小原雄治 所長
Yuji Kohara Director-General
Research Field: Genome biology and molecular biology
Career: Assistant Professor, Institute of Molecular Biology, Nagoya
University (1980-1989); Visiting Scientist, MRC Laboratory of
Molecular Biology, Cambridge, UK (1988-1990); Associate Professor, DNA Research Center, NIG (1989-1996); Professor, Structural
Biology Center, NIG (1996-1998); Professor and Head, Center for
Genetic Resource Information, NIG (1998-2004); Professor, Department of Genetics, SOKENDAI (1996-); Vice Director, NIG(2002-2004); Director-General, NIG (2004-).
Memberships: Genetics Society of Japan; Molecular Biology
Society of Japan; HUGO (Human Genome Organization)

はじめに
国立遺伝学研究所は DNA 二重らせん発見の4年前にあたる1949年に文部省（当時）所轄研究所として創設されました。今年はちょうど60年になりますが、その歴史は20世紀後半の生命科学の爆発的発展と重なります。本研究所
も、分子進化の中立説、mRNA のキャップ構造の発見、DNA 複製起点の同定など数々の優れた研究業績を輩出してきました。生命は複雑なシステムですが、それを解き明かす上で遺伝学の手法や考え方は非常に強力です。細胞分化や生物の形作り、さらには脳機能や行動といった高次な現象も遺伝学のアプローチにより解明が進みました。これは生命が基本的にゲノムに書き込まれた遺伝情報に基づいて内外環境との相互作用を経てできあがるからであり、遺伝学は生命科学の根幹といえるのです。
国立遺伝学研究所は1984年に大学共同利用機関に改組され、遺伝学のナショナルセンターとして機能してきました。国立遺伝学研究所の使命は生命科学における先端研究とそのための基盤整備、人材の養成、そしてこれらをもとにした共同利用・共同研究の推進です。毎年コンスタントに多数の優れた論文が発表され、高レベルの研究活動が続いています。国内外の共同研究拠点としても多くの優れた成果をあげてきており、論文引用度や外部研究資金の獲得額も常に高水準を保ってきました。基盤整備では DNA データバンク（DDBJ）や生物遺伝資源のセンター、最近では DNA シーケンシングセンターを運営し、国際的な拠点として機能するとともに、研究コミュニティとの連携を進めてきました。本研究所にはマウスやイネなど何十年もかけて収集・構築してきた遺伝資源が多くありますが、ゲノムの時代の研究材料として新たな光が当たり始めています。今後とも、このような長期的な視点での基盤整備を進めていきたいと考えています。人材育成・分野開拓では、新分野創造センターを拡充し将来を見すえた体制つ
くりも進めてきました。また大学院教育では5年一貫性および博士後期課程を含む総合研究大学院大学・遺伝学専
攻を担当し、優秀な研究者を世に送り出しています。このように大学共同利用機関のミッションを果たすべく、教職員、学生、ポスドク、テクニシャン、SE など合わせて500名以上の在籍者が活動を続けています。
国立遺伝学研究所は2004年に大学共同利用機関法人情報・システム研究機構の一員として法人化され、第1期の最終年になりました。来年から第2期が始まりますが、第2期においても生命システムの個別メカニズムの解明、さらにはその全体像の解明をめざした国際水準の先端的研究に取り組み、いっそうの発展を期したいと思います。特に、新たなゲノム研究は遺伝学・生命科学を変えつつありますので、木原均元所長の「生命の歴史は染色体に記されてある」の言葉にならって、「生命システムの成り立ちを多様なゲノムの解析・比較から明らかにする」ことをめざした研究体制も整備していく予定です。これは生命・地球などの複雑なシステムについて大量の情報を処理し新しい知識を抽出することをめざすという機構の理念とも合致するものです。
国立遺伝学研究所は還暦を迎えますが、常に若返り、改革を続けています。念願の研究本館改修も二年かけ完了
し、環境整備も進めました。また、時代に合った研究組織作りも計画中であり、そのためにも多くの若い優秀な人
材のリクルートも進めています。そして、生命科学を先導する研究所として活動していきたいと考えております。
遺伝学・生命科学を作り上げ発展させてきた先輩達の汗と努力に報いるべく、一層の研鑽を重ねていく所存でありますので、今後とも，どうか皆様のご指導・ご鞭撻をよろしくお願いいたします。
所長

