“Dynamical Ordering & Integrated Functions”
Newsletter Vol. 50

October, 2017

業績紹介： 柔軟なモジュール構造をもつ小胞体フォールディング
センサー酵素 UGGT の可視化
"Visualisation of a Flexible Modular Structure of the ER Folding-sensor Enzyme UGGT"
Tadashi Satoh, Chihong Song, Tong Zhu, Takayasu Toshimori, Kazuyoshi Murata, Yugo Hayashi,
Hironari Kamikubo, Takayuki Uchihashi, and Koichi Kato
Sci. Rep. 7, 12142, (2017), DOI:10.1038/s41598-017-12283-w

佐藤匡史（名古屋市立大学薬学研究科・
A03 計画研究分担者）

なかった。
本論文では、本領域内の 4 グループの緊密な連携研究を通じて、柔軟なモジュール構造をもつ UGGT の可視化に成功した。本酵素はフォールディングセンサー

加藤晃一（自然科学研究機構岡崎統合バ
イオサイエンスセンター・
A03 計画研究代表者）

領域と触媒ドメインから構成されているが、X 線結晶構造解析によってそれぞれの立体構造を決定した（図 1）。その結果、センサー領域がチオレドキシン様ドメイン 4 つと β ドメイン 1 つがタンデムに繋がった
マルチドメイン構造から構成されていることが判った。

村田和義（自然科学研究機構生理学研究
所・A03 公募研究代表者）
上久保裕生（奈良先端科学技術大学院大学
物質創成科学研究科・
A01 計画研究代表者）

X 線小角散乱およびクライオ電子顕微鏡解析による全長の構造解析の結果、マルチドメインからなる本酵素は柔軟な構造をとっていることを見出した。さらに高速 AFM 解析により、センサー領域と触媒ドメインが柔軟なリンカーによって繋がれた本酵素のダイナミッ
クな描像を捉えることができた。以上の結果から、
UGGT は可動性のマルチドメインを介して、多種多様な構造をもつ変性糖タンパク質を認識していることが推測された。

内橋貴之（名古屋大学理学研究科・
A01 計画研究代表者）
糖鎖はタンパク質の細胞内における運命を決定する標識として機能している。小胞体ではタンパク質に結合した N 型糖鎖の末端に付加されるわずか 1 残基のグ
ルコース残基の有無を目印として、タンパク質の品質（フォールディング状態）が見分けられている。この
品質管理システムにおいて、門番役として機能するのが UDP-glucose:glycoprotein glucosyltransferase（UGGT）である。この酵素は、立体構造が未完成なタンパク質に対 してのみグ ルコース残基を 転移するこ とで、フォールディングセンサーとしての機能を果たしている。しかしながら、この鍵酵素の立体構造は未解明であり、その作動メカニズムの理解はほとんど進んでい図 1：動的な構造をもつ UGGT の立体構造(a) フォー

ルディングセンサー領域および触媒ドメインの結晶構造、(b) X 線小角散乱による全長の構造解析、(c) クラ
イオ電子顕微鏡解析による全長の構造解析、(d) 高速
AFM 解析によるダイナミクス解析

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October, 2017

業績紹介：Pd6L8 カプセル錯体の自己集合に及ぼす脱離配位子と溶媒効果"The Effect of Solvent and Coordination Environment of Metal Source on the Self-Assembly
Pathway of a Pd(II)-mediated Coordination Capsule"
Shumpei Kai, Yui Sakuma, Takako Mashiko, Tatsuo Kojima, Masanori Tachikawa, and Shuichi Hiraoka
Inorg. Chem., in press, (2017), DOI:10.1021/acs.inorgchem.7b02152

平岡秀一（東京大学大学院総合文化研
究科・A02 計画研究代表者）
立川仁典（横浜市立大学大学院
生命ナノシステム科学研究科
・A01 公募研究代表者）
自己集合体が熱力学支配で生成するとき、溶媒などの環境が影響を及ぼすことは言うまでもない。一方で、自己集合体へ至る過程でも、これらの外部環境が影響を及ぼすと考えることが自然だが、どのような効果を及ぼすかはこれまで全く調べられていなかった。これは、自己集合過程を調べること自体の困難さに由来する。我々は、本新学術領域研究の活動の中で、自己集
合 性 錯 体 の 形 成 過 程 を 調 べ る 手 法 (QASAP:
Quantitative Analysis of Self-Assembly Process)を独自に開発し、これまでカプセル型の Pd6L8 錯体および Pt(II)二核錯体と有機二座配位子から環状錯体の形成機構を明らかにし、具体的には、それぞれの自己集合における律速段階を明らかにしてきた。今回、Pd6L8 錯体について、最終的な自己集合体に含まれない要素が自己集合過程に及ぼす効果を調べた。Pd6L8 錯体を例に自己集合を反応式で表すと式(1)になる。

は配位性の CH3CN の方が 4 倍ほど速かった。一方、カプセル形成では、CH3NO2 中では多くの種がカプセ
ルに至らず速度論的にトラップされた。これは、溶媒によってエネルギーランドスケープが変化し、効果的に速度論的トラップへ変換していることを意味する。
そこで、どの段階で速度論的トラップへ至るかが決定づけられるかを調べるため、自己集合の開始直後に溶媒を交換し、その後の自己集合を追跡したところ、驚くことに、はじめに CH3NO2 中で自己集合を開始し、その後カプセル形成を促進する CH3CN に交換してもカプセル形成率が劇的に低下することがわかった。一方、はじめに CH3CN で自己集合を行い、その後 CH3NO2に変えてもカプセル形成が正常に起こった。すなわち、速度論的にトラップされるかは自己集合の極々初期段
階で運命付けられていることが明らかとなった。
また、脱離配位子の配位力の効果も調べた。配位力の強い X を用いるほど、配位子交換の活性化エネル
ギーが上がることが DFT 計算から明らかになったが、カプセルの自己集合では、より配位力の弱い X を用いると速度論的にトラップされやすいことがわかった。
したがって、生命現象のように比較的温和な条件で自己集合が進行する場合、自己集合体以外の外的な要因は極めて重要で、これらが自己集合の経路を決定する因子であることが明らかになった。合成化学の観点では、これらの外的要因を変化させることで、エネルギー
ランドスケープを変化させ、熱力学的に最安定ではな
い種を選択的に合成できると期待される。

6 · PdX4 + 8 · L ⇄ Pd6 L8 + 24 X (1)
ここで、X は原料となる金属イオンにあらかじめ配位
している脱離配位子で、これが L と交換することにより、自己集合が進行する。このため、自己集合性錯体の形成の基本反応は金属イオン上における配位子交換である。そこで、本研究では溶媒および脱離配位子の配位力が自己集合過程に及ぼす効果を QASAP により調べた。
溶媒効果を調べるため、配位性の CH3CN と極性は十分高いが配位力に乏しい CH3NO2 について調べた。
素反応(PdPy4 + Py ⇄ PdPy4 + Py)では配位子交換速度

図 1：カプセル錯体の自己集合における溶媒効果2

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October, 2017

業績紹介：高速原子間力顕微鏡によるセロビオース脱水素酵素のドメインダイナミクスの可視化"Interdomain Flip-flop Motion Visualized in Flavocytochrome Cellobiose Dehydrogenase Using
High-speed Atomic Force Microscopy during Catalysis"
Hirofumi Harada, Akira Onoda, Takayuki Uchihashi, Hiroki Watanabe, Naoki Sunagawa, Masahiro
Samejima, Kiyohiko Igarashi, and Takashi Hayashi
Chem. Sci., 8, 6561-6565, (2017), DOI:10.1039/c7sc01672g

