3: 580-586.

実験と結果
まず, 基礎生物学研究所の大型ス
ペクトログラフを利用してミドリムシ細胞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

図１ ミドリムシの光受容器官
Paraflagellar body (PFB)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

STAFF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のはどこかというと, 眼点に

伊 藤 真紀子
鈴木
淑子

伊藤
吉川
鈴木

部 分 （ PFB: paraflagellar body）と考えられている（図１）。PFB は

技術支援員

伊関

峰生

博士研究員

近接して鞭毛の基部付近に膨らんだ

蛍光顕微鏡で観察するとフラビン含

さきがけ研究員

渡辺

慎治
伸哉
武士

正勝

助教授

基礎生物学研究所 要覧 2004

51

研究活動

環境生物学領域

ストレス応 答 機 構 研 究 室

物は常に変化する自然環境へ柔植

図 1 ヒメツリガネゴケ
P L C の構造的特徴

軟に適応することで自らの生育を触媒領域を形成する X および
Y ドメインとC 末端側のC2 ド
メインは高等植物とほ乳類のPLC にも保存されているが，N ドメインは植物 PLC にのみ見られる。哺乳類 PLC に見られる PH ドメインは植物 PLC
では保存されていない。At，
シロイヌナズナ； Rn，ラット可能にしているが，その仕組みの詳細は不明である。当研究室では，植物の環
境適応におけるイノシトールリン脂質（PI）代謝系の役割を解明するため，環境変化の形態形成への影響と PI 代謝系
で中心的な役割を果たしているホスホリ
パーゼ C（PLC）の機能との関連を解い，２）重力応答が見られない，３）

形成が塩や浸透圧などの環境ストレ析している。

クロロフィル量が低いため全体的にスによって抑制されるため，形態形

黄色っぽい，などの表現型が観察さ成と環境ストレス応答を制御する信ヒメツリガネゴケ Physcomitrella

れた（図 2 参照）。さらに，１）が芽号伝達系の間には PpPLC1 を介した

patens は，相同組み換えによる遺伝の形成に必要なサイトカイニンへの応

何 らかの関 連 があると推 察 された。

子破壊が可能であることから植物の答の消失によっていたため，

その詳細についても解析中である。

遺伝子機能を解析する上で大変優れ

PpPLC1 がサイトカイニンや重力のた研究材料である。ヒメツリガネゴケ

信号伝達系の制御に関わっていると

参考文献
1. Mikami, K., Katagiri, T., Iuchi, S.,
Yamaguchi-Shinozaki, K. and Shinozaki, K. (1998) A gene encoding
phosphatidylinositol-4-phosphate
5-kinase is induced by water
stress and abscisic acid in Arabidopsis thaliana. Plant J. 15, 563568.

の PLC をコードする２ つの cDNA考えられた。PLC とサイトカイニンを単離し，それらの産物，PpPLC1

信号伝達系の関連はこれまでに報告

及び PpPLC2，の構造を解析したとがない新しい知見であり，現在さらころ，両者ともこれまでに高等植物に詳しく解析している。また，芽のから単離された PLC の構造と高い相
同 性 を 示 し た （ 図 1 ）。 さ ら に ，PpPLC1 が高 等 植 物 PLC と同 様 の

2. Mikami, K. and Hartmann, E. (2004)
Lipid metabolism in mosses. In,
New Frontiers in Bryology: Physiology, Molecular Biology andFunctional Genomics (A.J. Wood,
M. J. Oliver and D. J. Cove, eds.),
Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, pp 133155.

酵素活性を持っていたことから，植物 PLC がヒメツリガネゴケから高等植物まで良く保存されていることが明らかとなった。
PpPLC1 と PpPLC2 は高 等 植 物
PLC の N 末端側に保存されている N

3. Mikami, K., Repp, A., Graebe-Abts,
E. and Hartmann, E. (2004) Isolation of cDNAs encoding typicaland novel types of phosphoinositide-specific phospholipase C fromthe moss Physcomitrella patens. J.
Exp. Bot. 55, 1437-1439.

ドメインと名付けられた EF ハンド様の保存領域を持つが，PpPLC2 のそれは挿入配列を持っており（図 1），
それが機能的かどうかは不明である。
また，PpPLC2 は PpPLC1 のような
酵 素 活 性 を示 さなかったことから，構造的にも酵素活性的にもこれまで

STAFFに植物では報告のないヒメツリガネゴ
ケに固有で新規のものと考えている。
以上を踏まえ，植物 PLC の機能解析を目的として PpPLC1 遺伝子の破壊株を作出した。得られた遺伝子破壊株では，１）芽の形成とそれに引き続く茎葉体の形成が全く見られな

52

基礎生物学研究所 要覧 2004

図 2 ヒメツリガネゴケの P p P L C 1
遺伝子破壊株（ p l c 1 ）で見られる視覚的特徴
plc1 （下）は野生株（上）に比べて緑色の度合いが低く，また芽から形成される茎葉体が全く見られない。

三上

浩司

助教授

理論生物学領域

研究活動

理論生物学研究部門

私たちのグループは，計算機や数理数の仮説のそれぞれについて数理モ的手法を用いて，生命現象に取デルを作り解析した。(A) auxin 消り組んでいる。特に，時空間中にパター費型モデル：葉の辺縁部で供給されンが展開する過程である発生・形態形

る auxin ホルモンの濃 度 が高 い所

成現象を理解する為には，数理モデル

で，葉脈が誘導されるとするモデル。

は必要不可欠である。また，増加し続

計 算 機 シミュレーションを行 うと，ける生命科学の情報を統合して高次生伸長と分岐の繰り返しにより葉脈が命現象の理解につなげる上でも，数理作られる一方で，全体として等間隔的手法は有効だと考えている。

のネットワークが形成された。一方で葉脈は決して閉じたループを形成

遺伝子ネットワークと細胞状態の多様性しない。(B) 運河モデル： auxin 流量の大きいところで，葉脈が誘導されるとするモデル。計算機シミュレ

遺伝子の発現は，存在する転写調ーションを行うと，葉脈は閉じたル

節因子の組み合わせによって厳密にープを含むネットワークを形成する

コントロールされており，発現調節が，伸長に伴うほぼ一定間隔の分岐領域において，いわば論理計算が行は見られない。実際の葉では，二つわれている。発生過程において遺伝のモデルの両方の仕組みが働いてい子が相互作用する結果，活性遺伝子ると予想できる。

参考文献
1. Kurosawa, G., Mochizuki, A. andIwasa, Y. (2002) Processes promoting oscillations -- comparative
study of circadian clock models. J.
Theor. Biol. 216, 193-208.
2. Tohya, S., Mochizuki, A. and Iwasa,
Y. (2003) Random cell sorting canform cone mosaic patterns in fish
retina and explain the difference
between zebrafish and medaka. J.
Theor. Biol. 221, 289-300.
3. Shoji, H., Mochizuki, A., Iwasa, Y.,
Hirata, M., Watanabe, T., Hioki, S.
& Kondo, S. (2003) Origine of
directionality in the fish stripe pattern. Dev. Dyn. 226, 627-633.
4. Ryohji, T., Mochizuki, A. & Iwasa,
Y. (2003) Possibility of Tissue
Separation Caused by Cell Adhesion. J. Theor. Biol. 221, 459-474.

に違いが生じ，多様な細胞分化状態
や複雑な体制が実現されると考えられる。我々は遺伝子ネットワークを

図 2 二つの仮説に基づく葉脈形成パターン

一般的に扱える，常微分方程式モデモデル A では枝分かれを繰り返し，ほぼ等間隔の脈分布を作るが，ネットワークは閉じない。
モデル B では葉脈は閉じたループを作るが，分岐を繰り返さない。

ルを開発した。これにより遺伝子活性の動的な変化や定常状態が，数理的に解析できた。細胞分化状態に相当する定常状態について，詳細な解析に初めて成功した。その結果，「遺伝子の数が増加しても，分化状態の多様性は全く増加しない」，という意
外な結果が得られた。つまり，進化の過程における遺伝子数の増加は，体制の複雑化の直接の原因ではない。
実際の生物に見られる多様な細胞状図 1 定常状態（細胞の分化状態）の数の分布
横軸は一つのネットワークが作る細胞分化状態の数。縦軸はその分布。ランダムに作られたネットワークのほとんどは，分化状態を 0 〜 2 個しか持たず，遺伝子の数（N ）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，平均から極端に偏っていると言える。

態が実現するためには，多数の遺伝
子が自身の発現を制御していること

STAFFが必要だと分かった。

特別協力研究員

特別共同利用研究員

藤田望月（綾部）慈子山上歩

浩徳

葉脈ネットワークパターン
葉脈は馴染み深いパターンである
が，その形成のメカニズムはまだ明らかでない。葉脈形成を説明する複

望月

敦史

助教授

遠矢

周作

研究員

基礎生物学研究所 要覧 2004

53

研究活動

理論生物学領域

ゲノム情 報 研 究 室

世界中で多様な生物種についてのゲに必要となる多数のゲノム間のオー

参考文献

ノム解析が進み，急速にデータがソログ対応付けについて，効率的な蓄積している。これらのデータを生命現

アルゴリズムの開 発 を行 っている。

象の解明に役立てるために，特に比較

また，オーソログ分類の結果としてゲノム解析のアプローチを中心とした研得られる系統パターン（ある遺伝子

1. Uchiyama I. (2000) Hierarchicalclustering procedure for grouping
orthologous domains in multiple
genomes. in Currents in computational molecular biology 146-147.

究を行っている。すなわち，多数のゲノが各ゲノム中に存在するかしないか

ムを比較して，その間にみられるパターというパターン）や融合タンパク質ンの共通性と多様性を解析することによの存在などから遺伝子の機能推定をって，遺伝子の集合体としてのゲノムの行える可能性が指摘されており，大成り立ちを理解し，それによってゲノム

量 のデータを活 用 することにより，の進化過程を推定したり，機能未知遺その可能性を高めることも目指して

伝子の機能を推定したりすることを目指いる。

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。

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

微生物ゲノム比較解析システム

ど，複数の類縁ゲノムが決定された

ゲノムサイズが数メガ塩基程度のケースがいくつか存在するので，原核生物においては，全配列が決定

MBGD を活用しつつ，国内のゲノムされたゲノム数 がすでに百 を超 え，研究者と共同で具体的なゲノムの解

なお数百のプロジェクトが進行中で析を行っている。特に，原核生物のある。こうした圧倒的なデータ量とゲノム進化においては，通常の垂直多様性を持つ微生物ゲノムの比較解伝搬に加えて水平伝搬も考慮しなけ

析を推進するため，微生物ゲノム比

ればならないが，ゲノム比較を通じ較 解 析 システム MBGD の構 築 を行てその実態を明らかにすることを目っている。特に，比較解析を行う際指した研究も行っている。

2. Nobusato, A., Uchiyama I., Ohashi,S., Kobayashi, I. (2000) Insertion
with long target duplication: amechanism for gene mobility suggested from comparison of two
related bacterial genomes. Gene
259:99-108.
3. 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 meticillinregistant Staphylococcus aureus.
Lancet 357:1225-1240.
4. Takami, H., Takaki, Y., Uchiyama,
I. (2002) Genome sequence of
Oceanobacillus iheyensis isolated
from the Iheya Ridge and its unexpected adaptive capabilities toextreme environments. Nucleic
Acids Res. 30:3927-3935.
5. Uchiyama, I. (2003) MBGD: Microbial genome database for comparative analysis. Nucleic Acids Res.
31:58-62.