4

はじめに　Preface

小原雄治

Introduction
The National Institute of Genetics (NIG) was established just 60 years ago in 1949 as the central institute to study
various aspects of genetics. It was reorganized in 1984 as an inter-university research institute to promote collaborations with researchers at universities. Since 1988, NIG has been participating in graduate education as the Departmentof Genetics of the Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI). NIG also serves as a center for various
genetic resources such as mutant strains, clones and vectors, and houses DDBJ, the DNA Data Bank of Japan, and a
DNA sequencing center.
The history of NIG overlaps the period of a revolution in the field of Genetics. Genetics is no longer a discipline to
study the rules and mechanisms of heredity, but has become the basis for all fields of life science. Molecular techniques
now allow us not only to decipher the entire genome sequence of organisms including humans, but also to understandthe details of higher biological phenomena: cell differentiation, morphogenesis, brain function, and evolution --- the history of life itself. Currently, 37 research groups are actively performing pioneering and cutting-edge researches in thesefields at NIG.
Recent generation of massive information on biological systems and their environment calls for new directions in life
sciences, such as bioinformatics, system-level analysis, and theoretical approaches to extract knowledge from databases. In particular, so-called the next generation DNA sequencing technology will revolutionize a wide range of life science. To this end NIG sets up the facilities for the high-throughput DNA sequencing and massive data analysis, which
are used for collaborations in the research community. NIG has collected and developed various bioresouces (mouse,rice etc.) from wild population for long time, which are now excellent targets in the new genome era to understand themechanisms, evolution and diversity of life.
On the occasion of the 60th anniversary , we would appreciate your continuous support and encouragement to NIG.
We welcome your comments and suggestions on our research activities and endeavors.
Yuji Kohara, Director-General