内橋貴之（名古屋大学理学研究科・
A01 公募研究代表者）

セロビオース脱水素酵素は補酵素としてフラビンとヘムを含む 2 つのドメインからなる酵素（図 1a）で、フラビンドメインではセルラーゼによって切り出されてくるセロビオースの酸化反応が起こる。その時に得られる電子がシトクロムドメインにあるヘムに受け渡されるが、どのような機構で電子の授受が行われるか長い間不明であった。
最近になって、2 種類のセロビオース脱水素酵素のX 線結晶構造が解かれ、それぞれ 2 つのドメインが“open”と“closed”の状態をとることが明らかになった。これから、フラビンドメインとシトクロムドメイ

図 1：高速 AFM によるセロビオース脱水素酵素の観察。 (a) セロビオース脱水素酵素の構造, (b) 金基板に固定した異なる構造の酵素, (c) セロビオース濃度を変えた高速 AFM 連続像（実線と点線で囲った領域
は, それぞれフラビンドメインとヘムドメインを示している）。

ンがついたり離れたりすることで電子伝達を行うと考えられた。一方で、これらの結果は違う菌から得られた酵素の構造を比較したものであり、さらに X 線結晶構造解析では動きが明らかにできないため、実際にセロビオース脱水素酵素の 2 つのドメインがついたり離れたりする直接的な証拠はなかった。 そこで高速
AFM でこれらドメインの動きの直接観察を行った。
セロビオース脱水素酵素から補酵素の 1 つであるヘムを抜き取り、金の表面に固定化したヘムに入れ換えることで、シトクロムドメインだけを選択的に固定化して高速 AFM 撮影を行ったところ（図 1b）、 15 nm程度の高さを持つ粒子が観察された。これはちょうど
セロビオース脱水素酵素の“open”構造の長さ方向と同程度であった。次に基質であるセロビオースを添加したところ、酵素分子がパタパタと動く様子が観察され、さらにより多くの基質を添加していくと動く分子の数が増加した（図 1c）。 加えた基質はフラビンドメ
インで酸化反応が行われることから、パタパタと動いているのがフラビンドメインであり、セロビオースを酸化し、電子伝達を行うためにシトクロムドメインとついたり離れたりしていることが証明された。
自然界には様々なマルチドメイン構造を持つタンパク質が存在することから、あるドメインだけを固定化して高速AFMによって各ドメインの機能を調べるという本実験手法は、これまで明らかにできなかったドメイン同士の動的な関係性を調べるために有効な手段になると期待される。

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October, 2017

業績紹介：動的で秩序だった液晶の性質を球状分子にくみこむ〜サイボーグ超分子の合成手法を応用〜"Self-Assembly of Giant Spherical Liquid-Crystalline Complexes and Formation of
Nanostructured Dynamic Gels Exhibiting Self-Healing Properties"
J. Uchida, M. Yoshio, S. Sato, H. Yokoyama, M. Fujita, and T. Kato
Angew. Chem. Int. Ed., 56, in press, (2017), DOI:10.1002/anie.201707740

液晶性を保ったゲルが得られた。動的結合であるため

佐藤宗太（東京大学理学系研究科
・A02 計画研究代表者）に、ゲルの自己修復性も見いだした。
以上述べたように、本来は液晶にならない球状分子の表面に液晶化を促すメソゲンを等方的に配置することで、液晶の秩序を生みだし、さらに動的な自己修復

自己組織化する球状分子に、動的で秩序だった液晶性ゲルを生みだすことにも成功した。

の性質を組み込む、新しい分子設計を試みた。等方的な球状とみなせる骨格に液晶性をもたらすメソゲンを導入した例はいくつか知られているが、直径 3.5 nm におよぶ巨大な分子を用いた例は皆無であった。今回、サイボーグ超分子の合成法を応用し、球状分子の表面にメソゲンとして知られるフォーク型の分子を化学修飾した（図 1）
。組み上がった直径 12 nm におよぶ巨大な球状分子 1 が、液晶を示す動的秩序化を実現した。
合成は、メソゲンをあらかじめ導入した配位子 2 を調製した後、Pd(II)イオンと有機溶媒中で混合した。
DMSO のみでは沈殿が生じて自己組織化が進行しなかったため、クロロホルムと混合することで球状分子1 を構築できた。DOSY NMR によって拡散係数を決定し、巨大な分子の大きさに対応していることを確認できた。CSI MS により分子量も決定し、設計した通りの球状分子が得られた証拠を得た。
液晶相を示すか検討したところ、配位子 2a、2b は室温を含む広い温度範囲で液晶相を示すサーモトロ
ピック型であった。一方、球状分子 1a、1b は 20 mM程度の濃厚な溶液状態で液晶相を示すリオトロピック型であることを見いだした。液晶相における秩序だった構造は X 線回折によって観測できた。
紙面の都合上、詳細は述べられないが、この液晶性の球状分子と、アルデヒドを表面修飾した球状分子とAを溶媒中で混合し、ヒドラジンを有するポリマーを加

図 1：メソゲンとなる置換基 R を導入した配位子 2 を用い、直径 12 nm におよぶ巨大な球状錯体 1 を合成。

えると同様に液晶相が発現した。さらに加熱するとアルデヒドとヒドラジンが反応して動的な共有結合生じ、

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October, 2017

Germany-Japan Young Scientist
meeting on “Dynamic ordering of
biomolecular systems for creation of
integrated function"
開催報告
谷中冴子
（自然科学研究機構 岡崎統合バイオサイエンスセンター・
A03 計画研究連携研究者・加藤グループ)

催イベントとの共同開催会議である “14th HORIZONSin Molecular Biology”に参加しました。13 日はポスター
セッションに参加し、異分野の若手研究者たちと交流しました。14 日は私が HORIZONS にて本イベントのオープニングリマークを述べ、当領域の紹介を行いました。本来 HORIZONS は大御所の先生が招待されて講演する場だそうです。大御所の先生が話すべきとこ
ろで、いつも加藤代表が話されるような introduction
を私が話す、という恐れ多くも得難い経験をさせていただきました。
そして迎えた 15 日、準備の甲斐あって、セッションは大変盛り上がりました。詳細は各参加者からの報告があるかと思いますが、日本側からとドイツ側から、それぞれの話題提供の途中に質問とディスカッション

2017 年 9 月 13-15 日、本領域主催イベントであるを挟む形式でセッションは進みました。

日独若手研究者討論会のためにドイツ、ゲッティンゲ「オシレーションはどのように生物を制御しうるのンに滞在しましたので、ご報告させていただきます。

か」という問いかけを設定しておりましたが、特にド評価委員の Christian Griesinger 先生のご厚意で Max

イツからの参加者である Vinodh さんの発表とコメン

Planck Institute for Biophysical Chemistry でイベントをトが非常に重要な答えを含んでいました。単純な構成

行 う 運 び と な り 、 ド イ ツ 側 の 担 当 者 の Pablo

要素からなる時計システムは体内の他のシステムと連Trigo-Mourino 博士が 2017 年 1 月の第 5 回国際シンポ携することで動作している。そして、媒介する環境こジウムに参加くださりました。そのときにワーキング

そがシステム間のカップリングを可能にする、というグループが結成され、それから、半年間をかけて準備ことです。生物らしさとは何か、動的秩序研究の今後してきました。ただの発表会ではない、アクティブなの展開を考えさせられる、とても有意義な会でした。

