Vol.9, February, 2014

脳科学研究戦略推進プログラム事務局
愛知県岡崎市明大寺町字西郷中 38 生理学研究所内
tel: 0564-55-7803,7804 fax: 0564-55-7805
website: http://brainprogram.mext.go.jp /平成 26 年 2 月 1 日発行 / February 1, 2014©2014 MEXT SRPBS Printed in Japan
本書を無許可で複写・複製することを禁じます1!

ionr matInfo 第 9 回 脳プロ サイエンスカフェ

コラム ： 脳プロの “ 技術”
分子の質量や構造が分かる 「タンパク質の質量分析」

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特集 1 ： 第 8 回 脳プロ サイエンスカフェ アフターリポート3

特集 ２ ： 出張授業 アフターリポート

ー神経と神経のつなぎ目 ： シナプスの不思議ー
日時：2014 年 3 月 11 日（火）19:00～20:30
場所：BankART Studio NYK

特集 3 ： サイエンスアゴラ 2013 アフターリポート

4「 柔軟な脳」 のしくみを探る（みなとみらい線 馬車道駅、横浜）

シリーズ : ｢ これが私の生きる道」

講師：高橋 琢哉（横浜市立大学）

津本 忠治 プログラムディレクター 編

2 月上旬より脳プロ ウェブサイトでご案内いたします！

コラムの“脳プロ技術”
一方、生体内で重要な機能を持つタンパク質の多くは「リン酸化（リン酸基が付くこと）」や「脱リン酸化（リン酸基がはずれること）」

しつりょうぶんせき

分子の質量や構造が分かるにより、スイッチを切り替えるようにその機能を「オン」もしくは「 タンパク質の質量分析 」「オフ」させます（図2 A もしくは B）。このリン酸化・脱リン酸化の脳プロでは、統合失調症や認知症などの精神・神経疾患の発症メカニズムを分子レベルで明らかにすることを目指しています。そのためには神経細胞内のタンパク質が正常に機能しているかを調べる必要があります。今回は、タンパク質の機能を調べることを可能にする「タンパク質の質量分析」についてのお話です。

制御の異常は多くの疾患に関与すると考えられており、タンパク質のリン酸化リン酸基タンパク質Aを調べることはとても大切です。現在

脱リン酸化

では、質量分析技術が向上し、リン酸化・脱リン酸化の状態を調べることも可能になりました。それにより、細胞内の酵素

機能オフ

B

質量分析には、分析したい物質に電荷を持たせる「イオン化」などについても明らかになってきました。
脳プロでは、多様なタンパク質の機能オン
P

リン酸化
脱リン酸化

活性の状態と細胞の機能変化の関係性

質量分析とは、1 分子あたりの質量や構造を分析する技術です。

P

リン酸化

機能オン

機能オフ

図 2：機能のオン・オフとリン酸化という過程が必要になります。しかしながら、タンパク質はリン酸化を網羅的に解析することで、正常な脳機能の解明に加え、「イオン化」する過程で壊れてしまうため、その分析は長い間病因や診断指標、新薬・予防法の開発を目指しています。また困難でした。技術開発が望まれるなか、1985 年、田中耕一氏らが脳プロの研究で得られたデータを集約した新たなデータベースを世界で初めてタンパク質のイオン化に成功したことで「タンパク質作成しています。文献情報や関連した知見などとつなぎ合わせての質量分析」が可能になりました（図 1）。

公開し、世界中の研究者にとって有用なデータベースの提供に向けて取り組んでいます。

①③

レーザー光

タンパク質分子検出器②

図 1：質量分析の原理の一例① タンパク質分子にレーザーを当てることでイオン化されます。
② イオン化されたタンパク質に真空の管の中で電場をかけると、電気的な力によって分子が管の中を移動（飛行）します。
③ この飛行速度は分子の質量と電荷に応じて異なるため、検出器までの飛行時間の違いからタンパク質の質量を解析できます。