2009年5月 国立遺伝学研究所 本館

はじめに　Preface

5遺伝研創立60周年に当たって

森脇和郎

理研バイオリソースセンター
Kazuo Moriwaki

特別顧問

創立当時の国立遺伝学研究所 本館

RIKEN BioResource Center Special Advisor

創立60周年に当たって、遺伝研暮らしの長かった者の感想を求められましたので、この研究所が変動の半世紀の流れの中でどのように発展してきたかを振り返って見ました。私は1959年から1994年まで35年間遺伝研に勤めましたが、停年後の15年間を加えると、約半世紀の間遺伝研を見てきたことになります。
創立の翌年1950年出版された遺伝研年報第１号を見ると、巻頭の「概説」には「本研究所は遺伝に関する総合研究機関であって、基礎理論の確立によって応用的諸問題の解決に正しい拠点を与え、あわせて各方面における遺伝学研究の指導連絡および促進を図るのが主要なる目的である」と書いてあります。当時は終戦後まだ4年しか経っていない貧しい時代であり、作物や家畜の品種改良以外には遺伝学に対する一般社会の理解が少ない中で、政治家、行政官だけではなく占領軍当局の了解をも取り付けて遺伝研設立を実現された大先輩方の苦労は大変なものであったと思われます。冒頭の「遺伝に関する総合研究機関」という定義は今日の遺伝研を見通した位置付けと言えます。
この研究所の目的には「基礎理論の確立」が挙げられておりますが、遺伝学の基礎科学としての確立は今日も変わらぬ基本的な課題です。加えて「それは応用諸問題の解決に正しい拠点を与えなければならない」ことが掲げられているのは、「基礎」と「応用」に対する先輩方の深い考えであったと思われます。さらに「概説」は「各方面における遺伝学研究の指導連絡および促進を図る」ことを目的として挙げていますが、これは後年大学共同利用機関になってから実現しましたし、また遺伝学の普及という意味では、遺伝研設立準備のために作られた財団法人「遺伝学研究所」から改組された財団法人「遺伝学普及会」が受け持って今日に及んでいます。この「概説」は遺伝学研
究における生き物の位置付けについても「本研究所は人間、動物、植物はもとより微生物、ウイルスのごとき対象
物から複雑微妙なる遺伝現象に、確固たる学的理論を導き出すことを第一の目的としている」と述べられている通り、これまで遺伝研は多様な系統生物を収集・保存して研究の対象としてきました。初期の時代に木原先生がコム
ギ野生集団の大規模な収集・調査に基づいた遺伝学的研究を展開されて以来、この研究所では実験系統の研究・保存だけに留まらず、伝統的に野生集団の遺伝的構築に着目した研究が種々の生物種を対象に進められ、独自の成果を挙げてきました。
研究所の場所を三島に選ばれた理由には、系統生物の維持管理に適した気候であることもあったようですが、人事が特定の大学に偏ることがないような配慮もあって東京や京都を選ばれなかったとも聞きました。実際にこの方針は今日まで続いており、研究所の発展に役立ってきたと思います。
私が採用された1960年頃、遺伝研は創設時の方針に沿って運営されており、研究部門の課題には「遺伝学の基礎科学としての確立」を目指す研究と「応用問題解決に拠点を与える」研究とがありました。しかし、後者の研究にも基礎研究の色合いの濃いものが少なくなかったと思います。唯一、社会との関わりがあった出来事は、沼津に石油コンビナートが出来るのを地域の人たちと一緒に反対して止めたことです。それ以外は貧乏ではあったが静かで自由な時代でした。
20世紀も3/4を過ぎた頃、基礎科学としての遺伝学は分子レベルを中心に大きな発展を遂げ、「生物の基本原理を究明する」研究活動は遺伝研においても分子レベルから集団レベルに至るまで極めて活発に進められました。木村資生博士が分子進化中立説を確立し文化勲章を受けられたこともその現われであったと思います。他方、「応用問題解決に拠点を与える」研究では、放射線影響や環境変異原に関する研究が盛んに進められました。今日社会的な関心の大きい環境の問題にこの研究所は早くから力を入れていました。
創立40周年を迎える頃には、遺伝学研究所は、所員の努力によって遺伝学の分野で高い評価を持つ研究機関となり、国内はもとより国際的にも Mishima, Japan の名前が通用するようになりました。しかし、その頃から、遺伝学はその基本原理としてのインパクトの故に、基礎科学の立場に留まらず、健康・食料・環境等人類社会と深い関わりを持つようになってきました。また、時代とともに教育・研究に対する国の施策にも変化があり、外部からの要
望が研究所の運営に大きな変化を及ぼすことになりました。それは一般社会からではなく行政と大学関係者からのもので、研究所のもつ知識と資材を広く大学の教官その他の研究者に開放し遺伝学に関する総合研究センター的機能を持つために、それまでの文部省直轄研究所の形態から大学共同利用機関に改組することが提案されました。この改組には共同利用事業の負担や所員の給与の変更の可能性もあり、所内の意見の集約に10年を要しましたが、最終的には1984年大学共同利用機関に改組されました。この改組は時代の流れでもあり外部からの働きかけがあったともいえますが、結果としては研究所の充実・発展をもたらしました。
6