STAFF

内山

郁夫

助 手

M B G D 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

54

基礎生物学研究所 要覧 2004

計算科学研究センター
基生研電子計算機室担当

所長研究室

研究活動

所長研究室

所

長研究室では，以下のテーマで，乳期にさしかかると，急速に運動量

遺伝子操作マウスを作り解析をが低下し，また食欲がまったく感じ

進めている。

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考えられている。我々もＮＭＤＡ受

１）ドーパミン神経系の機能解析
ドーパミンは，中枢神経の神経伝

運動系または食欲を支配する領域で容体のうちＮＲ２ A ，ＮＲ２ B の欠発達に関与していることを示唆して損マウスを作り解析してきたが，そ達物質で，受容体を介して，運動のいる。

の過程で，２重欠損マウスのうちＮ制御，情動，報酬系など，心の働き

そこで，テトラサイクリン系の条件

Ｒ２ A ホモ，ＮＲ２ B ヘテロマウスにも関与する重要な働きをしている

的遺伝子発現システムを使い，２重において，統合失調症に観られる行と考えられる。人では，その働きが欠損マウスのＤ１遺伝子の発現制御

動異常を観察した。そこで，今後，衰えたり，過剰になると，パーキン

可能なマウスの作製を試みた。その行動測定の新しい装置を開発し，研

ソン病や統合失調症などになると言結果，見事に条件的遺伝子発現を示

究を深めていきたい。

われてきた。所長実験室では，ドーすマウスが得られ，現在，その生産

パミン受容体として重要な，Ｄ１，

段階に入っている。このマウスを使Ｄ ２ の欠 損 マウスを作 り，さらに，って今後，分子生物学，形態学，行３）Ras 遺伝子の欠損と，脳での働き
H-Ras タンパク質は，海馬での記

これら２重欠損マウスを作り観察し動学的な実験を行う予定である。

憶に関与していることを明らかにしたところ，それぞれの欠損マウスには特徴的な運動の亢進と低下とが認めてきたが，H, N, K の３つの主要なとが判った。一方，２重欠損マウス

２）グルタミン酸受容体（ＮＭＤＡ受容体）の機能解析
ＮＭＤＡ受容体は，多くの実験かは，授乳は順調に出来るものの，離ら，記憶と学習とに関連しているとられるが，成長し生殖能力も持つこRas タンパク質のそれぞれの役割を，多重欠損マウスの解析を通して行う。

STAFF

所 長

勝木

元也

博士研究員

小林

聡子

技術支援員

宮川
勝木
宮川

敦士
邦子
裕子

基礎生物学研究所 要覧 2004

55

研究施設

培養育成研究施設

培養育成研究施設は，良質な研究材料することにより，研究の能率化を計ろう

培養育成研究施設の確保に必要な培養・育成設備及び適とするもので，次の 5 室，1 圃場から正な実験計測・解析のための種々の設構成される。

施設長：西村幹夫教授（併）備からなり，これらを一括して管理運営

大型スペクトログラフ室
www.nibb.ac.jp/lspectro/

生命現象の光による調よる生体機能損傷と光回復，の 4 テ

節の仕組みを解析するたーマに関し共同利用実験を公募してめの世界最大・最高性能

いる（平成 15 年度は 23 件が採択さの分 光 照 射 装 置 であり，

れ，そのうち 2 件は外国人研究者が全国の研究者に対して開参加している）。平成 14 年度の「高かれた共同利用設備であ度化」により，レーザー照射システる。毎年，（1）光情報に

ムや 2 光 子 顕 微 鏡 ・ DNA アレイ解

よる細胞機能の制御，（2）

析装置等を導入した。

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

STAFF
助教授

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

大型スぺ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・

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。

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STAFFとで培 養 する。 さらに，

助 手

遺伝子解析システムを用

濱田

義雄

いての遺伝子のクローニ
ングや構造解析，また P3

技術支援員

レベルの遺伝子組換実験

竹 下 美也子
鈴木祐子

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56

基礎生物学研究所 要覧 2004

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・温ルに指定されており遺伝子組換え実験も可能である。

度・湿度等を厳密に制御

実験圃場では，通常実験室で育成した条件のもとに培養育できない動・植物実験材料を大量に成するためのインキュベ

栽培及び飼育する設備で，大小 2 温ーターや恒温室が整えら室，6 室のファイトトロン，3 室の形れている。特に強光及び質転換植物用温室，圃場及び管理室

極低・高温で培養育成すなどが設置されている。

る施設が設置され，順調下等真核細胞培養室は，一定の環に稼動している。これら

境条件下で下等な真核生物を培養，のうちいくつかは P1 レベ

維持するための設備を整えている。

STAFF
技術課技術職員

難 波 千営子

技術支援員

鈴木

恵子

人工気象室
電子計算機

電子計算機室
www.nibb.ac.jp/cproom/jp/

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。一部は所外に向けての情報発信をも行っている。配列解析等コンピュータ利用

助 手いサービスの導入と広報

内山

活動にも力を入れている。

計算科学研究センター
基生研電子計算機室担当

UNIX サーバーおよびワークステー

また，配列モチーフを利用した配列

ションを中心に周辺機器やパーソナ解析法の研究や，ゲノムプロジェク

ルコンピュータを有する。それらは所トの成果を取り入れたデータベース

内の全研究室とネットワーク接続さの構築の研究などが行われている。

れており，インターネット（SINET）

STAFF

全般に関する相談，新し郁夫

技術課技術職員

三輪
西出

朋樹
浩世

技術支援員

牧原

暢子

基礎生物学研究所 要覧 2004

57

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）作業者の健康保持と汚染防止に努め,

度・湿度や水量・水質も管理室で一高い精度の動物実験を行なうとい括管理され, 異常があれば警報で示う概念のもとに作られている。またされるようになっている。現在, この世界規模で進められてきたゲノム「遺伝子組換え生物等の使用等の規ような施設のもと, 分子の個体導入

プロジェクトがほぼ完了し, 基礎生

制による生物多様性の確保に関するや 細 胞 移 植 実 験 に 寄 与 で き る メダ

物学研究は個々の遺伝子機能を解析

法律」に定める基準に適合した構造

カ・ゼブラフィシュ・ニワトリ卵を飼育するポストゲノムの時 代 に入 った。

をもち, 遺伝子組換え生物の施設外

管理しており, 神経や生殖腺形成な

この遺伝子機能の研究で主役となるへの拡散防止措置がとられている。

ど, 細胞挙動や機能, 遺伝子同定やのが, 生物個体レベルでの遺伝子操山手地区施設の 3 階・ 4 階の飼育作技術である。これは特定の遺伝子

エリアはバリア区 域 となっており,を欠損・改変・挿入することによっSPF マウス飼育室, 胚操作実験室,て, 遺伝子機能を個体レベルで解明

行動解析実験室を備えている。遺伝

しようとするものである。開発された

子ノックアウトマウス・トランスジェ

遺伝子改変生物はライフサイエンス

ニックマウス作製法により遺伝子操研究にとって貴重なバイオリソース

作マウスの開発・飼育維持・解析をであり, 研究者間で共有することに行ない, 開発したマウス系統を受精

よって遺伝子機能の研究が大きく進

卵凍結法により系統保存を行ってい展することとなる。

る。また, 飼育エリアの階上には,インタースティシャルスペースが備え

明大寺地区並びに山手地区の飼育た基礎生物学研究に必要な動物や植られ, 飼育エリアの外から施設の保施設の利用にあたり, 研究者と動物物の遺伝子操作生物(形質転換生物)守が可能な構造をもつなどの特徴が飼育管理技術・発生工学技術をもつの開発と解析を行なうための施設である。

施設スタッフの双方が協力して, 飼

形質転換生物研究施設は, こうしあり, 平成１０年４月に設置され,育 動 物 数 ・ 飼 育 スペース・ 飼 育 器

明大寺地区内に２室を設け, 施設長

材・人的資源に効率化をはかり施設(併任)と助教授(専任)1 名で活動を開

運用を行なっている。このような飼始した。平成１３年度には明大寺地

育 施 設 を積 極 的 に活 用 し, 平 成 14

区に SPF グレードのマウス飼育施設

年度からナショナルバイオリソースプ

が稼 働 し, 遺 伝 子 操 作 マウスの開ロジェクトの実施機関として, 発生・発・解析・系統保存が進められてき細胞分化・脳機能の解析のための形ている。平成１５年度には専任の助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

教授 2 名が新たに着任し, 技術職員,に並行して各自の研究を進めている。

技術支援員, 事務支援員のスタッフ

58

機能解析の研究などに貢献している。

とともに, 施設の運営・管理をおこ

山手地区施設の１階部分では, 主ない, 機能解析研究を推進している。

として小型魚類・鳥類を用いた実験

平 成 １ ５ 年 度 には, 山 手 地 区 にと動物の飼育が行われている。前記

SPF マウス, 小型魚類, 鳥類, 昆虫の基準に従った遺伝子操作動物の作などの形質転換動物を開発・解析す

成と飼育管理が行われるように専門る施設棟（総床面積 2500 平方メー

STAFF
助教授

技術支援員

笹岡

俊邦

の技術支援員が配置されている。ま田 中実トル）が竣工した。本施設は, 研究た効率的な飼育を可能とするため,

渡辺

英治

者 ・ 施 設 スタッフ・ 動 物 ・ 飼 育 器

小型魚類では, 照明と温度が自動制材・機器類の動線を明確にし, 飼育

御される自動循環水槽や, 鳥類飼育

技術課技術職員

エリアのクリーンエリアとセミクリー

室では大量のニワトリ卵を孵卵でき林

ンエリアを厳密に区分して, 動物やる恒温室などが装備されている。温

基礎生物学研究所 要覧 2004

晃 司

市川
野口
吉田
河村
山口
安田

広美
裕司
悦子
基史
京子
聖愛

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生物のつの特徴を備えている。第一に計算示す基本的かつ多様な諸現象を, 生機を用いることで, 人の情報処理能