時間

（真空）

1

Vol.9, February, 2014

私たちはどのようにして「決める」のか
開催日： 2013 年 10 月 19 日（土）15：00 ～ 17：00
会 場： アートエリア B1（京阪電車 なにわ橋駅）
たなか

さおり

講 師： 田中 沙織

おおしお りつ

ファシリテーター： 大塩 立華

Saori TANAKA

特集 1：第８回 脳プロ サイエンスカフェ アフターリポート

2001 年 大阪大学理学部物理学科 卒業。2006 年 奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科博士後期課程 修了。カリフォル
ニア工科大学 客員研究員、㈱国際電気通信基礎技術研究所 (ATR)
脳情報研究所 連携研究員を経て、2009 年より大阪大学社会経済研究所 特任准教授を経て、2012 年より大阪大学社会経済研究所准教授。博士（理学）。

今すぐもらえる 1,000 円と、半年先にもらえる10,000 円、どちらか一つをもらえるとしたら、あなたならどちらを選びますか？私たちは日常生活の中でお金や食べ物といった「報酬」をもとに、様々な意思決定をしています。今回は意 思 決 定を つかさどる脳 の 働 きについてお話しいただきました。

1. 意思決定の脳科学研究をすることになったきっかけは何ですか？

3. これからの科学を担う子供たちに一言お願いします。

中学生の頃、「カエルは動くものしか認識できない」と優先し、ダイエットが長続きせず、嫌なことを先延ばしに私は時間割引の研究をしていますが、目先の利益をいうことをテレビで知って、「私たちが認識している世界してしまいます。でも、「自分ってどうしてこうなんだろう」とは何か？」という疑問を持ちました。そこで、認識という疑問や反省が研究のモチベーションにもなります。

する主体である「脳」に興味を持ち、脳の中で起こって身近で答えるのが難しい疑問にこそ、一生付き合える研究いる現象と私たちの意思や思考の関係を定量的に説明テーマが潜んでいるのかもしれません。

するような研究がしたいと思い、学部で物理学を、大学院でヒトを対象とした意思決定の脳科学研究を学びました。

研究者にどうす なるにはればい
いか聞いてみたい！

端の最先 を究
脳 研 い！
た知り

出張授業いたします !!

2. 今後挑戦したいことは何ですか？

脳プロでは今 後も、 全国の高 校 への出張 授業を展開したいと考えております。

私たちの研究テーマの一つに、将来の利益をどれぐらい割り引いて考えるかという「時間割引」があります。近年、出張授業をご希望の方は、 代表の先生を通じて、脳プロ事務局まで是非ご相談くださいませ。

時間割引は多重債務や肥満といった社会・健康問題や、( ご希望に沿えない場合もございますので、ご了承ください）うつ病などの心の病との関連が報告されており、時間割引のメカニズムの解明は、これらの対策や治療・予防にラボツアーのご案内役立つ可能性があります。そのためには、脳活動を含めた最先端の研究現場をご案内する「ラボツアー」も実施いたします。普段はなかなか見ることのできない実験装置や、生の研究室がどんなところかをご覧頂くことができます！

様々な生物学的な指標と、時間割引などの経済学的な指標の関係を、大きな規模で調べていく必要があります。

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Kazunori NAKAJIMA

特集 2：出張授業 アフターリポート
動く細胞たちが織りなす脳の形づくり

1988 年 慶應義塾大学医学部卒業。慶應義塾大学病院内科研修医を経て、1994 年 大阪大学大学院医学研究科博士課程修了、博士 ( 医学）。
日本学術振興会特別研究員、理化学研究所ライフサイエンス筑波研究センター研究員、JST さきがけ研究 21 研究員、東京慈恵会医科大学
DNA 医学研究所分子神経生物学研究部門長・講師、助教授を経て、2002 年より慶應義塾大学医学部 解剖学教室教授。博士（医学）。