ディスカッションが飛び交う会にしたい、ということ
で、準備は時間がかかりました。
2 月〜5 月、ドイツ側と日本側、それぞれがメンバー
集めを行い、日本側からは本領域で存在感を放つ、粒

遠く離れたドイツとの協同運営は、困難な点もありました。しかし、多くの助けを得て成功裡にイベントを終えることが出来ました。関係者の皆様に熱く御礼申し上げたいと思います。

ぞろいの若手メンバーが揃いました。
（それぞれのメン
バーの体験記を参照ください。
）そして、アクティブな討論を行う場、ということで、ディスカッションのテー
マを考えることとなりました。議論の後、過去のシンポジウムでも盛り上がった「体内時計」を題材とすることに決定しました。ドイツの参加者たちも賛同して
くださり、それに沿って当日の準備を進めてください
ました。
英語での討論は不安があるだろうということで、日本からの参加者は 7 月と 9 月の 2 回に渡って、話題提供スライド準備やディスカッションを円滑に行うための打ち合わせを行うべく、岡崎に集まりました。そのおかげで、大変わかりやすい話題提供のスライドを準備することが出来ましたし、その場での若手交流も大変貴重な経験となりました。

講堂でのオープニングリマークの様子

万全の準備を整えてドイツ入りし、13-14 日は本主

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October, 2017河野健一
（京都大学化学研究所・
A02 公募研究連携研究者・
二木グループ）の可視化（Pablo さん）が話題提供者として壇上に上がった。日本の時と同様に活発な議論が展開され、どの発表もレベルの高いものであった。特に、Pablo さんが紹介した NMR によるタンパク質の動的挙動の検出は、短時間で時計タンパク質のリン酸化・脱リン酸化状態を捉えるのに強力な手法として注目を浴びた。
将来的には体内時計のさらなる動的な秩序形成メカニ

2017 年 9 月 15 日、新学術領域「動的秩序と機能」の主催で国際活動の一環として開催された「統合機能の創生を目的とした生体分子系の動的秩序に関するドイツ-日本若手研究者会議」（Max Planck Institute forBiophysical Chemistry, Göttingen, Germany）に参加した。
日独から若手研究者約 10 人ずつ、合計 20 名ほどの規模で「ラウンドテーブル・ディスカッション形式」（話
題提供者の提案するトピックについて自由にディス
カッションを行う形式）が行われた。日独で交互に話題を提供して、それぞれ 90 分間ずつ議論する内容だったが、特に日本側から提案した時間発生現象（生物時計、大山さん担当）のトピックは序盤から大きな盛り上がりを見せ、30 分経過しても質疑応答が途切れることが無かった。次に理論的背景（植松さん、山本さん担当）で、時間発生現象を数理モデルで説明した。植松さんによる体内時計の自由継続性、山本さんによる位相同調性及び温度補償性に関する説明は、複雑な概念を単純化したことで系を明確化した。モデルの正当性についても議論を広げたことで、場の理解が一層深まったと感じた。最後に、化学的な独立系の構築（安部さん担当）では、先端研究で行われている人工化合物の自発的な動的挙動について触れ、生物との違いを対比させることで生命の本質を理解する為の重要な提ズムの解明が期待される内容であった。
今回のミーティングは、Max Planck Institute の若手研究者向け研究会、14th HORIZONS in Molecular
Biology への参加（2017 年 9 月 13 日－14 日）も兼ねていたので、合わせて紹介したい。分子生物学という広い枠組みであった為バラエティーに富んだ内容だったが、領域外の研究内容を知ることが出来て非常に勉強になった。私自身、特に興味を惹かれたのは、
HORIZONS 最終日に開かれたパネルディスカッションであった。議題は「Ph.D.ホルダーの進路」（How to
identify opportunities in science and industry）に関するもので、パネリストだけでなく会場からも様々な意見や質問が飛び交った。研究を仕事として続けられること、そして常に自分を支えてくれる職場の上司や、大学院時代の恩師、そして自分の家族に感謝したい。
最後に。連夜のお酒の席で Max Planck のメンバーだ
けでなく、日本側の方々とも良好な関係を構築できたと自評している。共同研究に繋がる話も生まれ、私にとっては大変有益で充実した内容となった。今回の日
独共同イベントを主催・企画をして下さった、岡崎統
合バイオサイエンスセン
ターの加藤晃一先生と谷案となった。

中冴子先生、そして Max
Planck の
PabloTrigo-Mourino 博士
を始め、関係者の方々にこの場をお借りして厚く御礼を申し上げたい。

ディスカッションの様子
ドイツ側からは、生物時計（Vinodh さん）、プロテ
オリポソームの細胞内小器官ターゲッティング送達（Seiichi さん）、NMR によるタンパク質の動的過程

HORIZONS 会場入口にて

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October, 2017

この共催ミーティングは一部、HORIZONS in
Molecular Biology（9 月 11 日-15 日）と連携して行われ山本直樹（神戸大学理学研究科化学専攻・A03 公募研究連携者・
茶谷グループ）9 月 13 日から 15 日にかけて、本新学術領域と Max
Planck Institute との共催で行われた Germany-Japan
Young Scientist meeting on “Dynamic ordering of
biomolecular systems for creation of integrated function"に参加してきました。本新学術領域に関係する先鋭若手
研究者と共に、ドイツはゲッティンゲンの Max Planck
Institute for Biophysical Chemistry に乗り込み、相手側の先鋭若手研究者と動的秩序に関するトピックスについて熱い議論を交わす、というのが趣旨だったと、私なりに理解しています。日本側からは特に概日リズムに焦点を当てて発表を行い、私はその中で、概日リズ
ムの元であるタンパク質（いわゆる時計タンパク質）の周期的リン酸化において、時間周期が発生するための条件を計算機的に明らかにした論文（Jolley et al.,Cell Reports, 2014）を紹介しました。理論も実験も時計タンパク質に関しては素人の私にとってなかなか
チャレンジングな試みではありましたが、一見複雑そうな現象を理論的にシンプルに証明するというスタイ
ルは昔から憧れがありましたので、えいやっと勢いでました。HORIZONS は Max Planck Institute の生物物理化学部門が毎年行っている学生主体のいわゆる若手の会で、世界の著名な研究者を招いて講演してもらうというものです。講演者は生体関連の研究で Cell, Nature,
Science にバンバン論文を出している、第一線で活躍す
る研究者ばかりで、内容もさることながら、情熱およびプレゼンのうまさにも圧倒されました。こんなにサイエンスの話を新鮮な気持ちで聞いたのは何年ぶりだ
ろう、という感じで、本当に多くのエネルギーをもらいました。また、学生たちが真剣に話を聞き、積極的に質問をする姿を見て、Max Planck Institute のアカデ
ミックな雰囲気の高さを感じました。
また、予想外の出来事として、DNA 編集技術の基盤である CRISPER/Cas9 の仕組みを発見したアメリカの研究者、Jennifer Doudna の講演も聞くことができました。彼女は近い将来ノーベル賞を取るだろうと言われているらしいのですが（恥ずかしながら直前まで全然知りませんでした…）、今回たまたまその講演を聞く
機会に巡り会えました。ノリに乗っている研究者の話を生で聞くことができ、多大なるエネルギーをもらって、自分のモチベーションアップにつながりました。
今回ドイツに派遣していただき、改めて良かったと感謝した次第です。