物情報学と生物学の融合によって解力を超える膨大な実験データを処理明すること, ならびにその過程で得できること, 第二に実験では再現不られた情報科学的技術や知識を基礎可能な系や, あるいは過去の生物の生物学研究所内外の研究者の利用に進化についてすら, 仮想的な系を組

予測, 地球時間で進んできた生物の供することを目的としている。生物

み計 算 機 実 験 を行 えることである。

進化多様性獲得の研究など, 基礎生

諸科学と数理・情報科学を融合した

これらの数理・情報生物学が持つ高物学研究に必須の分野に, 研究の最

新しい生命科学の創造を目指して活いポテンシャルを十 分 に駆 使 し,新のトゥールを提供し, 共同研究を動を行っている。

様々な高次生命現象への理解に迫る推進する。

近年のゲノム研究の急速な進展により, 多くの生物種でゲノム構造が研究や, その方法論の開発を行っている。

生命現象に対する数理・情報科学

解明されてきた。これらをもとに難数理・情報科学的研究を, 生物現的取り組みの歴史はまだ浅い。研究

病に対する新薬の開発や, 病害虫に象の予測に生かすためには, 実験生

者間の交流を継続して積極的に進め強い植物の開発などが, 社会的要請

物学と情報学や計算生物学との連携ていく必要がある。情報生物学研究として現れ始めている。また, 多数

を発展させることが必要である。こセンターでは, 生命科学における数の遺伝子とその複雑なネットワーク

れにより新たな情報処理技術の発見

理・情報生物学者同士の交流を推しによって構築されている, 高次生命や学問領域の形成も期待される。こ進めるため, 定期的に研究会を行っ現象を解明することは, 次の生命科れまでに情報生物学研究センターでている。研究会では, 新しい視点や学の課題である。これらの要請に対は, 基礎生物学研究所の特長である

情報処理技術の交換の場として, 活応していくには, 膨大なゲノム情報

普遍的な生物現象を研究することを発に交流が行われている。生物科学を解明して, 生物学本来の目的に沿主題として, 活動を拡げてきた。今と情報学の知識と技術をともに使いって整理し, 重要な要素の抽出を行

後もそれら基礎研究を続けていく一

こなせる研究者を養成することもセ

うことが重要な鍵となっている。

方で, より一層多方面の研究者とのンターの目的の一つであり, 若手研

数理・情報科学はこのような現状

共同研究を推し進める。ゲノム情報究者の養成に力を入れている。

に対して, 強力に力を発揮できる二の処理, 生物情報からの生物現象の

STAFF
助教授

望月

敦史

事務支援員

梅林

弘美

基礎生物学研究所 要覧 2004

59

研究支援

技術課

www.nibb.ac.jp/techdep/

技

技術課は所長に直属した技術者の課

精製及び分析，遺伝子の解析，形態からは，外部講師等を招き，集中的観察，形質転換生物の作成等を行い，な技術研修を目的とする，技術ワー幅広い，高度な技術を通して研究をクショップを企画している。

支援している。また，研究所共通の4. 生 物 学 技 術 研 究 会 ： 他 大 学 及機器や室の保守・管理等の研究支援

び研究機関等の生物学の研究分野にも行っている。

携わる技術系職員との技術の交流や組織で，専門技術を通して，研究所

技術課は，業務を円滑に遂行し，情報交換を目的に，毎年「生物学技における研 究 活 動 を支 援 している。

技術の向上を図るために下記の活動

術研究会」を開催している。日常関全ての技術職員は技術課に所属してを行っている。

わっている幅広い技術活動での成果

いるが，日常は研究施設又は研究部

1. ミーティング：毎週月曜日に課門へ配属されて技術支援業務を行っ

長から教授会議，各種委員会等の報ている。平成３年より定員削減で，告を受け，課の運営を議論し，日常平 成 15 年 度 は， 平 成 16 年 2 月

漸次メンバーが減っているが，平成

業務の連絡や技術的な情報交換を行

19 日〜 20 日に，当研究所技術課主９年から，ＣＯＥで技術支援員を採っている。

催 の「 第 15 回 生 物 学 技 術 研 究 会 」

や問題点を発表し，討論することにより技術の向上に努めている。

用し，特に研究施設系で，技術職員

2. 課内セミナー：毎週，ミーティと，隣接の生理学研究所技術課主催と共に研究支援に重要な役割を担っ

ング終了後，各自の携わっている日の「第 26 回生理学技術研究会」をている。

常業務に関する技術について，まと合同開催した。全国 44 機関 60 部局

研究施設においては，各種分析機

め，発表し情報交換を行うことによから 159 名の参加があり，活発な技

器の保守・管理及び測定，ラジオア

り相互の技術交流を深め，知識の向術交流が行われた。両研究会の合同

イソトープ施設の管理，大型スペプ

上に努めている。

開催は平成 13 年度から行っており，

トログラフや計算機，ネットワーク

3. 課 内 研 修 ： 専 門 技 術 の幅 を広生物系技術分野における共通技術で，の維持管理，実験動物・植物の飼育

げるため，新しい技術の取得を目的

一層幅広く交流できることで好評でや栽培，及び細胞・組織の培養等をに，相互に技術情報の交換，各種機ある。この研究会の報告は，「生物学行っている。また，研究部門におい器の操作法や，実験技術の実習等を技術研究会報告 第 15 号」と「生理ては，研究者のもとで種々の実験の行う。また，業務を遂行する上で必学技術研究会報告第 26 号」の合併

補助，実験材料の調製，蛋白質等の要な安全教育も行う。平成 13 年度

号として出版される予定である。

第 15 回60

術

基礎生物学研究所 要覧 2004

生物学技術研究会（第 2 6 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

東

和 彦

正 一
技術係長

難波千営子
技術主任

澤 田

薫

技術主任

林

松田

淑美

技術係長

晃 司
技術主任

飯沼

秀子

技術職員

三輪

朋樹

森

友 子
技術係長

技術係長

牧野由美子

高見

重美

技術職員

技術職員

■研究系技術班

西出

浩世

技術職員

壁谷

幸子

技術主任

岡

早 苗
技術職員

中村

貴宣

技術職員

高木

知世

技術職員

住川

直美

技術職員

小 林

弘 子

水 谷

健

技術職員

諸岡

直樹

技術職員

田中

幸子

技術係長

技術班長

山口

勝司

技術職員

野田

千代

技術職員

大澤

園子

技術係長

竹 内

近藤

真紀

技術係長

靖

内海

秀子

技術職員

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
近藤
牧子
牧原
暢子
市川
千秋
河村 真美子
竹下 美也子

片岡
中根
都築
向田
弘中

ゆかり
佳保里
志保子
恭世
東美江

百々
（谷川）由希子

原田美幸

基礎生物学研究所 要覧 2004

61

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, 分子科学研究所,

ンスを切り開くことである。私達は岡崎統合バイオ
サイエンスセンター

基礎生物学研究所, 生理学研究所の生命現象の基本に関する諸問題を分センター長：北川禎三教授（併）岡崎 3 研究所の共通研究施設として子レベルから細胞, 組織, 個体レベ2000 年 4 月 に設 立 された。設 立 目ルまで統合的に捉え, 独創的に研究

的は分子科学, 基礎生物科学, 生理

展開したいと考えている。そうした科学などの学際領域にまたがる諸問

理念のもとに, 現在以下ような３つ題に対し, 総合的な観点と方法論をの研究領域が設置されている。

適用, 駆使し, 新しいバイオサイエ
時系列生命現象研究領域
発生遺伝研究室
分子発生研究室
神経分化研究室

生命環境研究領域
生体分子研究室
生命環境研究室
植物発生研究室

戦略的方法論研究領域
ナノ形態生理研究室
分子生理研究室
生物無機研究室
生体物理研究室

計算科学研究センターは, 我が国

内の岡崎 3 研究所はもちろん, 国内

計算科学研究センター

唯一の分子科学計算のための共同利

外の分子科学研究者, バイオサイエ

用基盤センターとしての経験を活か

ンス研究者に対して大学等では処理センター長：永瀬茂教授（併）し, 分子科学計算に加えて分子科学が困難な大規模な計算処理環境を提―生物の境界領域に展開を図る岡崎

供する共同利用施設としての基盤強

3 研究所共通研究施設である。機構化を目指している。

機構における研究基盤の強化を図

飼育と供給, 系統の保存と併せて動動物実験センター

るため, これまでの生理学研究所動物実験の指導, 条件整備等といった物実験施設を岡崎 3 研究所共通の研機能の一層の充実を図ることを目指センター長：池中一裕教授（併）究施設として動物実験センターに転している。

換した。センターでは, 実験動物の62

基礎生物学研究所 要覧 2004

当 センターは， 主 に分

アイソトープ
実験センター

子科学，基礎生物学及びセンター長：高田慎治教授（併）

非密封の化合物（アイソ

生理学研究のために放射性同位元素で標識されたトープ）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

アイソトープ実験センタ−スタッフ

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 R I 室： 3 H , 1 4 C , 2 8 M g ,32
P , 33P , 35S , 36C l , 42K , 45C a ,89
S r , 125I
形 質 統 御 棟 R I 室 ： 3H , 14C , 32P ,33
P , 35S , 45C a , 125I
山手地区実験施設3
H , 14C , 32P , 33P , 35S , 125I

STAFF
助教授

小川

技術支援員

和男

平成 15 年度の放射線業務従事者
数は明大寺地区実験施設 123 名，山手地区実験施設 41 名，延べ施設利用者数は明大寺地区実験施設 4965
名，山手地区実験施設 1271 名であ

伊藤
片 桐

崇予
泉

技術課技術職員

松田
澤田
飯沼

淑美
薫
秀子

事務支援員

兼氏

君恵

った。

基礎生物学研究所 要覧 2004

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

基礎生物学研究所および生理学研究所

年度から機構共通研究施設となったアに共通する施設として，現代の生物科

イソトープ実験センターおよび動物実験学研究を総合的に推進し得るよう，6

センターを含めて，一つの生物科学総合室を設置している。これらに，平成 12

実験研究システムとして機能している。

基礎生物学研究所が担当する施設
分析室

www.nibb.ac.jp/analyins/CAI-home.html

２．分離分析装置
高速液体クロマトグラフ，ガスク

５．顕微鏡・画像解析装置

ロマトグラフ等を備え，生体中に含深度形状測定顕微鏡や環境制御型走査

まれる微量物質の分析，定量および電子顕微鏡を備え，組織学的・細胞学

分取精製を行う。また各種の分離用

的観察および細胞・組織レベルでの解遠心機やフローサイトメータを備え，析を行う。またバイオイメージアナライ

細胞や生体物質の解析や分離調製をザ，画像解析装置等により，電気泳動行う。

像，フィルム等の画像解析を行う。

分析室は基礎生物学研究所および３．物理化学的解析装置
核磁気共鳴装置（NMR），電子ス

生理学研究所に共通する施設として

ピン共鳴装置（ESR）および質量分

運営され，両研究所において研究を析装置（MS）による生体物質の定推進するのに必要な分析機器を設置

性・定量分析および構造や機能の解している。約 70 種類の分析機器を析を行う。特に MALDI/TOF-MS は備えており，タンパク質・遺伝子のプロテオーム解析などに活用されて解析，生理活性物質等の分離，精製，いる。

共焦点レーザースキャン顕微鏡，超MALDI/TOF-MS

同定，構造解析そして画像解析まで広く，基礎生物学および生理学の研究に利用されている。

４．分光分析装置
紫外可視分光光度計，蛍光分光光

分析機器は系統的に下記のように

度計，フーリエ変換赤外分光光度計，

5 つに分類され，それぞれの装置は担レーザーラマン分光光度計，円偏光

当職員が維持管理している。

二色性分散計，マイクロプレートリー
ダー，マイクロプレートルミノメータ

１．タンパク質・遺伝子解析装置
プロテインシーケンサ，アミノ酸分
析計，DNA シーケンサによりタンパ

等，各種分光分析装置による生体物

1. Yoshikawa, S., Nagasato, C.,
Makino, Y., Murakami, A,. Kawai,
H,. Ichimura, T. and Motomura, T.
(2002) Nuclear Histone Proteinsof Gametes in an Oogamous andtwo Isogamous Brown Algae J.
Phycol. 38, 318-324.