2013 年 11 月 19 日（火）、桐朋中学校・高等学校（東京都国立市）にて、脳プロ 課題 E の仲嶋一範 教授（慶應義塾大学医学部）が出張授業を実施いたしました。

脳プロでは二回目となる今回の出張授業では、中学 3 年生にかかる時間のから高校 3 年生まで、約 40 名の学生の皆様にご参加いただき、ほか、仲嶋教授

脳の発生に関する最先端の成果をご紹介させていただきの高校生時代ました。脳科学の基本的なお話から、細胞が動きながら脳をや大学受験の形成する「脳の発生メカニズム」のお話まで、脳の細胞が動くお 話、 臨 床 医映像を交えながらご紹介いたしました。当日は、実際の研究から基礎研究者で使われるものと同じ蛍光顕微鏡のデモンストレーションになったときのコーナーを設置し、マウスの海馬エピソード等々…高校生の皆様の進路に関連する質問もの観察体験も実施しました。そのたくさん頂きました。

ほか、本物のマウスの脳標本やヒ今回はデモンストレーションの都合上、参加定員がありトの脳模型を用いながら、マウスましたため、惜しくもご参加いただけなかった方もいらしたとヒトの比較も行いました。

そうです。これからも脳プロでは、積極的に出張授業を実施

授業最後はたっぷりと時間をしてまいりますので、またの機会にご聴講いただけましたらとっての質問コーナーでした。研究

幸いに存じます。

特集 3：アフターリポート

脳科学を支えるニッポンの技術
開催日： 2013 年 11 月 9 日（土）・10 日（日）会 場： 日本科学未来館（東京都江東区）
本年のサイエンスアゴラでは、脳プロ課題 G から東京小さなハエですが、ヒトと共通する情動系や学習機能を大学の伊藤啓 准教授が、ショウジョウバエを用いた脳科学

持 つ ほ か、 遺 伝 子 導 入 な ど の 操 作 も 可 能 な こ と か ら、研究のデモンストレーションを実施しました。

ヒトのモデル動物として脳科学で大活躍しています。

ショウジョウバエは「台所の小バエ」として名高い

今回のブースは、蛍光タンパク質で可視化した本物のショウジョウバエの脳標本の観察、３D モニターやタッチスクリーンで立体的に見る脳画像、ショウジョウバエの行動観察など、盛りだくさんの体験型ブースとなりました。
また１日３回ずつ、伊藤准教授のミニレクチャーも実施し、ショウジョウバエを用いた脳科学研究についてじっくりとご紹介させていただきました。

3Vol.9, February, 2014y lifemThis is

シリーズ：「これが私の生きる道」
津本 忠治 プログラムディレクター 編

津本 忠治

Tadaharu TSUMOTO

1967 年 大阪大学医学部卒業。医学博士。1972 年 大阪大学医学部附属高次神経研究施設助手。1975 年 西独（当時）マックスプランク生物物理化学研究所留学。1977 年 金沢大学医学部助教授。1980 年 米国カリフォルニア大学バークレー校留学。1983 年 大阪大学医学部教授。2005 年より 2010 年まで
日本神経科学学会会長。理化学研究所脳科学総合研究センターユニットリーダー。 同センターグループディレクターを経て、2011 年 同 副センター長。

今の研究について先生のこれからやりたいこと「生後初期の経験が脳機能にどのような影響を与えるか」について

以前は、電気生理学的（※）な手法で神経細胞を一つずつ観察研究しています。脳の発達には “遺伝” と “経験” のどちらも影響してきました。しかしながら、現代では、たくさんの神経細胞をすると考えられています。私は “乳幼児期の経験” が脳機能をどの同 時 に 観 察 す る 方 法 が 開 発 さ れ て き て い ま す。 大 脳 皮 質 に あ る

程度変化させるかを調べています。特に「視覚系」に着目しており、多数の神経細胞を同時に記録することが可能になり、さらに神経発達期に見たものが、脳のどのような神経回路で脳を変化させるか、細胞の種類も同時に見分けることもできます。この方法を用いて、についてマウスを用いて研究しています。また、目から入った視覚脳の中の神経細胞の活動を一斉に記録し、脳の情報処理機構を調べ情報が脳でどのように処理されているかも研究しています。