挑戦することにしました。ものの５分ほどのプレゼンでしたが、ドイツ側の参加者から様々な質問をいただ
きました。論文執筆者ではないのでやはり深いところまでは答えられませんでしたが、ここに来るまでに日
本側のメンバーと何度も打ち合わせをしたこともあり、比較的楽に質疑応答をこなすことができました。色々と質問してもらったことは、自分のプレゼンがある程度功を奏したのだろうと解釈し、自信にもつながりました。
HORIZONS の懇親会で、ビールジョッキ持ち上げ耐久
レースに参加した筆者（左から２人目）。

初日 welcome dinner にて7

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October, 2017

植松祐輝

勝野弘子

（九州大学理学研究院・（奈良先端科学技術大学院大学・A03 稲垣グループ・クイー
ンズランド大学）

A01秋山良グループ）

2017年9月13日の早朝、出張先のドレズデンからゲッ
ティンゲンへ向かいました。本領域の日独若手研究者会議に参加するためです。昨年度から秋山良グループに加わり、本領域のイベントに参加するのは初めてでしたが、生物学と化学の境界領域の話題が多く、非常に学ぶことの多かった 3 日間となりました。
ゲ ッ テ ィ ン ゲ ン に あ る Max Planck Institute forBiophysical Chemistry（MPIBC）で開催され、初日と二日目は本イベントと連携して開催されていた
HORIZONS in Molecular Biology という学会に参加し、電気泳動の基礎理論に関するポスター発表をしました。
理論家の参加者が少なかったためか、興味を持っていただいたのは数人でしたが、貴重なコメントをいくつか頂きました。
三日目に日本側とドイツ側の若手研究者が、それぞれセッションを設け、ディスカッションをおこないました。日本側は「振動現象」に焦点を当てて、時計タ
ンパク質の振動現象から、化学反応における振動を利用した材料開発の話題を提供し、そのなかで私はvander Pol 非線形微分方程式が持つリミットサイクルについて話しました。この方程式はシンプルでありながら、どんな初期条件から始めても、ある一つの周期軌
道に吸引されるという相空間構造をもっており、生命現象で見られる、様々な振動現象のモデルとなっています。振動する様子が、時計タンパク質の振動と非常

今回このミーティングに参加させていただき、多くのことを学ぶことができ、非常に有意義な体験となりました。日本側からは『オシレーション』をテーマに、あらかじめ議題を用意してセッションに臨みましたが、物理学、化学、生物学と多様なバックグランドをもったメンバーが集結していたため、一言にオシレーショ
ンといっても様々なアプローチがあり、事前の打ち合わせの段階から非常に勉強になりました。また、当日は代表者の方がプレゼンをしてフリーな雰囲気でディ
スカッションを行いましたが、ドイツ側の参加者からも時間いっぱいになるまで多くの質問がありました。
個人的には英語があまり得意ではないので、少し不安な面もありましたが、言語に臆することなく、内容に踏み込んだ議論ができたと思います。また、ミーティ
ング後の食事会では、ドイツ側の参加者の方とビールを飲みながら語りあい、楽しい交流の場となりました。
また、日本側のメンバーの方々とも私は現地で初めてお会いしたのですが、研究の話だけでなく、ラボのこと、今後のキャリアのことなど同じ若手研究者として貴重なお話をたくさん聞かせていただき、個人的にはこちらもとても良い体験となりました。

に類似しており、本領域の評価委員でもあるMPIBCのHORIZONS ポスター発表にChristian Griesinger 先生も、関心を持っていただき、ていくつか質問を頂きました。日本側の用意したセッションでは議論がたいへん盛り上がり、成功したように思います。その翌日、留学先であるベルリンに戻り、改めて振り返っていますが、今回の参加でドイツ側の研究者だけでなく、本領域で活躍されている若手研究者の方々とさまざまな交流ができ、いろいろなことを勉強させていただいたと感じております。

今回のミーティングを通して、他分野とのコラボ
レーションの重要さと面白さを改めて感じました。この体験をぜひ今後の研究者としての成長につなげてい
きたいと思います。今回このような貴重な機会をいた
だき、加藤先生をはじめ、取りまとめをしてくださった谷中さん、また共に参加された先生方に改めて感謝
申し上げます。

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October, 2017大山克明
（立命館大学生命科学部・
A03寺内グループ）

大谷亮（熊本大学自然科学研究科・
A02 公募研究代表者

2017 年 9 月 13 日から 15 日まで，3 日間にわたり，研究者の街、ゲッティンゲン。街の中ではたくさん

Max Planck Institute (MPI) for Biophysical Chemistry,の研究者の銅像を見ることができましたが、合成化学

Göttingen, Germany にて日独の若手研究者の意見交流者として、有機化学の始まりである尿素合成を達成し会 が 行 な わ れ た 。 同 時 期 に 14TH HORIZONS in

た化学者（フリードリヒ・ヴェーラー；恥ずかしながMolecular biology が 同 Max Planck Institute forら名前は知らなかった）の銅像を見られたのは嬉しい

Biophysical Chemistry にて開催されており，私達も出来事でした。今回は、主に生物物理の若手研究者とHORIZONS meeting に参加させてもらった。

の交流がメインの企画で、生物の複雑かつ良くできた

初日は，MPI の NMR 棟を見学させてもらい多くの高システムを生物⇔細胞⇔分子と階層的に理解する、と

磁場 NMR が稼働していることに驚いた。その後，ポいう流れの下で合成化学の方面からは何ができるのか

スターにて自身の研究内容を発表させてもらいを考えさせられました。私のポスター発表を聞いてく

HORIZONS meeting の参加者と活発な議論をすることれた生物物理学者たちが何を感じたのか気になるとこができた。2 日目は，東京大学の菅先生のペプチドのろですが、ゴールは違えどボトムアップでゼロから組

話やパネルディスカッションから，より自身の見識をみ上げるアプローチの面白さと生物システムとの何ら深めることができた。3 日目は，日独の意見交換をメ

かの共通点が伝わっていたら成功だったと思います。

インイベントとして，日本からは「シアノバクテリアの Kai タンパク質の紹介」や「Oscillation の理論背景

交流企画の中で取り上げた時計たんぱくなどの振動の紹介」，「化学の背景から Oscillation によって制御さ現象はとても興味深く勉強になりました。錯体化学でれるシステムの創造」と題し，話題を提供した。私は，は金属イオンの動的な電子状態を解析するための“非「シアノバクテリアの Kai タンパク質の紹介」を行い，常に速い”解析が行われてきていますが、目に見えるレ「Kai タンパク質同士が秩序だって離合集散する現象」

ベルの“非常に遅い”振動は一体どうやって設計して合や「複数のリン酸化状態が，一つのリン酸化状態に同成すればいいのか、ドイツでずっと考えていました。

期するメカニズム」について，深い議論をすることが速度の違う複数の化学反応を組み合わせるなど指針はできた。ドイツからは「真確生物の体内時計の話」や得られましたが、具体的な答えは思いつかず、皆とビー「リポソームを用いた部位選択的な物質運搬の話」，

ルを飲んで頭の中が振動していました。システムとし「NMR を用いた概日時計タンパク質や免疫システムて、より複雑系を目指していけば最終的に何かは起きの解析」が提供された。事前に何度かミーティングをる（セレンディピティ）と思いますが、根元にあるシ重ねた甲斐があって，どの話題もドイツや日本の若手

ンプルな化学反応をちゃんと設計してシステムを動か研究者から活発な質疑応答が行なわれ，非常に盛り上すことができれば合成冥利に尽きますよね。私の場合、がった意見交換の場となった。