遺伝研創立60周年に当たって　The 60th anniversary of the National Institute of Genetics

1988年には総合研究大学院大学が発足して、大学共同利用機関に大学院博士課程が設けられることになり、遺伝研も遺伝学専攻としてそれに参加しました。遺伝研はそれまでも長年にわたり全国の色々な大学から多数の大学院
学生を特別研究生として受け入れ研究指導を行い、実際に研究者の育成に貢献していましたが、総研大に参加することで自分の大学院生が持てるようになりました。
1980年代に始まる生命情報としての DNA 塩基配列データの構築と蓄積の流れは世界的に増大し、大規模な遺伝子 DNA 情報の構築・保存・発信事業の拠点が米国・英国に設置されました。わが国は遺伝研の DDBJ を拠点として
この国際的なネットワークに参加し、生命情報整備の活動によって国の内外の研究者コミュニテイーに大きく貢献することになりました。
1900年代の終わり頃、分析技術の進歩に伴って大規模なゲノム DNA 塩基配列の解析が行なわれるようになり、ヒトをはじめ主な実験生物のゲノム DNA 全塩基配列が次々と決められました。その頃、遺伝研はこのような網羅的なゲノム解析事業への参加を国から誘われたこともありました。そのときは実現しませんでしたが、その後、遺伝研では研究者コミュニテイーの要望に応じて大規模な塩基配列を決める事業を進めており、DDBJ の生命情報事業と同じように国内の研究者に対する大きな貢献となっています。
系統生物における基盤の整備においても遺伝研は早くから研究者コミュニテイーへの貢献を始めました。創立以来生物系統を出発点とする研究は盛んに行なわれ、種々の生物系統が開発・保存されていましたが、国内外の関連研究者が増えるにつれて、個々の研究者の努力だけでは系統を維持し、外からの要望に応えて分与することが難し
くなりました。遺伝研では1974年に遺伝実験生物保存研究施設が新設され、早くから植物・動物・微生物系統の収集・保存事業が進められていました。
遺伝研の半世紀の歴史を振り返ると、前半には基礎科学の研究所としての充実・発展があり、後半になると先導的研究活動が益々活発に展開されると共に、研究者コミュニテイーのための基盤整備という役目も果たすことになりました。対象となる系統生物、生命情報、ゲノム構造のいずれにも遺伝研は大きな実績をもち、高い付加価値を持つ基盤整備が進められて来ました。
今後遺伝研は「遺伝に関する総合機関」として遺伝学の広範な分野における先端的研究に画期的な成果を挙げられると共に、わが国の研究基盤の整備においても大きな力を発揮され、伝統と活力のある研究所として益々発展されることでしょう。網羅的でなくても生き物を基点として個人の感性の見える研究は研究所を形作る貴重な要素と思いますが、それを基盤として、より総合的・国際的な活動を求める時代の流れを受け止め、積極的な展開が図られることを期待しています。