質の定量分析や分光学的解析を行う。

ク質と核酸の一次構造決定や組成分STAFF

析を行い，ペプチド合成装置により技術課技術職員ペプチドの化学合成を行う。さらに

森友子
牧野 由美子高見重美

表面プラズモン共鳴を利用した生体分子相互作用解析装置により，生体技術支援員

分 子 間 の特 異 的 相 互 作 用 を解 析 す森部る。また核酸やプラスミドの抽出・

事務支援員

分離装置，PCR 等も備えている。

64

参考文献

基礎生物学研究所 要覧 2004

プロテインシーケンサ

服部

初美

宣子

洗滌室

廃棄物処理室実験に使用されるガラス器具・プ

実験で生じた廃液および廃棄物を回行っている。また，平成 15 年度は基ラスチック器具等の洗浄・乾燥・滅収し，研究所内外の環境保全を行う。

礎生物学研究所および生理学研究所

実験洗浄廃水処理施設の管理およの各部門・施設から約 2,000L の濃

全自動洗浄機，超音波洗浄装置おび実験濃厚廃液の分別回収を行い，研厚廃液を回収し，処理を廃棄物処理

よび滅菌装置（オートクレーブ，乾究所内外の環境の維持に努めている。

業者に委託した。

熱滅菌器）を備え，実験で使用され廃水処理施設では，両研究所からているガラス器具等の洗浄・滅菌が排出される約 200t ／日の廃水処理

効率的に行える施設である。

を行い，併せて処理水の水質管理を菌を集中的に行う。

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

NC 放電加工機，精密旋盤などの精レーザー走査顕微鏡を用いて生物細胞，

密工作機械類を設備し，大型実験装置

組織または，生体分子の微細構造の観から小型精密機器に至るまで，各種の察を行う。さらに，コンピュータによる，研究実験用機器や電子機器の製作，開画像処理，画像計測，画像出力（フィ

発や改良，補修などを行う。

低温・冷凍実験室
生物活性物質の分離調製と試料の保存を行う。

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 200465

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・分子生物機構論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理科学専攻と，静岡県三島市の国立遺伝学研究所の遺目指した大学院教育を行うために，学部を持たない大学

伝学専攻との 3 専攻により構成されています。分子生物として 1988 年に設置されました。神奈川県の葉山に本部

機構論専攻は，分子生物学を基盤として動植物にかかわをもち，18 の基盤機関である国立学術研究機関に学生をる基本的，かつ，高次な生物現象を分子レベルまで掘り分散配置し大学院教育を行っています。生命科学研究科

下げて解析する高度な研究者の養成課程です。

は分子生物機構論専攻と同じ岡崎にある生理学研究所の基 礎生物学研究所の素晴らしい研究環境
基礎生物学研究所（基生研）は大学における学術研究究所は，我が国の生物学研究の中核の一つとして，最先の発展に資するため，基礎生物学に関する総合研究を行端の施設や設備が整備されているばかりでなく，教授陣は，

うことを目的として，1977 年に創設されました。生命現

優れた創造的な研究を発信し続けており，論文の被引用

象の基礎的な問題の解明を目指し，動物・植物を対象に，回数は，我が国だけでなく世界でもトップクラスに位置し生物の基本単位である細胞の構造・働き・増殖・分化，ています。また科学研究費の獲得率でも常にトップクラス

器官の形成，外界からの刺激に対する生体の反応・制御です。基礎生物学研究所で学位を取得するためには，総等について先端的な研究を行っています。基礎生物学研

合研究大学院大学（総研大）に入学する必要があります。

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

これまで総合研究大学院大学は修士課程修了者を対象

紀の新しい日本の生物学をリードする意欲に溢れた若者

する博士課程の大学院として開かれていましたが、今年４の入学を期待し研究所内外で大学院説明会を行っていま

月から 5 年一貫制のコースが開設され、学部卒業生からす。修士課程修了者の入学も従来通り 10 月と 4 月の 2 回

基礎生物学研究所で学ぶことが可能となりました。21 世

行っています。

基礎生物学研究所 要覧 2004

分 子生物機構論での大学院生活
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（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 2.6 人）ため，個別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。現在分子生物機構論でも，大学院生 42 名に対して教員数が 61 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 10 数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

過去の進路状況

分子生物機構論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 1 5 年度学位授与者（修了者）の進路
・研究所等
研 究 員
4名
・大

学

・そ の 他

ポスドク

１名

研 究 員

１名

１名

先 導科学研究科・生命体科学専攻
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 山 町 （ 湘 南 国 際 村 ）） に は ， 先 導 科 学 研 究 科（http://sendou.soken.ac.jp）の 2 専攻（生命体科学専攻と光科学専攻）が設けられており，基礎生物学研究所の一部教員は担当教員としてそれら 2 専攻の教育研究活動に寄与しています。

大 学院に入学するには基礎生物学研究所の研究に興味を持ち，総研大への入学を希望する方は，総研大ホームページ，
http://www.soken.ac.jp/index.html および基礎生物学研究所ホームページ http://www.nibb.ac.jp/souken/life/ をご覧ください。また，受験にあたっては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 200467

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供されるとともに，研究者の養成に関しては，国・公・私立大学の要請に応じて，「特別研究学生」を受け入れ，大学院にお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，併せて研究指導を行い大学院教育の協力を行うこととした。

平成 16 年度特別共同利用研究員
氏

名小笠原 希実研 究 題 目東京海洋大学・海洋科学技術研究科
食

品

生

産

学

専

攻

紅藻類に含まれる抗菌物質に関する研究

朋 子

神戸大学・自然科学研究科・生命科学専攻

酵母のオートファジーの膜動態に関する分子遺伝学的解析

宮林 香奈子

東北大学・農学研究科・応用生命科学専攻

生殖腺分化課程におけるＡｒｘの機能解析

川 俣

68

所属大学院・研究科・専攻等

吉 兼

奈 美

鄭

恵 英

及 川

和 聡

上 中

秀 敏

森 長

真 一

奈良先端科学技術大学院大学
バイオサイエンス研究科・動物分子工学専攻
東 京 大 学 ・ 工 学 系 研 究 科
化

学

生

命

工

学

専

攻

東 京 都 立 大 学 ・ 理 学 研 究 科
理

・

生

物

科

学

専

攻

東 京 都 立 大 学 ・ 理 学 研 究 科
理

・

生

物

科

学

専

攻

東 北 大 学 ・ 生 命 科 学 研 究 科
生 体 シ ス テ ム 生 命 科 学 専 攻
東 京 大 学 ・ 総 合 文 化 研 究 科

ショウジョウバエＮＡＴ１の機能解析

アフリカツメガエルを用いた初期発生におけるＦＧＦシグ
ナリングの解析
葉緑体の局在を制御する CHUP1 タンパク質の機能解析

ヒメツリガネゴケの光による分枝形成の解析

閉鎖花の収斂進化に関する進化遺伝学的研究

被子植物の多様な花形態をもたらす分子機構の解析

細川 健太郎

広

望 月

慈 子

九州大学・生物資源環境科学府
生 物 資 源 開 発 管 理 学 専 攻

潜葉虫−寄生蜂間にみられる拮抗関係の数理的研究

山 上歩

名 古 屋 大 学 ・ 理 学 研 究 科
生
命
理
学
専
攻

細胞ベースシミュレーションによるショウジョウバエ個眼形成の数理的研究

加 藤英 男

山口大学・連合獣医学研究科
基
礎
獣
医
学
専
攻

内分泌かく乱化学物質の生体に及ぼす影響

山 口

良 文

京 都 大 学 ・ 生 命 科 学 研 究 科
統 合 生 命 科 学 専 攻

脊椎動物の形態形成機構に関する研究

雉 本

禎 哉

東京工業大学・生命理工学研究科
生 体 シ ス テ ム 学 専 攻

東アフリカ産カワスズメ科魚類の顎部の形態形成に関与

藤 村

衡 至

東京工業大学・生命理工学研究科
生 体 シ ス テ ム 学 専 攻

東アフリカ産カワスズメ科魚類の頭部形態の多様化に関

基礎生物学研究所 要覧 2004

域

科

学

専

攻

する遺伝子の単離と解析

する研究

第１回

生物学国際高等コンファレンス（ＯＢＣ）

The Biology of Extinction「絶滅の生物学」

開 催 期 間2004 年 1 月 25 日〜 30 日

オーガナイザー

九州大学 巌佐 庸
Duke 大学 Stuart L. Pimm

「絶滅」という現象をめぐって第一線の研究を展開している，数理生物学から生態学におよぶ幅広い専門分野の研究者を招待し，６日間にわたって徹底的に討論を重ねる場とした。取り上げられた話題は，化石時代の絶滅から，現在進行中の絶滅まで；種の多様性の生成・維持のメカニズムおよび種の絶滅のメカニズムの理論的考察；絶滅の発生生物学的検討；絶滅が招来する結果についてなど多岐にわたった（ 詳 しくは http://obc.nibb.ac.jp/1st/index.html 参 照 ）。
その結果，さまざまな時間的・空間的スケールや理論的切り口で絶滅を研究していながら，従来面識のなかった多くの研究者が親しく交流することが出来，「絶滅」という現象をめぐる研究者のソサエティーを立ち上げることができた。