たい。そして、その情報処理が発達期の環境によってどのように変化するかを調べたいと考えています。
※ 脳組織や神経細胞に直接電極を当てて神経活動を計測する方法。神経活動は電気信号によって情報をやりとりするので、その活動や機能を調べる学問を “電気”生理学といいます。

研究者になった道のり
医学部の学生時代に脳に興味を持ったのが始まりです。最初は精神科や神経内科に興味がありました。ただ、当時は脳活動を知る嬉しかったこと

方法が技術的に少なく、脳波を計測する程度しかありませんでした。
ヒトの脳の中を直接観察する方法がなかったので、動物を用いた

最近嬉しかったことと言えば、5 年間やっていた仕事がまとまって研究に進むことを考えました。

論文投稿できたことです。ところで、今は論文投稿の方法が昔と医学部を卒業後、しばらくは臨床医として働いていたのですが、随分変わりました。昔は論文を投稿する、というと大きな封筒にその経験の中で、筋萎縮性側索硬化症や統合失調症など治療法が原稿を入れて郵便局で投函する、という作業だったので、投稿するなかったり原因の分からない疾患に出会い、精神・神経疾患の基礎だけで一仕事でした。今ではインターネットでマウスをクリックする研究の重要性を感じ始め、研究の道に進みました。

だけで投稿できます。とても便利ですが、手間がかかる分、昔のほうが達成感は大きかったような気がします。一流ジャーナルに論文“脳プロ” への思いが受理されたときはもちろん嬉しいのですが、封筒で投函していた頃のほうが、嬉しいというか、達成感があったような気もします（笑）。

脳プロでは全国の研究者が一丸となって統合失調症や認知症、うつ病などの発症メカニズムの解明や治療法の開発に取り組んで若い方々へのメッセージいます。これらの研究によって、精神疾患がどの程度まで分かるか、非常に興味があります。今の時代は、私が研究を始めた頃に比べて、目標に向かって、視野や手段を広げて行ってほしいと思います。

様々な手法で精神・神経疾患の研究ができるようになっているので、何よりも自分の好きなことを見つけて、それを目指して一筋にやってう ら や ま し い と も 思 い ま す。 こ れ ら の 研 究 が う ま く い く こ と をほしい。脳科学研究はとても面白いです。これからも新しい疑問が心から期待して見ています。

あります。例えば「意識」や「心」といったものがどうやって生じてまた脳プロは国のプログラムとして研究体制が作られている

いるかということは、まだまだので、研究者にとっては個人研究とは異なる制約もあると思います。

分 か ら な い こ と ば か り で す。

一方で、様々な分野のプロフェッショナルが力を合わせて共同研

精 神・ 神 経 疾 患 な ど の 中 に は究をするすばらしい場でもあります。大学・学部を超えて、普段な発症メカニズムが不明な疾患がら連携できない研究が実現する良いチャンスでもあるので、研究者たくさんあります。興味があればの皆さんには是非がんばって、日本が 誇る研究を実現してほしい

是非、挑戦してほしいです。と思います。

（取材：大塩 立華）

こんにちは、脳プロ事務局の大塩です！今回は 2013 年
秋 の イ ベ ン ト 特 集 で し た。 出 張 授 業 や ラ ボ ツ ア ー へ のご案内もしております。ご興味のある方は是非お問い合わせくださいませ。季節は少しずつ春が近づいています。まだま だ 寒 い 日 が 続 き ま す が、 脳 プ ロ で 春 最 初 の イ ベ ン ト は、初 の 横 浜 で の サ イ エ ン ス カ フ ェ で す。 港 を 眺 め な が ら
脳科学のお話はいかがですか？お近くの方はどうぞご来場ください！それでは、次号もお楽しみに！

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