それは「配位結合」ですが、組み合わせは限られていGöttingen の街は，Science と共に成長してきた街であるはずなのに制御するのは未だに超難しいんです。

り，街のいたるところに偉人の足跡を感じることができた。そういった偉人を生み出した街で最先端の場に

これから自分の研究の生末を見据えながら更に進ん身を置く若手研究者達と研究の話だけでなく文化の違

でいくと共に、遠い未来でもし自分が銅像になるとしいも活発に交流できたことは，私の人生の中で非常にたら取るべきポーズを考えておこうと思います。貴重

良い経験となった。

な機会を与えていただきました関係者の皆様と温かく迎えてくれたドイツの皆様に心より感謝申し上げます。

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October, 2017

イエンスを感じられる環境でした。本会議を通して、

安部聡（東京工業大学生命理工学
院・A02 上野グループ）

日本、ドイツ含めて異分野の研究者と出会い、議論でき、大変貴重な経験をえることができました。最後にこのような機会を与えてくださった領域代表の加藤先生はじめ、日本側のまとめ役をしていただいた谷中先生に深く感謝いたします。

2017 年 9 月 13 日から 15 日にわたり、ドイツ、ゲッテ ィ ン ゲ ン の Max Planck Institute for Biophysical
Chemistry にて行われた本新学術領域に関わる若手研究者と Max Planck Institute for Biophysical Chemistry に所属する若手研究者との meeting に参加してまいりました。本会議は、日本とドイツ側で自分たちで生体分子の動的秩序に関する討論テーマを設定し、議論がなされました。日本側は、本新学術の特徴でもある異分野で研究を行っている若手メンバーが集まり、何回かの 議 論 の 後 、 ”Oscillation as conductor of dynamicordering of life”というテーマでの話題提供でプレゼンを行い、ディスカッションをしてまいりました。ドイ

HORIZONS でのオープニングリマーク後、Christian

ツに行く前に 2 回ほど集まり、議論と準備をしていた

Griesinger 先生と Pablo Trigo-Mourino 博士と皆さんでため、生体での Oscillation system の例から Oscillation

集合写真を取りました。

の理論、Oscillation を使った材料応用へとひとつのパッケージとして話がまとまっていたため、深く議論が行われたと思います。私は、化学やバイオマテリア
ルサイドから”Oscillation”についての話題提供として
振動ゲルについて、紹介しました。普段の研究活動では、Oscillation については全く触れていなかったため、論文探しから内容の理解、プレゼントと準備を必要としましたが、事前の議論やドイツでのディスカッショ
ンを含め、普段の研究室や学会などとは違う研究に触れ、大変刺激を受けました。
また、本ミーティングの前日まで、Horizon in
Molecular Biology が開催され、こちらにもポスター発
表と講演に参加してきました。この会議は、学生が主体となり、世界で活躍されている著名な研究者を招待

ゲッティンゲンの街中にあった Friedrich Wöhler
（尿素合成したことにより、「有機化学の父」と呼ばれている）の銅像と石畳で作られた尿素の化学式

して、開催されていました。学生が主催しており、参加者はほとんど学生と聞き、ドイツ学生の研究者としてのレベルの高さに驚きました。ゲッティンゲンは、多くの著名な科学者が研究を行った街であり、小さな街ですが、街のいたるところに科学者の銅像や実際に住んでいた家にネームプレートなどあり、街全体でサ

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October, 2017木下祥尚
（九州大学理学研究院・A01 公募研究連携者・松森グループ）

平成 29 年 9 月 13 日-9 月 15 日にかけて、Max Planck
Institute for Biophysical Chemistry で 開 催 さ れ た
Germany-Japan

Young

Scientist

meetingon“Dynamic ordering of biomolecular systems forMax

PlanckInstituteforBiophysical

Chemistry の NMR 棟（施設見学）

creation of integrated function” に 参 加 し ま し た 。
まず、驚いたのは、Max Planck Institute for Biophysical
Chemistry には、超高分解能(STED)顕微鏡を開発した
Stephan Hell 氏(2014 年ノーベル化学賞)やパッチクランプ法の考案者である Bert Sackmann 氏 (1991 年ノーベル生理学賞)など、数多くの著名な研究者が在籍し、現在も、研究を続けているという点です。彼らのような、偉大な研究者から、指導を受けられるのは、大変
うらやましいことです。とりわけ、若手研究者や、将バーベキューを食べながらの交流会の様子

来研究者を志望する学生にとって、マックス・プラン
ク研究所は、大変刺激的な場所であろうことは容易に推測ができます。また、日本人のみならず、その他さ
まざまな国籍の研究者が所属しており、その国際性の豊かさは特筆すべきものがありました。このように、幅広い考えを取り入れることは、研究を展開していく
ためには不可欠であり、その重要性を実感することができました。
本会議では、時計たんぱく質を中心とした、生体を制御しているオシレーションに関し、様々な観点からの議論が展開され、理解を深める良い機会となりました。さらに、その後のポスターセッションでは、互いの研究内容について、より深く紹介、議論する機会を持つことができました。私自身、日頃は、基礎的な研究に携わっているので、強くそのような意識を持ったのかもしれませんが、マックス・プランク研究所では、ゲッティンゲンにあるガチョウ娘リーゼルのより生体に近い条件下での研究に興味が持たれている像の前にてと感じました。一方で、基礎研究も、生体現象を説明するためには不可欠であり、今後の共同研究への発展が期待されます。