招待講演者
Akcakaya, Resit H.
(Applied Biomathematics, USA)
Brook, Barry W.
(Charles Darwin University, Australia)
Brooks, Thomas(Conservation International, USA)
Cardillo, Marcel(Imperial College London, UK)
Colegrave, Nick
(University of Edinburgh, UK)
Colwell, Robert K.
(University of Connecticut, USA)
Cooper, Steven(South Australian Museum, Australia)
Courchamp, Franck(CNRS, France)
Dunn, Robert R.
(Curtin University, Australia)
Etienne, Rampal S.
(University of Groningen, Netherland, 一般)
Flannery, Tim F.
(South Australian Museum, Australia)Frankham, Richard(Macquarie University, Australia)
Halley, John M.
(Aristotle University of Thessaloniki, Greece)
Hanski, Ilkka A.
(University of Helsinki, Finland)
Helgen, Kristofer M.
(University of Adelaide, Australia)
Inchausti, Pablo(Universite de Rennes 1, France)
Jackson, Jeremy B. C.
(University of California, San Diego, USA)
Jetz, Walter(Princeton University, USA)
Koh, Lian Pin(National University of Singapore, Singapore, 一般)
Kunin, William E.
(University of Leeds, UK)
Lande, Russell S.
(University of California, San Diego, USA)
MacMynowski, Dena P.
(Stanford University, USA)

McCarthy, Michael A.
(Royal Botanic Gardens Melbourne, Australia)
Naeem, Shahid(Columbia University, USA)
Nee, Sean P.
(University of Edinburgh, UK)
Pimm, Stuart L.
(Duke University, USA)
Purvis, Andy
(Imperial College London, UK)
Roberts, Callum M.
(University of York, UK)
Roopnarine, Peter D.
(California Academy of Sciences, USA)
Root, Terry L.
(Stanford University, USA)
Roy, Kaustuv(University of California, San Diego, USA)
Russell, Gareth J.
(Columbia University, USA)
Saether, Bernt-Erik(Norwegian University of Science and Technology, Norway)

Schneider, Stephen H.
(Stanford University, USA)
Shaffer, Bradley H.
(University of California, Davis, USA)
Sodhi, Navjot S.
(National University of Singapore, Singapore)Strecker, Ulrike(University of Hamburg, Germany)
Thomas, Chris(University of Leeds, UK)
Voss, Stephen R.
(University of Kentucky, USA)
Vrijenhoek, Robert C.
(Monterey Bay Aquarium Research Institute, USA)
Weisrock, David W.
(University of Kentucky, USA)
Wilcox, Chris(The Ecology Centre, Australia)
Wilkens, Horst(University of Hamburg, Germany)

石濱 史子（東京大学）
巌佐庸（九州大学）江田 真毅（東京大学）
太田 英利（琉球大学）
河田 雅圭（東北大学）
嶋田 正和（東京大学）
泰中 啓一（静岡大学，一般）
高橋 一彦（基礎生物学研究所）
田中 嘉成（中央大学）
千葉聡（東北大学）辻宣行（国立環境研究所）
富松
裕（北海道大学）
夏原 由博（大阪府立大学，一般）
箱山
洋（中央水産研究所）
長谷部光泰（基礎生物学研究所）
増田 理子（名古屋工業大学，一般）
松田 裕之（横浜国立大学）
望月 敦史（基礎生物学研究所）
矢原 徹一（九州大学）
横溝 裕行（九州大学，一般）
鷲谷いづみ（東京大学）

基礎生物学研究所 要覧 200469

第 49 回基 礎 生 物 学 研 究 所 コンファレンス

Dynamic Vacuoles in Plants「液胞の動態から見た植物の生存戦略」

開 催 期 間2003 年 11 月 25 日〜 27 日

提案代表者

基礎生物学研究所

大隅良典

特定領域研究「植物の生存戦略における液胞機能を総合的理解」（基生研・大隅良典代表）の終了を機に，成果を広く国内外の研究者と議論し，今後の展望を明らかにすることを目的として本会議は開催された。国内外から予想を遙かに超える１２０名の参加者（海外から２５人）を得て，ポスター発表３０を含む多くの研究発表がなされ，熱心な議論が行われた。
主なる内容は，液胞形成とそのダイナミズム，液胞の分解機能，液胞の分化と発生，液胞膜輸送，花弁の色素をめぐる諸問題など多岐に亘った。近年のゲノム情報の進展，細胞内タンパク質の可視化技術の進歩，遺伝生化学的な手法を背景に最先端の研究内容が紹介された。液胞膜のもつ輸送体などの解析に加えて，環境耐性，老化，プログラム細胞死，
花色制御，オートファジーさらに重力屈性などの植物の高次機能に液胞が深く関わっていることが認識された。研究対象
もシロイヌナズナ，タバコ，アサガオ，カサノリ，酵母，麹菌など多岐に亘ったにもかかわらず本質に関する質疑が活発に行われ，多様な研究が相互に関連しているとの認識が広まった点が，特徴であった。これまで
個別に研究されてきた液胞機能を総合的に捉え，様々な協力関係が生まれる契機となった点で大きな意義があった。
なお終了後，海外参加者から会議のすばらしさに関して多数の謝辞が送られてきたことも会議の成功を裏付けるものである。

招待講演者
Eduardo Blumwald (University of California, Davis, USA)
Raymond Brouillard (University Louis Pasteur Strasbourg, France)Karl-Josef Dietz (Bielefeld University, Germany)
Zvulun Elazar (The Weizmann Institute of Science, Israel)Markus Geisler (University of Zuerich, Switzerland)
Kendal Hirschi (Baylor College of Medicine, USA)Inhwan Hwang (Pohang University of Science and Technology, Korea)
Markus Klein (University of Zuerich, Switzerland)
Jean-Marc Neuhaus (University of Neuchatel, Switzerland)
Karin G. Schumacher (University of Tuebingen, Germany)
Tom Stevens (Oregon University, USA)
Heven Sze (University of Maryland, USA)
Alessandro Vitale (Consiglio Nazionale Delle Ricerche, Italy)70

安楽泰宏（帝京科学大学）

白武勝裕（名古屋大学）

久堀

飯田

高橋秀樹（理化学研究所）

福田裕穂（東京大学）

池田己喜子（岡山県立大学）

竹川

前島正義（名古屋大学）

大隅良典（基礎生物学研究所）

田坂昌生（奈良先端科学技術大学院大学）

三村徹郎（奈良女子大学）

柿沼喜己（愛媛大学）

中野明彦（東京大学・理化学研究所）

森安裕二（静岡県立大学）

北本勝ひこ（東京大学）

西村いくこ（京都大学）

矢崎一史（京都大学）

阪井康能（京都大学）

西村幹夫（基礎生物学研究所）

山崎真巳（千葉大学）

佐藤雅彦（京都大学）

馳澤盛一郎（東京大学）

吉田久美（名古屋大学）

嶋田知生（京都大学）

平田龍吾（理化学研究所）

滋（基礎生物学研究所）

基礎生物学研究所 要覧 2004

薫（香川大学）徹（東京工業大学）

グループ共同研究
研究課題

提案代表者名

黄色植物の青および緑色光を受容する光反応系の解明

片岡

アサガオの花色発現制御機構の解明

斎藤規夫（明 治 学 院 大 学 法 学 部）

車軸藻綱植物と陸上植物の分子進化学的解析

伊藤

元 己 （ 東京大学大学院総合文化研究科）

DNA microarray を用いたシアノバクテリアシグマ因子群の機能解析

田 中

寛 （東京大学分子細胞生物学研究所）

アゲハチョウ上科の系統発生学的研究

三枝

豊平（九

江坂

宗 春 （ 広島大学大学院生物圏科学研究科）

博 尚 （東北大学大学院生命科学研究科）

州

大

学）

個別共同研究提案代表者名研究課題
植物カタラーゼのペルオキシゾームへの輸送とペルオキシゾーム形成
ペキソファジー関連分子の生化学と細胞内挙動解析

阪井康 能 （京 都 大 学 大 学 院 農 学 研 究 科 ）サイクリンBmRNA の翻訳制御に関わる蛋白質の分子同定

山下

正 兼 （北海道大学大学院理学研究科）

ヒトデ生殖巣刺激物質（GSS）の精製および同定

三田雅 敏 （帝 京 大 学 理 工 学 部 ）セブラフィッシュ生殖細胞- セルトリ細胞共培養系を用いた精子形成調節因子の探索酒井則 良 （ 福井県立大学生物資源学部）

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 ）サイクリン分解の分子メカニズムの解析

徳元

俊伸（静

魚類卵母細胞に存在する核ラミン結合蛋白質の単離および機能解析山口明 彦 （ 九州大学大学院農学研究院）

岡

大

学

理

学

部）

鳥類の生殖腺の形態形成機構の解明

吉岡秀 文 （ 兵庫教育大学学校教育学部）

コンディショナル遺伝子発現トランスジェニックカエルの作製とアポトーシス機構解明への応用

酒巻

和 弘 （京都大学大学院生命科学研究科）

植物由来脂質不飽和化酵素遺伝子の動物細胞での発現解析

大西正男（帯 広 畜 産 大 学 畜 産 学 部 ）Leptospira 属のグリセロールー３- リン酸アシルトランスフェラーゼ遺伝子の解析西田

生 郎 （東京大学大学院理学系研究科）

シアノバクテリアの紫外線応答

坂本敏 夫 （金沢大学大学院自然科学研究科）

微細藻類における環境ストレス応答機構に関する研究平田收 正 （大阪大学大学院薬学研究科)