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October, 2017

活動報告
第 11 回分子科学討論会

岩田耕一（学習院大学理学部
・A01 公募研究代表者）

立川仁典（横浜市立大学
生命ナノシステム科学研究科
・A01 公募研究代表者）

第 11 回分子科学討論会が 9 月 15 日から 18 日まで東北大学川内キャンパスで開催されました。今年の分子科学討論会には約 1100 名が参加して、5 会場での口頭発表（13 分＋5 分）とポスターセッション（100 分）
が 4 日間にわたって行われました。本領域からは、筆者らが把握している限りで、寺嶋正秀（京大、A01）、加藤晃一（自然科学研究機構・名市大、領域代表）、佐藤啓文（京大、A01）、中曽根祐介（京大、A01）、東雅大（琉球大、A01）、奥村久士（分子研、A03）および立川仁典（横浜市大、A01）、岩田耕一（学習院大、A01）（順不同）の現メンバーや、増子貴子（もと横浜市大
立川研、現在京セラ）および野嶋優妃（もと学習院大
岩田研、現在埼玉大）の元メンバーが参加しました。
まず、実験の研究発表について簡単に報告します。
加藤領域代表は、「糖鎖の生命分子科学の探究」と題する招待講演を行いました。この講演は、糖鎖についての基本の解説に始まって、主として NMR を用いた研究によって何が解明されたのか、何が未解明な問題なのか、を明示する刺激的な講演でした。分子科学討論会での「生体関連分子」の分野の研究発表は多くがタンパク質を対象としていますが、その中で糖鎖の面白さ、不思議さを改めて認識することができました。加
藤代表が 1985 年に東京で開かれた「分子構造総合討論会」（分子科学討論会の前身です）に坪井研の学生として参加されていたという「秘話」も当時の写真とともに披露されるなど、興味のつきない講演でした。
京大の中曽根祐介さんは、「ストップトフローと過渡回折格子法を組み合わせた蛋白質反応検出法」と題する講演をしました。中曽根さんは、新規に開発したマイクロ流路を用いて、2 μL の試料で高速混合後の過渡
回折格子測定を実現した成果を報告しました。測定対
象が光誘起反応のみでなく混合反応にまで拡がること
で、過渡回折格子法の適用範囲が飛躍的に増加すると期待されます。学習院大院生の林春菜さんは、「一定の深さにおける細胞膜粘度評価法の開発」という題で講演しました。この講演では、HeLa 細胞の細胞膜の中の粘度を計測するための新しい実験法を開発したことと、この実験によってラフトのような粗密の膜構造を検出したことを報告しました。これは、共著者である申惠媛先生（京大、A03）との領域内共同研究の（大）成果です。なお、岩田も「特異な化学反応場としての脂質二重膜-時間分解分光法による特性評価」と題する招待講演をしました。
次に理論の研究発表ですが、京大の佐藤啓文先生は、東大の平岡秀一先生との共著で、「自己集合過程の分子動態」と題する講演を行いました。佐藤先生は、新たに開発したマスター方程式に基づく方法で、有機三座
配位子(L)と Pd(II)イオンからなる正八面体型[Pd6L8]12+
錯体の自己集合過程と、環状構造を生成する自己集合の素過程である Pt 二核錯体の交換反応過程の理論的解析を報告しました。この手法を用いることにより、
今後長時間スケールでの反応過程の解明が期待されます。また分子研の奥村久士先生より「分子動力学シミュ
レーションによる親水性／疎水性界面でのアミロイド
β フラグメントの凝集」、琉球大学東雅大研の根木秀佳さんより「MD シミュレーションと 3D-RISM 理論を用いたシトクロム c の多量体形成に関する理論的研究」、
またもと横浜市大立川研の増子貴子さんと東大の平岡秀一先生との共著で、「歯車状両親媒性分子からなるナノキューブのアダマンタン内包による形状変化に関する理論的研究」に関するポスター発表も行われました。
討論会の懇親会は 9 月 17 日に開かれました。実はこの日の夜中に台風 18 号が東北地方を通過したので、仙台では雨が激しく降っていました。しかし、懇親会会
場ではすばらしい海の幸や山の幸、それに醸造品を味
わいつつ談笑する参加者で大いに盛り上がっていました。懇親会のときに本領域の関係者が集まって撮った記念写真をご覧にいれます。楽しそうな様子をお伝えできるのではないでしょうか。
来年の分子科学討論会は、福岡市で開催されます。
来年以降の分子科学討論会でも、本領域出身の皆様と「動的秩序と機能」についての活発な議論が続けられると大いに期待しています。

第 11 回分子科学討論会の懇親会での一コマ（増子さん提供）。皆さんとても楽しそうです。

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October, 2017

活動報告
錯体化学会第６７回討論会シンポジウム「Dynamic Coordination Chemistry inSupramolecular Systems」
三宅弘之（大阪市立大学理学研究科・
A02 公募研究代表者）

ました。以下のプログラムでシンポジウムを進めました。
・三宅弘之（大阪市立大学）Opening Remarks
・ 秋 根 茂 久 （ 金 沢 大 学 ）「 Design and synthesis of

写真

oligo(salen)-type complexes for function switching」
・今堀龍志（東京理科大学）「Self-assembly salen catalysts
toward adaptive catalysis」
・堀毛悟史（京都大学）「Liquid or Glass Metal Organic

平岡秀一（東京大学総合文化研究所・
A02 計画研究代表者）

Framework - Beyond the Local Dynamics of Coordination
Bonds in Crystals」
・ Jong Hwa Jung （ 慶 尚 大 学 、 韓 国 ）「 Coordination
Polymeric Supramolecular Gels」
・平岡秀一（東京大学）「Coordination Self-Assembly

北海道大学で開催された錯体化学会第 67 回討論会
（9 月 16 日-18 日）の初日に表題のシンポジウムを開催しました。錯体化学会では例年一般講演に加え、テー

Process and a Novel Method for the Formation of
Coordination Self-Assemblies under Kinetic Control」
・平岡秀一（東京大学）Closing Remarks

マを絞ったシンポジウムを 5 件程度広く募集し、初日の午後にそれらをパラレルで開催しています。参加者は興味を持ったシンポジウムに参加し、議論を行います。今回は A02 班の三宅と平岡でこのシンポジウムをオーガナイズしました。
金属錯体は配位立体化学に基づく特異なレドックス
活性や、光学的／磁気的特性あるいは分子認識特性を持つので、機能発現にはその構造や形成される空間を自在に操る必要があります。本シンポジウムでは、超分子の動的形成プロセスや外部刺激に応答するスイッ
チング分子、さらには動的な分子触媒、センサー分子、
イオン伝導性材料など、「動的」と「超分子」をキーワードとしたユニークなシステムの構築に携わっている国
内外の 5 名の研究者に講演いただき、この研究領域における最新の研究成果と将来展望について討論を行い

講演者と座長の先生方との集合写真。
（上段左から）堀毛、中村、秋根、佐竹、吉成、Chan、（下段左から）近藤、三宅、Jung、今堀、平岡
錯体化学会は英語での講演を推奨しており、後期博
士課程の学生やポスドク、教員は英語で発表することとなっています。本シンポジウムも英語で行われまし
たが、学生を含む多くの方々に参加いただき、活発な質疑応答が行われ、楽しく過ごすことができました。
動的な性質に着目した人工システムの構築は様々に展開されてきていますが、まだまだ例は少なく、これから益々発展することが期待されます。
最後になりますが、本シンポジウムで講演いただいた先生方、座長を引き受けてくださった中村貴志先生（筑波大学）、吉成信人先生（大阪大学）、近藤満先生（静岡大学）、佐竹彰治先生（東京理科大学）、Yi-Tsu
CHAN 先生（National Taiwan Univ.）に感謝を申し上げ
ます。

会場の様子

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October, 2017

国際学会参加報告
The 17th KIAS Conference on
Protein Structure and Function

Jooyoung Lee 博士がホストとなり、関連する分野の実験と計算の専門家が統合的な視点からタンパク質の構造とダイナミクスの議論を行う時宜に合った研究会です。研究会の Program は,
http://lee.kias.re.kr/insilico/workshop/17th_protein_confere
nce/17th_Program_Final.pdfに詳しい記載がありますが、3 日間で 28 件の口頭発表

秋山 良（九州大学理学研究院化学部
門・A01 公募研究代表者）と 25 件のポスター発表がありました。全て大変素晴らしい講演でしたが、我々3 名が特に興味を持った講演についてこの場を借りていくつか紹介させて頂きます。

松浦友亮（大阪大学工学研究科生命先端工学専攻・A02 公募研究代表者）

第 1 日目では、Prof. Soung-Hun Roh (Stanford U) から Cryo-EM の話がありました。現在静的構造解析の手法として大変注目を浴びている手法であり、興味深く聞かせ頂きました。これまでの Cryo-EM は単一粒子の杉山正明（京都大学原子炉実験所・
A03 公募研究代表者）

構造解析に適用されていましたが、講演ではHeterogeneity のある系の構造解析を行っており、まずはその進歩に感動いたました。ただ、そればかりでな
く Snapshot の解析ではありますが、Dynamics まで捉え2017 年 9 月 21-23 日、韓国高等科学院（ Korea

る事を目指しており、Cryo-EM の将来性は計り知れな

Institute for Advanced Study、KIAS）において、「The 17th

いと感じました。更に、Prof. A. Liwo (U of Gdansk/KIAS)

KIAS Conference on Protein Structure and Function」が開

か ら 「 Implementation of geometry-consistent local and

催されました。当新学術領域の関係者は評価員の桑島

correlation potentials in the UNRES, NARES-2P, and

邦博先生と秋山(良)(A01 公募研)、松浦(A02 公募研)、

SUGRES-1P force fields」と言うタイトルで、生体分子

杉山(A03 公募研)が参加いたしました。秋山、松浦、杉の粗視化モデルの作成についての講演がありました。

山の 3 名は熊本で開催されていた生物物理学会を中座

Cumulant などなど、馴染みのある統計力学の方法が利しての参加でしたので、無事到着できるかと心配でし

用されていることに関心を持ち、講演後に議論を進めたが、初日の第 1 セッションに全員が顔を揃えること

ると、自身（秋山）とお互いの方法で協力しあえる事ができました。

がわかり、簡単な共同研究を行う事になりました。

KIAS は韓国でも有数の私学である慶熙大学もある

Action-CSA 法による reaction パスの探索を Prof. Juyong

韓国ソウルの郊外の学園地区にあり、緑多い環境の中、Lee (Kangwon National U) が話されました。こちらは私

数学・物理・情報科学を中心に研究を行っている公的（秋山）には馴染みが薄い話だったのですが、最近研究機関です。17 回目となる本国際会議は、KIAS のreaction path についても興味を持ちつつあったので少し力を入れて聞きました。個人的に好きな『最小作用の原理』が使われていたこともあり、今後のために少し掘り下げて学びたいと思っています。Prof. B. Brooks(NIH)は「Advanced computational methods for constant-pH
molecular dynamics and free energy calculations」で pKaがタンパク質の機能理解に非常に重要であることと、この問題が時に置き去りにされて来たことが話されました。それに対する理論的なアプローチがテーマではKIAS の玄関に掲げられた研究会の看板。

ありましたが、この問題に対しては中性子線などを用

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October, 2017

いた構造解析実験も増える必要があるように思います。

どのような質問にも的確に応えてくれることに学生さ

そして、その問題は私自身(秋山)のタンパク質の粗視

んたちのレベルの高さを感じました。

化モデルの作成やその妥当性の検討とも関わってくる

3 日 目 の 講 演 で は 、 Prof.Sihyun Ham (Sookmyungと考えています。桑島先生のご講演もこの日にあり、

Woman’s U) の講演が大変興味深かったです。機械学習

Borrelia outer surface protein の folding, unfolding 機構をの方法は、ゲームのような virtual な楽しみの領域から

ストップトフロー蛍光分析と CD 測定の結果を基に議通販や金融のように直接お金が関わる real な世界まで論し、folding の中間状態が pathway に存在しているこ

広く用いられるようになって来ており、世界的には化とを示されました。

学研究の分野でも急速に普及しつつあります。ただし、第 2 日目の午前中は NMR を専門とする研究者によ日本の化学における普及度合いはまだ必ずしも高くなる発表が多くありました。Prof. Sang Ho Park（UCSD）

いようですが、この Prof. S. Ham による「Machineは非天然アミノ酸を導入する事で特定の位置のアミノ

Learning for Protein Function Prediction」では、タンパク酸のダイナミクスを計測する研究などを紹介してくれ

質のアグリゲーションなどで機械学習がその威力を発ました。Prof. Yankee Kim (Konkuk U) は、耐熱性の異揮しつつあることが紹介されました。研究会の最後はなる微生物から得られた acyl carrier protein のダイナミ

Prof. Jooyoung Lee (KIAS)による「Sailing through the Sea

クスと耐熱性を NMR のデータを用いての議論でした。

of Uncertainties」と言う格調高い講演でした。複雑な生Prof. Na Yong (Nankai U) は中国からの参加者でヌクレ命システムを種々の測定データを基に計算機

オソームとクロマチンの構造に関する研究の紹介でしSimulation により解析していく話でタイトル通りの迫た。個人的（杉山）には前から注目していた 30nm ファ

力がありました。

イバーの電顕データを発表したラボの研究でもあり、

我々3 名は、秋山が統計力学の観点から研究した同非常に興味深く聞け、講演後の議論も大変有意義なも符号電荷間実効引力の話と酸性タンパク質の会合の相のでした。Prof. Gaetano Montelione（Rutgers U）は、NMR図の話を、松浦がリポソームを用いた進化分子工学とデータと Rosetta や EC（evolutionary constrain）を組みタンパク質合成反応全成分シミュレーターの話を、杉合わせて 20 kDa よりも大きいタンパク質でもかなり山が中性子スピンエコー法を用いたタンパク質のドメの精度で構造情報を得る事を示してくださいました。

インダイナミクスの話を行いました。幸いどの講演も午後からは 1 分子計測を専門とする研究者の講演が続

聴衆方々に興味持って頂き、講演終了後までも議論がきました。Prof. Sang-Hee Shim（Korea U）は、STORM

続きました。

を改良して更に長時間 nm 解像度の蛍光像を長時間得

多くの韓国の講演者が欧米のビッグラボでポスドクる事に成功したことを報告されました。また、この日等をして、戻ってラボを構えている点に驚きました。

の午後の後半にはポスターセッションがありました。

日本も日本オリジナルな研究と共に一層世界の潮流を取り込んでいくべきなのかと感じた 3 日間でした。

ポスターセッション。活発な議論がなされており、学生さんのレベルの高さに驚きました。
講演後も続く熱い Discussion。

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October, 2017性があり、金井宇宙飛行士に実験をお願いする可能性

活動報告
JAXA 宇宙飛行士の金井宣茂氏が加藤晃一研究室を来訪
加藤晃一（自然科学研究機構 岡崎統合バ
イオサイエンスセンター・
A03 計画研究代表者）
矢木真穂（自然科学研究機構 岡崎統合バ
イオサイエンスセンター・
A03 計画研究 連携研究者)
谷中冴子（自然科学研究機構 岡崎統合バ
イオサイエンスセンター・
A03 計画研究 連携研究者)が高まりましたので、今回の研究打合せを行うに至った、という経緯です。
アミロイド線維形成反応は結晶成長との類似性が議論されていますが、その実体については不明な点が多くあります。我々は、アミロイド β タンパク質について、宇宙空間でその線維形態にどのような変化が見られるか、調査することを目的とし、宇宙空間にて形成させたアミロイド β 線維を地上に持ち帰り、宇宙空間
におけるアミロイド β の線維形成過程および線維形態を捉える予定です。本研究で得られる結果を発展させれば、アミロイド線維形成が関わる種々の神経変性疾患の発症機構の解明につながるだけでなく、微小重力
環境下におけるタンパク質の動的秩序構造形成という観点においても重要な知見が得られるものと期待しています。

2017 年 9 月 7 日、国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構（JAXA）
・有人宇宙技術部門、金井宣茂宇宙飛行士が私たちの研究室（岡崎統合バイオサイエンスセ
ンター）を訪問され、「きぼう」実験に関する研究打合せを行うという貴重な機会を得ましたので報告させていただきます。
私たちは、2015 年度に JAXA が募集しておりました、
国際宇宙ステーション（ISS）の「きぼう」日本実験棟

金井宇宙飛行士（右端）とディスカッションの船内環境を利用する実験テーマに採択されています。
「神経変性疾患の発症機構解明に向けた微小重力環境下でのアミロイド線維形成と性状評価」というテーマ
で、約 1 年半、JAXA の方々および日本宇宙フォーラ
ム（JSF）の方々と連携して、地上実験および各種検討を重ねてきました。なお、本テーマの地上実験に関しては、本領域の計画班研究費の一部を使用して進めてまいりました。様々な審査を経て、いよいよ我々の「アミロイドタンパク質」が宇宙に打ち上げられる計画となりました。早ければ今年中～来年初めに試料の打ち上げを予定しています。
一方、金井宇宙飛行士は、ISS 長期滞在クルーとし実験操作の説明て、今年の 12 月頃から ISS に滞在する予定となっています。したがって、我々が予定している実験期間が、