酸化ストレスによる修復システムの阻害機構

西山

佳孝（愛

媛

大

学

理

学

部）

葉に濃緑色のセクターを生ずるアサガオ株における葉緑体形成の易変異性変異に関する研究

佐藤

浩之（東

邦

大

学

理

学

部）

syntaxin1C 分子の生理機能の解析

赤川公朗（杏 林 大 学 医 学 部 ）霊長類大脳皮質領野特異的遺伝子の同定と機能解析

榊（ 独 ）理化学研究所ゲノム科学総合研究センター）佳之 （適応進化の分子的検証

青木 誠志郎 （東京大学大学院総合文化研究科）

ヒメツリガネゴケの細胞分裂制御とエチレン作用の解析

東江

昭 夫 （東京大学大学院理学系研究科）

ヒメツリガネゴケＦＬＯ/ ＬＦＹ相同遺伝子の機能解析加藤雅 啓 （東京大学大学院理学系研究科）

タバコモザイクウイルスの移行タンパク質を利用した原形質連絡タンパク質の解析

渡邊 雄一郎 （東京大学大学院総合文化研究科）

広分布種における種内遺伝的多様度の解析

石田 健一郎 （金ネナシカズラの寄生根形成部位決定に対する光制御機構の解析

沢

大

学

理

学

部）

古橋

勝 久 （名古屋産業大学環境情報ビジネス学部）

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）

褐藻遊走細胞の鞭毛局在性タンパク質の同定と機能解析

村上明 男 （神戸大学内海域機能教育研究センター）

周生期エストロゲン処理によるマウス多卵性濾胞誘導機構の解明

佐藤友 美 （横浜市立大学大学院総合理学研究科 )アンドロゲン／抗アンドロゲン作用を発現する内分泌かく乱物質の学習および行動に及ぼす影響に関する研究 田 村

廣人（名 城 大 学 農 学 部 ）内分泌撹乱物質曝露による核内レセプターの遺伝子発現に及ぼす影響に関する研究足達

哲 也 （大阪府立大学先端科学研究所）

雌性ホルモン処理により発現変化する両生類性転換関連遺伝子の探索と構造解析

高瀬

内分泌撹乱物質の齧歯類子宮における影響

太田

康彦（ 鳥

内分泌かく乱物質の遺伝子発現に与える影響解析松田知 成 （京都大学大学院地球環境学堂）

軸糸を構築する分子の網羅的記述と機能解析

稲葉

一 男 （東北大学大学院理学研究科附属臨海実験所）

水晶体再生機構の分子生物学的解析近藤

壽 人 （大阪大学大学院生命機能研究科）

ハエトリソウ（Dionaea muscipula ）の補中器形成に関与する遺伝子の単離解析

星

良 和 （有 明 工 業 高 等 専 門 学 校）

稔 （広 島 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科 ）
取

大

学

農

学

部 ）

金魚の視神経再生に関与する分子の探索加藤聖 （金 沢 大 学 大 学 院 医 学 系 研 究 科）

小脳皮質形成におけるＰＴＰζの役割の解明

田中正 彦 （ 藤田保健衛生大学総合医科学研究所）

基礎生物学研究所 要覧 200471

ポストスクリ(¥203¥211¥203

ぺルオキシソーム輸送シグナルを持つ低分子量熱ショックタンパク質 HSP15.7 の細胞内局在性 加藤

朗 （新

潟

大

学

理

学

部）

青色花弁色素細胞の液胞成分と発色に関する研究吉田久 美 （名古屋大学大学院人間情報学研究科）

RNAi の脳内局所注入による神経伝達物質受容体の強制脱落と発現木村

子宮内膜細胞の増殖と機能発現に及ぼす内分泌攪乱物質の毒性作用

高橋

脳や精巣に特異的に発現する新規細胞接着分子の機能解析

林

特定トランスジェニックマウス系 Line-4 を用いた聴覚伝導路の研究

工藤

植物体内における無機元素関連遺伝子についての解析中西

友 子 （ 東京大学大学院農学生命科学研究科）

タネツケバナにおける閉鎖花の進化遺伝学的解析酒井聡 樹 （ 東北大学大学院生命科学研究科 ）細胞内葉緑体定位運動機構の解析

門田明 雄 （東京都立大学大学院理学研究科）

高等植物オルガネラの分裂を制御する遺伝子の解析

堤伸 浩 （東京大学大学院農学生命科学研究科）

高等植物の細胞内膜系の分化機構

西 村 い く こ （京 都 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科 )ペルオキシソーム膜透過装置の解明

伊藤ショウジョウバエ卵殻形態進化における位置情報の場の多様化の意義に関する研究松野健 治 （東 京 理 科 大 学 基 礎 工 学 部）

植物細胞の不等分裂に関わる遺伝子群の同定，機能解析庄野邦 彦 （日 本 女 子 大 学 理 学 部 ）魚類における性ステロイド攪乱物質の作用メカニズムに関する研究

池内

俊 貴 （関西文理総合学園長浜バイオ大学バイオサイエンス学部）

オスジロアゲハ( Papilio dardanus ) を含むアゲハチョウ群の分子系統解析

関村

利 朗 （中 部 大 学 応 用 生 物 学 部 ）出芽酵母におけるRNase T1 発現感受性変異株の遺伝生化学的解析

北本

勝ひこ（東京大学大学院農学生命科学研究科）

實 （京 都 府 立 医 科 大 学 医 学 部 ）
純夫（岡

山

大

学

理

学

部）

要喜知（旭 川 医 科 大 学 医 学 部）
基（滋

賀

医

科

大

学）

正樹（佐 賀 医 科 大 学 医 学 部）

ミヤコグサ根粒におけるSNARE 遺伝子の発現解析

田島

茂行（香

Apg 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）

川

大

学

農

学

部）

マウスの形態形成に関与する新規シグナル伝達因子の機能解析

菊池

酵母液胞アミノ酸トランスポーターの局在性と生理機能柿沼喜 己 （愛新規β−ガラクトシダーゼプローブを用いた新たな生理学研究ツールの開発

浦野

泰 照 （東京大学大学院薬学系研究科）

章 （ 広島大学大学院医歯薬学総合研究科）
媛

大

学

農

学

部）

研究会
研究会名

提案代表者名ラン藻のゲノム生物学

小俣光生物学実験系としての藻類の展望

近江谷 克裕 （（独）産業技術総合研究所人間系特別研究体）

達 男 （名古屋大学大学院生命農学研究科）

Ecotoxicogenomics

井口

泰 泉 （岡崎国立共同研究機構統合バイオサイエンスセンター）

植物の微小管構築機構の新展開

園部誠司（姫 路 工 業 大 学 理 学 部 ）形態進化のメカニズム岡田典 弘 （東京工業大学大学院生命理工学研究科）

所長招聘研究会
研究会名提案代表者名

生体シグナルの可視化を目指して

上野

直 人 （岡崎国立共同研究機構基礎生物学研究所）

生命の時空間的な制御望月

敦 史 （岡崎国立共同研究機構基礎生物学研究所）

ユーグレノゾアの生物学

渡辺

正 勝 （岡崎国立共同研究機構基礎生物学研究所）

環境と遺伝子井口泰 泉 （岡崎国立共同研究機構統合バイオサイエンスセンター）

Ａ gt タンパク質の構造機能相関に関する研究会

大隅

良 典 （岡崎国立共同研究機構基礎生物学研究所）

植物における酸化的 DNA 損傷形成の波長依存性に関する研究

竹内

裕一（北

渦鞭毛藻類の光発芽の光受容機構の研究堀口健 雄 （ 北海道大学大学院理学研究科）

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

池畑広 伸 （ 東北大学大学院医学系研究科）

シアノバクテリアの光応答機構の解析

池内昌 彦 （ 東京大学大学院総合文化研究科）

ラン藻の光運動反応に及ぼす遠赤色光、青色光、紫外光の影響広瀬

正紀（和 歌 山 大 学 教 育 学 部 ）脊椎動物生物時計の光入力系

飯郷

雅之（宇 都 宮 大 学 農 学 部 ）イネのフィトクロム突然変異体を用いた子葉鞘の伸長抑制に対する短時間照射光の強度の効果

高野誠 （（ 独 ） 農 業 生 物 資 源 研 究 所 ）−数理的アプローチを中心にー

大型スペクトログラフ共同利用実験
研究課題

72

基礎生物学研究所 要覧 2004

提案代表者名
海

道

東

海

大

学）

クリプト画像¥203C¥203¥223)

キュウリの成長に及ぼす UV-B の影響

近藤

矩 朗 （ 東京大学大学院理学系研究科）

好熱性ラン藻 Thermosynechococcus elongatus の走光性に関する研究眞鍋

勝 司 （ 横浜市立大学総合理学研究科）

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 奈 川 大 学 理 学 部 ）太陽紫外 UV-B 放射の観測に用いる基準放射計の分光応答度の評価

佐々木 政子（東海大学総合科学技術研究所）

シロイヌナズナのフィトクロム発色団構造と生理応答活性の相関解析

河内孝 之 （ 奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科）

器官培養皮膚組織における紫外線誘発アポトーシスの作用スペクトル大西

武雄（奈 良 県 立 医 科 大 学 ）光合成光阻害の作用スペクトル村田紀 夫 （岡崎国立共同研究機構基礎生物学研究所)

シロイヌナズナの光屈性を誘導する青色光受容体 phot1 の分子遺伝学的解析酒井達 也 （（独）理化学研究所植物科学研究センター）

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、アポトーシスの誘導あるいはその抑制

根岸

友惠（岡

山

ユーグレナの光周的細胞増殖に有効な光の作用スペクトル

後藤

健（帯

広

Synergistic Effects of Monochromatic UV Radiation and Solar-Simulated Radiation on Polymer Photodegradation

Andrady,Anthony L （ Research Triangle Institute ）Action spectra for the synthesis of mycosporine-like amino acids(MAAs)

Gudrun Krabs （Alfred-Wegener-Institute for Polar and Marine Science）

ショウジョウバエを用いた光波長識別機能の解析伊藤啓 （ 東京大学分子細胞生物学研究所）

ベタレイン色素合成に関与する光受容体の特定

足立泰 二 （大阪府立大学大学院農学生命科学研究科）

葉の重力応答の光抑制

塚谷

裕一 （岡崎国立共同研究機構統合バイオサイエンスセンター）

佐野

芳 雄 （ 北海道大学大学院農学研究科）

花色合成系遺伝子の発現を制御する転写調節機構の解明

小関良宏 （東 京 農 工 大 学 工 学 部 ）イネの易変性葉緑素変異体における転移性因子の探索前川雅 彦 （ 岡山大学資源生物科学研究所）

サル大脳皮質錐体細胞に発現する voltage-gated ion channel の検索一戸

紀 孝 （（ 独 ）理化学研究所脳科学総合研究センター）

大

学

畜

薬
産

学

部）

大

学）

形質統御実験施設共同利用実験
研究課題

提案代表者名イネ雑種不稔遺伝子 S1 の機能解析

環境耐性植物共同利用実験
研究課題

研究者名

Identification of the response regulators that are involved in the transduction of acold signal in cyanobacteria
Identification of response regulators involved in the cold-inducible gene by DNA
microarray technique
DNA-Microarray analysis of cyanobacterial gene transcroption in response todifferent light conditions.

HUEBSCHMANN, Thomas （ドイツ）

Signal transduction in cyanobacteria

PANICHKIN, Vladimir Borisovich （ロシア）The UV-induced damage to PSIIZSIROS, Otto （ハンガリー）Cold-induced changes in the dynamics of genetically manipulated Synechococcus
the akoid membranes

SZALONTAI, Balázs （ハンガリー）

Membrane Dynamism during Nutrient Starvation

ELAZAR, Zvulun （イスラエル）

SHOUMSKAYA, Maria （ロシア）
PAITHOONRANGSARID, Kalyanee（タイ）

基生研セミナー1 伊藤隆司（東京大学・大学院新領域創成科学研究科）

2 松岡

信

（名古屋大学・生物機能開発利用研究センター）

3 城石

俊彦

（国

4 小川

正晴

（
（独）理化学研究所・脳科学総合研究センター）

立

遺

伝

学

研

究

所）

5 林

茂生

（
（独）理化学研究所・発生再生化学総合センター）

6 澤

7 友岡

康弘

（ 東 京 理 科 大 学 ・ 基 礎 工 学 部）

8 清末

優子

（ カ

9 内藤

哲

（北海道大学・大学院農学研究科）

10 篠崎

一雄

（（ 独 ）理 化 学 研 究 所 ・ 中 央 研 究 所 ）

11 西田

宏記

勝

（慶応義塾大学・環境情報学部）

斉

（
（独）
理化学研究所・発生再生化学総合センター）（大阪大学・大学院理学研究科）

12 冨田

13 宇佐見義之（神

14 相賀裕美子

（ 国

15 高橋

（東 京 薬 科 大 学 ・ 生 命 科 学 部 ）

健治

奈

川

大

学

・

工

学

部 ）

ン

立

遺

研

伝

究

学

研

所

究

）

所）

所長招へい
貴紀

（北海道大学 ・大学院薬学研究科）

2 菅原

健二

（北海道大学 ・大学院薬学研究科）

3 松下美奈子（北海道大学 ・大学院薬学研究科）

4 藤岡

優子

（北海道大学 ・大学院薬学研究科）

5 鈴木

展生

（北海道大学 ・大学院薬学研究科）

6 稲垣

冬彦

（北海道大学 ・大学院薬学研究科）

7 羽瀬

泰嘉

（東京工業大学・大学院生命理工学研究科）

8 小原

圭介

（東京大学・大学院理学系研究科）

1 志賀

基礎生物学研究所 要覧 200473

ポストスクリ(¥203¥211¥203

9 尾板
11 上島
13 廣川
15 松村

英子

（お茶の水女子大学・大学院人間文化研究科）

励
純也
尚美

（東京大学 ・大学院理学系研究科）（静岡大学・大学院理工学研究科）（熊本県立大学・ 環境共生学部）

17 西田
19 伊藤

尚代

（熊本大学 ・大学院薬学教育部）

紗弥（東京大学・大学院農学生命科学研究科）

21 大久保信幸健
23 後藤
25 加藤 洋教・ 畜 産 学 部 ）（熊本大学 ・生命資源研究・支援センター）（ 京 都 大 学 ・ ウイルス研 究 所 ）（東京大学 ・大学院農学生命科学研究科）

14 平野
16 有薗

将司

（熊本県立大学 ・大学院環境共生学研究科）

幸司（熊本県立大学 ・環境共生学部）

淳 （京都大学・大学院工学研究科）
18 足立
20 藤田 敏明 （ 北 海 道 大 学 ・ 大 学 院 水 産 科 学 研 究 科 ）22 敖恩宝力格 （ 帯 広 畜 産 大 学 ・ 大 学 院 畜 産 学 研 究 科 ）隆
24 近藤
26 荻野由紀子（（独）
理化学研究所・ 脳科学総合研究センター）（熊本大学 ・生命資源研究・支援センター）

27 木村
29 佐藤

宏和

（熊本県立大学・環境共生学部）（熊本大学・生命資源研究・支援センター）（横浜市立大学・大学院総合理学研究科）

28 山田
30 重岡

源

友美

成

（

31 加藤
33 古賀

季夫 （ 國 學 院 大 學 ・ 文 学 部 ）由香里（ 熊 本 県 立 大 学 ・ 環 境 共 生 学 部 ）

32 本多
34 幸田

久夫
龍紀

（ 兵 庫 大 学 ・ 健 康 科 学 部 ）

35 鈴木
37 高瀬

智晴
稔

（広島大学・大学院医歯薬学総合研究科）

36 藤本
38 前川

成明

（広島大学・原爆放射線医科学研究所）

哲弥（岡山大学・大学院自然科学研究科）

39 村上 要介
41 鍛冶 晴奈
43 三崎健太郎（岡山大学・大学院自然科学研究科）

40 高橋
42 周

純夫
佩欣

（

（京都大学・大学院地球環境学堂）

創（ 帝 京 科 学 大 学 ・ 理 工 学 部 ）（東京工業大学・大学院生命理工学研究科）

俊朗
忠士（ 帝 京 科 学 大 学 ・ 理 工 学 部 ）

裕次

44 松田
46 平井
47 和田

知成

45 松原
47 小倉

49 竹澤慎一郎
51 藤田 雅代
彰彦
53 原

（東 京 大 学 ・ 分 子 細 胞 生 物 学 研 究 所 ）

50 松田
52 池田
54 牧内

学

（東京大学 ・大学院理学系研究科）

和博
貴志（順天堂大学・大学院医学研究科）

56 鈴木
58 荒木

鐡也 （ 北 海 道 大 学 ・ 大 学 院 水 産 科 学 研 究 科 ）俊雄 （（独）理化学研究所・ 脳科学総合研究センター）

60 鈴木
62 水野

浩文 （（独）理化学研究所・ 脳科学総合研究センター）

64 永井
66 浅島

健治
誠

（
（独）
理化学研究所・ 脳科学総合研究センター）（ 大 阪 府 立 大 学 ・ 農 学 部 ）

55 案浦
57 古澤
59 唐澤
61 宮内

（広島大学 ・大学院理学研究科）（京都大学・大学院地球環境学堂）（京都大学・大学院工学研究科）（ 東 京 大 学 ・ 付 属 病 院 ）（北海道大学・大学院水産科学研究科）

健 （順天堂大学・大学院医学研究科）
力 （大阪大学・ 大学院情報科学研究科）
智司 （（独）理化学研究所・ 脳科学総合研究センター）
崇行 （（独）理化学研究所・ 脳科学総合研究センター）

近

畿

大

学

・

農

学

部

）

（広島大学・大学院医歯薬学総合研究科）

岡

山

大

学

・

理

学

部

）

（京都大学・大学院地球環境学堂）（東京工業大学・大学院生命理工学研究科）（埼玉医科大学・ゲノム医学研究センター）

秀昭 （（独）理化学研究所・ 脳科学総合研究センター）

63 宮脇
65 齊藤

敦史 （（独）理化学研究所・ 脳科学総合研究センター）

67 足立
69 洲崎

伸次 （ 北 海 道 大 学 ・ 大 学 院 水 産 科 学 研 究 科 ）敏伸 （ 神 戸 大 学 ・
理 学 部 ）

71 中澤
73 長舩

昌美 （ 大 阪 府 立 大 学 ・ 農 学 部 ）

72 中野
74 奈良

長久

哲齊 （ 日 本 体 育 大 学 ・ 体 育 学 部 ）武司（ 順 天 堂 大 学 ・

75 石島
77 吉田

純夫 （東京工業大学・大学院生物理工学研究科）

76 近藤

忠雄

（名古屋大学・ 大学院生命農学研究科）

久美 （ 名 古 屋 大 学 ・ 大 学 院 情 報 科 学 研 究 科 ）

78 佐藤

公行

（

79 今関
81 山宮

英雅 （

）

80 中村

宗一

（

）

82 村上富士夫（大阪大学・大学院生命機能研究科）

83 日高
85 井上
87 金森

74

（（独）水産研究総合センター・北海道区水産研究所）（ 帯 広 畜 産 大 学

10 中戸川 仁
12 渡辺 資之

育 （広島大学・大学院医歯薬学総合研究科）

公子 （

名
愛

媛

古
大

学

屋

大

・

医

学
学

部

（東京大学・大学院総合文化研究科）
68 石川 孝博 （ 島 根 大 学 ・ 生 物 資 源 科 学 部 ）70 南森 隆司 （ 神 戸 大 学 ・ 農 学 部 ）

岡
琉

球

山
大

学

医 学 部 ）

大
・

学
理

学

）
部

）

聡 （ 藤 田 保 健 衛 生 大 学 ・ 医 学 部 ）

84 石浦

正寛

（名古屋大学・ 遺伝子実験施設）

慎子 （名古屋大学・生物機能開発利用研究センター）

86 小島

久

（名古屋大学 ・ アイソトープ総合センター）

章 （名古屋大学・大学院理学研究科）

88 大川

敏生

（名古屋大学・大学院生命農学研究科）

90 筒井

泉雄

（一橋大学・ 大学院商学研究科）

）

92 上野

洋子

（ 東 京 大 学 ・ 医 科 学 研 究 所 ）

89 中村

研三 （ 名 古 屋 大 学 ・

91 黒岩
93 宮本

常祥 （

恭恵 （（ 独 ）産 業 技 術 総 合 研 究 所 ）

94 小泉

修

（福岡女子大学・人間環境学部）

95 古屋

秀隆

（大阪大学・大学院理学研究科）

96 片倉

晴雄

（北海道大学・ 大学院理学研究科）

97 芋川

浩

（理化学研究所・発生・再生科学総合研究センター）

98 楠見

明弘

（名古屋大学・大学院理学研究科）

99 安部

眞一

（熊本大学・大学院自然科学研究科）

100 長尾

一生（北海道大学・電子科学研究所）

101 金城政孝（北海道大学・電子科学研究所）

102 布施直之（（独）理化学研究所・ 発生再生科学研究センター）

103 高松敦子（ 東 京 大 学 ・ 生 産 技 術 研 究 所 ）104 柴田達夫（広島大学・大学院理学研究科）

105 上田泰己（（独）理化学研究所・発生再生科学総合研究センター）

106 梅田民樹 （ 神 戸 大 学 ・ 海 事 科 学 部 ）107 立川正志（名古屋大学・大学院理学研究科）

108 岩崎秀雄（名古屋大学・大学院理学研究科）

109 小林徹也（東京大学・大学院新領域創成科学研究科）

110 町田（名古屋大学・大学院理学研究科）

111 黒澤良和（藤田保健衛生大学・総合医科学研究所）

112 山田

泰則
博万

立

教

基礎生物学研究所 要覧 2004

大

学

・

農 学 部 ）
理学

部

（ 筑 波 大 学 ・ 生 物 科 学 系 ）クリプト画像¥203C¥203¥223)

113 中岡115 竹内貴義
秀明（東京大学・大学院理学系研究科）（東京大学・大学院理学系研究科）

114 藤井116 岡本117 貝淵弘三（名古屋大学・大学院医学研究科）（東 京 大 学 ・ 分 子 細 胞 生 物 学 研 究 所 ）一正（東北大学・大学院生命科学研究科）