金井宇宙飛行士の Twitter：https://twitter.com/astro_kanai

ちょうど金井宇宙飛行士の ISS 滞在期間と重なる可能

ブログ：https://ameblo.jp/astro-kanai/

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October, 2017

内橋グループの小財稔矢さんが第 55 回日本生物物理学年会において学生発表賞を受賞

内橋貴之（名古屋大学理学研究科・
A01 公募研究代表者）

ルリング間のスタッキングがさほど密ではなく、数nmの間隙が過渡的に発生することが分かりました。また、解体されたα7のリング中心穴とα6が結合解離を繰り返し、さらに、時間とともに結合時間が長くなることがわかりました。要するに、α7-ダブルリングのリング

平成 29 年 9 月 19-21 日に熊本大学黒髪キャンパスで開催された「第 55 回日本生物物理学会年会」において、私たちの研究グループの小財稔矢（金沢大学修士課程 2 年生；名古屋大学の指導受託学生）君が学生発表賞を受賞しました。
日本生物物理学会では、昨年から学生発表賞を新しく設立し、年会において優れた発表を行った学生会員の表彰を行っています。本年度は学会初日の午後に口頭発表を行った学生会員の中から 20 名が受賞しました。生物物理学会の年会では発表および質疑応答は英語で行われるため、学生にとって口頭発表はちょっと敷居が高いのか、ポスター発表で選考された昨年に比べ申込者が少なかったようです。昨年は 53 名の受賞者がいましたが、今年は 20 名と半分以下になっていました。
演題は「高速AFMで明らかにされたα7ホモ14量体のα6による解体過程」で、本領域代表である加藤先生のグループとの共同研究の成果です。真核生物の20Sプ間隙にα6がグリグリと入り込んでリングを解体し、α6がα7のリング中心穴に嵌まり込むことで、リングの再会合を防いでいると考えられます。分子の結合解離をその場観察できる高速AFMの利点を存分に発揮することができたわかりやすい結果で、小財君の英語発表の特訓成果も相俟って受賞することが出来たと思います。小財君はこの試料の他にもいくつか加藤グループと共同研究を実施しています。今回の受賞を励みにより一層研究に精進し、さらに良い成果をあげてくれるものと期待しています。
<受賞者・小財君のコメント>
この度、光栄な賞を受賞させていただき、大変嬉し
く思っております。研究に対して議論や助言をしてくださった内橋貴之先生、協力して頂いた研究室のメンバーには大変感謝しております。そして、本研究にご協力頂いた、加藤晃一先生ならびに名古屋市立大学の佐藤匡史先生、矢木宏和先生には大変お世話になりました。この場を借りて厚く御礼申し上げます。

ロテアソームを構成するαリングはα1〜α7の7種類の異なるサブユニットからなるヘテロ7量体ですが、α7
サブユニットは単独で14量体に自己集合することが知られています。この14量体はα7のホモ7量体リングがスタックしたダブリング構造を取っています。以前、
加藤先生と内山先生（大阪大学）らのグループが共同で、α7-14量体がα6サブユニットによって7量体に解体されることを超分子質量分析と超遠心解析で明らかにしました(Sci. Rep. 5, 18167, 2015)。この研究を受けて、では 実際にどの ように して解体 しているの か高速
AFMで見てやろう！ということで共同研究を始めま懇親会での日本生物物理学会会長（名工大・神取秀した。小財君は学部4年生時からこのテーマに取り組み、

樹先生）との記念撮影。一番手前が小財君。賞状は基板や最適な実験条件を検討して解体過程を可視化す

懇親会では渡されず、後日郵送されるそうです。

ることに成功しました。観察の結果、α7-14量体のダブ

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October, 2017

次複合体や DnaA タンパク質の機能制御システムの分子機構と動態を定量的に解析することに高い独創性をもっております。さらに、多くの共同研究者とともに、そのような in vitro 再構成系解析学と、構造生物学およ片山 勉（九州大学薬学研究院分子生物
薬学分野・A02 公募研究代表者）

び分子動力学との融合研究を進め、DNA とタンパク質が構築する高次で動的な複合体の分子動態を詳細に解明してきました。
私たちが初めて解明した DnaA タンパク質の機能制
御システムには、DnaA タンパク質を活性化するシス

公募研究代表者の片山勉が日本遺伝学会第 89 回大会

テムと逆に不活化するシステムとがあります。細胞は（平成 29 年 9 月 13-16 日）において平成 29 年度木

そのような複数のシステムを内包し、しかも適時的に原賞を授与されましたので、ご報告させていただきま

働くように制御しているのです。その結果、規則的かす。受賞題目は「大腸菌をモデルとした染色体複製開

つ適時的に DnaA の活性化および不活性化という反応

始の分子機構と制御システムに関する研究」です。こが順次繰り返し、細胞周期と連動する複製開始サイク

れまで本研究を支えてくださった恩師、共同研究者、ルが形成されているのです。現在までに制御システム

研究協力者、(元)学生、そして、本領域の先生方をは自体の主要メカニズムの解明は成し遂げられたものの、じめとして本研究の発展に期待していただいた多くのそれらが細胞内で共存した際、どのような干渉を起こ方々に深く感謝申し上げます。

すのか、あるいは、どのような相互作用により制御さ日本遺伝学会は、1915 年に日本育種学会として発足

れ、それぞれ周期的に機能を果たす統合的なシステム

し 1920 年に現在の学会名に変更され正式に成立しまが構築されるのかは不明です。また、複製開始複合体

した。1928 年の第１回大会開催につづいて 1945 年をの構築や機能にも、動的秩序に基づく、高度な分子動除き毎年、大会が催されてきております。木原賞は、態があることは間違いありません。in vitro 再構成系のコムギの遺伝学・進化学の分野で世界的な業績を築か

発展と多様な融合研究をさらに推進して、これらの解れた木原均博士（1893 年生-1986 年没）を称えて設立

明に結びつくよう今後も一層励んでいきたい所存です。

されたもので、日本遺伝学会での最高位の賞にあたり今後とも変わらぬご指導、ご理解をいただけましたらます。木原博士の言葉「地球の歴史は地層に、全ての大変幸いに思います。

生物の歴史は染色体に記されてある」は、木原博士がゲノム研究に卓越した先見の明を持たれその発展を促したことを象徴的に示しております。この言葉は、国立遺伝学研究所の玄関に面するところにリレーフとしても刻まれています。
大腸菌染色体の複製開始には、DnaA タンパク質が複製起点 oriC DNA 上で構築する、動的な高次複合体（複製開始複合体）が必要です。また複製開始は、細胞周期の特定に時期に１回だけ起こる反応ですので、
DnaA タンパク質の機能を適時的に制御するシステム
系も必要です。私は、複製開始複合体および DnaA タ
ンパク質の機能制御システムについて解明するため、
まず、分子遺伝学、分子生物学、生化学、細胞生物学を独自の基盤としてそれらの融合研究を進めてきました。なかでも、精製タンパク質を用いた高度な in vitro
再構成系を新たに構築して、複製開始複合体などの高木原賞の記念メダル

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