118 島田120 加藤尚

119 大橋薫（（ 独 ）産 業 技 術 総 合 研 究 所 ）121 新美（名古屋大学・大学院生命農学研究科）

122 榎本哲郎（横浜市立大学・大学院総合理学研究科）

123 大内

輝幸
淑代

（

）

124 福原茂朋

125 望月直樹（国立循環器病センター研究所）

126 平岡泰

127 原口徳子（（ 独 ） 通

徳

島

大

学

・

工

学

部

由紀子（ 東 京 大 学 ・ 大 学 院 理 学 系 研 究 科 ）理化学研究所・脳科学総合研究センター）
仁 （（独）（国立循環器病センター研究所）

129 鈴木厚（広島大学 ・大学院理学研究科）

信 総 合 研 究 所 ）128 竹林-鈴木 公子（ 広 島 大 学 ・ 大 学 院 理 学 研 究 科 ）130 足立 直子 （ 神 戸 大 学 ・ 大 学 院 自 然 科 学 研 究 科 ）131 斎藤尚亮（神戸大学・バイオシグナル研究センター）

132 上田昌宏

133 碓井理夫（ 京 都 大 学 ・ ウ イ ル ス 研 究 所 ）134 酒巻和弘（大阪大学・大学院生命機能研究科）（京都大学・大学院生命科学研究科）

135 村木倫子（東京医科歯科大学・大学院医歯学総合研究科）

136 木村宏（京都大学・大学院医学研究科）

137 後藤正憲（新潟大学・大学院自然科学研究科）

138 前田昌人（横浜市立大学・大学院総合理学研究科）

139 片桐

岳信

（

140 谷

知己

（
（財）東京都医学研究機構・東京都臨床医学総合研究所）

昭

和

信

大

総

学

合

・

研

歯

究

学

所

部

）

）

（（ 独 ） 通

141 大河原美静（東京医科歯科大学・難治疾患研究所）

142 澁谷浩司（東京医科歯科大学・難治疾患研究所）

143 多羽田哲也（東京大学・分子細胞生物学研究所）

144 渡部

徹郎（東京大学・大学院医学系研究科）

145 岡田康志（東京大学・大学院医学系研究科）

146 宮園浩平（東京大学・大学院医学系研究科）

147 高橋将文（東北大学・大学院医学系研究科）

148 郡司絵美（東北大学・大学院生命科学研究科）

149 太田裕作（東北大学・大学院生命科学研究科）

150 西田満（東北大学・大学院生命科学研究科）

151 Cintia Carla Niva（（ 独 ）農 業 生 物 資 源 研 究 所 ）153 植木 龍也 （ 広 島 大 学 ・ 大 学 院 理 学 研 究 科 ）152 洲崎悦生（九州大学・大学院医学系研究科）

154 林

誠

（大阪大学・大学院工学研究科）

155 木下充代（ 横 浜 市 立 大 学 ・ 理 学 部 ）156 千田大（ 東 京 大 学 ・ 医 科 学 研 究 所 ）157 渡辺智美（東京大学・大学院薬学系研究科）

158 並木俊樹（東京大学・大学院新領域創成科学研究科）

159 丹羽隆介（東京大学・大学院新領域創成科学研究科）

160 三浦徹（東京大学・大学院総合文化研究科）

161 伊東靖子（東京大学・大学院農学生命科学研究科）

162 上川内あづさ（ 東 京 大 学 ・ 分 子 細 胞 生 物 学 研 究 所 ）163 武井165 林

ゆき悠（東京大学・大学院理学系研究科）（東京大学・大学院理学系研究科）

健児
直子（東京大学・大学院理学系研究科）（東京大学・大学院理学系研究科）

剛（東京大学・大学院理学系研究科）

164 錦織166 先崎168 古市尚高（

170 長谷172 岸本あきら（ 京 都 大 学 ・ 大 学 院 理 学 研 究 科 ）167 佐藤169 伊藤171 松浦173 高木

孝徳

（

岩

手

大

学

・

農

学

部

）

啓介

（福井県立大学・大学院生物資源学研究科）

博史（福井県立大学・生物資源学部）

滋 （（独）理化学研究所・発生再生科学研究センター）
175 倉谷177 関戸 良平 （MRC National Institute for Medical Research）
179 Lee Hui Kwan,Rebeeca (The University of Hong Kong)
181 徳富哲（大阪府立大学・先端科学研究所）

183 舒
185 田中徳干
実（蒲郡情報ネットワークセンター・生命の海科学館）（北海道大学・大学院理学研究科）

187 小原
189 内田朋子（バーバードメディカルスクール）直滋（ コールドスプリングハーバー研 究 所 ）191 巌佐193 筒井庸（九州大学 ・大学院理学研究院）

和義（ 広 島 大 学 ・ 総 合 科 学 部 ）勤
195 緒方
197 佐久間康夫（国立成育医療センター研究所）

199 松本
201 金井（ 慶 応 義 塾 大 学 ・ 理 工 学 部 ）直己

174 大島 靖美
176 鐘ヶ江 健
178 鈴木180 飯野啓史
盛利

182 島崎研一郎
184 西田 篤弘

新

潟

大

学

・

農

学

部

）

（（ 独 ）農 業 生 物 資 源 研 究 所 ）（ 九 州 大 学 ・ 理 学 部 ）（東京都立大学・大学院理学研究科）（U n i v e r s i t y o f C a l i f o r n i a ）（大阪市立大学・大学院理学研究科）（九州大学・大学院理学研究院）（（ 独 ）宇 宙 航 空 研 究 開 発 機 構 ）186 白髭188 澤田190 松田克彦（（独）理化学研究所・ゲノム科学総合研究センター）

均
孝彦（名古屋大学・大学院理学研究科）（H a r v a r d M e d i c a l S c h o o l ）192 柳瀬194 原口敏彦（

竜摩（熊本大学・発生医学研究センター）

196 向井
198 小林徳男

200 武山202 菊水健一 （ 東 京 大 学 ・ 分 子 細 胞 生 物 学 研 究 所 ））裕司 （ 東 京 大 学 ・ 大 学 院 農 学 研 究 科 ）203 森
205 Ahn Ryun-Sup （C h o n n a m U n i v e r s i t y ）204 藤枝206 清木憲二 （ 旭 川 医 科 大 学 ・ 医 学 部 ）207 笹岡209 高橋俊邦
卓（北海道大学・大学院理学研究院）

208 仁田坂英二 （ 九 州 大 学 ・ 大 学 院 理 学 研 究 院 ）理化学研究所筑波研究所・分子遺伝学研究室）
210 前川 利男 （（独）211 後藤213 菊池弘爾（岡山県立生物科学総合研究所・遺伝子制御解析研究室）

緑克晃（ 日 本 医 科 大 学 ・ 医 学 部 ）
（

東

京

大

学

・

農

学

部

（国立精神・神経センター・神経研究所）

章 （広島大学・大学院医歯薬学総合研究科）

九

州

大

学

・

医

学

部

）

（ 旭 川 医 科 大 学 ・ 医 学 部 ）（慶 応 義 塾 大 学 ・ 理 工 学 部 ）一也
健史 （東京大学 ・大学院農学生命科学研究科）
誠 （科学技術振興事業団・創造科学推進事業）

212 Robert F.Whittier（ アマシャムバイオサイエンス（ 株 ） ・ 研 究 開 発 室 ）214 山口 真二 （ ノ ー ス ウ エ ス ト 大 学 ）基礎生物学研究所 要覧 200475

■ 岡崎情報図書館
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, Inside web, NACSIS-IR, SciFinder Scholar 等）。

■ 岡崎コンファレンスセンター
学術の国際的及び国内的交流を図り，機構の研究，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
共同利用研究者等の宿泊に供するため，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。

76

基礎生物学研究所 要覧 2004

三島ロッジ

山手ロッジ

■ 現員

（平成 16 年 4 月 1 日現在）

所 長

合

計

1

教 授
助教授
（客員） （客員）
11
（4）

10
（3 ）

助 手

さきがけ
研究員

博士研究員
（うち外国人）大学院生

特別協力研究員（うち外国人）特別共同利用
研究員

技術職員

30

2

81
（18 ）

43

47
（6 ）

18

27

■ 予算
（平成 15 年度決算額）

区

分

計（千円）

一
般
会
計
国 立 学 校 特 別 会 計
計01, 495, 919
1, 495, 919

人件費（千円）

物件費（千円）

0661, 474
661, 474

0834, 445
834, 445

施設整備費（千円）
0
0
0

■ 配置図

施 設

面積(m 2)⑧ 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）

4, 674⑨ 山手 1 号館 B （形質転換生物研究施設）

2, 303⑩ 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）

8, 453

施 設

面積(m 2)① 実験研究棟
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③ 共通施設棟 I（アイソトープ実験センター 分析室 電子顕微鏡室）④ 共通施設棟 II（洗滌室 機器研究試作室）⑤ 動物実験センター（陸生動物室）⑥ 廃棄物処理施設⑦ 実験圃場（管理棟・温室）

11, 077
2, 5753, 080612
3, 18480200

施 設

面積(m 2)⑪ 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，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）

10, 757⑫ 山手 4 号館（分子スケールナノサイエンスセンター）⑬ 山手 5 号館（核磁気共鳴装置による実験施設）

3, 813664

基礎生物学研究所 要覧 2004

77

総 務 部
総務課

岡崎統合事務センター長

鈴

木

洪

一

（兼務）部

長

鈴

木

洪

一

課

長

田

境

守

康

佐

松

永

和

雄

員

神

谷

利

昌

課

長

専

国際研究協力課

専

門

職

員

杉

浦

鈴

代

総

務

係

長

桑

原

博

明

情 報 処 理 係 長

服

部

康

史

図 書 館 係 長

古

田

克

敏

総務分子研係長

山

本

寛

幸

総務基生研係長

小

林

高

士

総務生理研係長

遠

藤

典

子

課

長

梛

野

友

栄

員

杉

江

専

財 務 部
財

調

務

達

課

課

門

設

課

修

専

門

職

員

伊

藤

伸

二

専

門

職

員

村

木

教

悦

研 究 協 力 係 長

廣

岡

義

共 同 利 用 係 長行

田

共 同 研 究 係 長

神

部

長

原

課

谷

彦
豊

良

口

志

正

夫

明

長

尾

越

和

博

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

古

資 産 管 理 係 長

佐

出

長

浅

井

長

窪

川

友
和

納

係

課
専

施

補
門

門

厚

橋
々

悟
部

志
真
誠
行

員

藤

本

調 達 第 一 係 長

浦野

調 達 第 二 係 長

古

川

一

広

調 達 第 三 係 長

高

藤

八

朗

課

長

藤

本

恵

夫

員

渋

谷

省

一

専

門

夫
實

施

設

係

長

管

理

係

長

地

中

電

気

係

長

井

川

正

幸

機

械

係

長

浅

野

一

夫

剛

平成 16 年 4 月 1 日現在

78

基礎生物学研究所 要覧 2004