The 60th anniversary of the National Institute of Genetics
This year, the National Institute of Genetics (NIG) celebrates its 60th anniversary. On this occasion, I was asked towrite an essay, since I worked there for 35 years from 1959.
In the Annual Report No.1 published in 1949 when NIG was established, the aims were described as follows: (1) Establishment of basic research in genetics, (2) Use of basic principles in applied fields, and (3) Dissemination of genetic
knowledge and resources to the scientific community and general public. In those days heredity and genetics were not
so popular in Japan and the founding scientists had to make great efforts to establish the institute by negotiating with
the Diet, government officials and even the U.S. occupation forces.
During the first one-third of its 60 year history, the 1st aim “Establishment of basic research in genetics “ was extensively achieved mainly in the fields of plant genetics, cytogenetics, and biochemical genetics. For this research, various
strains of experimental animals and plants were maintained in the Institute. The 2nd aim “Use of basic principles inapplied fields” was accomplished in the fields of crop genetics and radiation genetics. The 3rd aim ”Dissemination ofgenetic knowledge to the general public” was undertaken by the Foundation of Genetics Promotion, which was established in 1947 on the founding of NIG.
During the middle years of the institute, genetics as a basic science remarkably progressed based on the epochmaking breakthrough of molecular genetics. In NIG as well, basic research in genetics developed extensively from themolecular level to the population level including the cellular and individual levels. In those days, Dr.Kimura was awarded
the Cultural Medal. Research on environmental mutagens and carcinogens was also carried out as one aspect of “Useof basic principles in applied fields”.
After 40 years, NIG had grown into a prestigious institution through the great efforts of staff scientists. Mishima,
Japan, was recognized internationally as the home of NIG.
In recent years, due to its impact as a basic principle in life science, genetics has begun to be closely involved withnot only basic science but also more basic aspects of human society such as health, food and the natural environment.
In addition, expectations of the government and scientific community concerning the institute have increased. After discussions for almost 10 years, NIG was reorganized as an inter-university research institute to promote collaboration withresearchers in universities in 1984.
In 1987, DNA Data Bank of Japan (DDBJ) was established as one of the three international centers of bioinformatics. In
1988, NIG became part of the Graduate University for Advanced Studies as the Department of Genetics.
The Genetic Stock Research Center was established more than 30 years ago for the development, maintenance anddistribution of experimental livestock for its own use and for the outside research community as well.
Now this institute has 37 research groups and 5 functional research centers. The effective harmonization of the highlevel research activities of 37 research groups with the fundamental activities of 5 centers is definitely desirable for thefurther development of NIG and the genetics in Japan.
遺伝研創立60周年に当たって　The 60th anniversary of the National Institute of Genetics

7

8

9

10

11

12

遺伝研マップ　NIG Map

遺伝研マップ　NIG Map

13

概要

Introduction

目的
国立遺伝学研究所は，遺伝学の基礎とその応用に関する総合的研究を行い，学術研究の発展に資することを目的として設置された大学共同利用機関である。
共同利用
全国の研究者のために共同研究の機会を提供し，またそのための施設の利用に応ずる。
大学院教育総合研究大学院大学生命科学研究科の遺伝学専攻を担当し，大学院学生の教育を行う。また，その他の大学の大学院教育に協力する。
国際交流
遺伝学の分野で国際的な学術交流を活発化するため，研究者の交流や国際シンポジウム等を開催する。
運営
大学共同利用機関として円滑な運営を行うため，人事，事業計画などの管理運営に関する重要事項について所長の諮問に応じる運営会議を置く。また，所長の求めに応じ必要な事項について調査・検討を行うため各種委員会を置く。これらに加え，研究所の重要事項について助言を与えるアドバイザリーボードを置く。
AIMS
This institute carries out comprehensive genetic
research to advance the knowledge of basic and applied
genetics as one of the inter-university institutes.
RESEARCH COLLABORATIONSThis institute offers collaborative research opportunities
to researchers throughout Japan.
EDUCATION FOR GRADUATE STUDENTS
This institute enrolls graduate students as the Department of Genetics, School of Life Sciences, Graduate University for Advanced Studies, and also participates in the
education of students from other universities.
INTERNATIONAL COLLABORATIONThis institute strives to promote international scientificexchanges by sponsoring international symposia andthrough the exchange of researchers.
MANAGEMENT
To manage this institute as an inter-university research
center, there is an Advisory Committee that deliberates
research and administrative affairs. There is also an Advisory Board that advises the Director-General about the
principles and policies of NIG.

14

概要　Introduction

研究系・研究センター等の概要
Outline of Departments, Research Centers and Experimental Farm
分子遺伝研究系 Department of Molecular Genetics

遺伝情報の発現とその制御過程を，染色体構造の構築と機能，その統合性維持の機構に着目して分子遺伝学の方法で研究している。
Molecular genetic studies of gene expression and its control are being carried, currently focusing on chromosomal
structure and function and maintenance of its integrity.

細胞遺伝研究系 Department of Cell Genetics

細胞内で観察される遺伝現象を分子レベルで解明することを目指して，生細胞及び無細胞系を用いた研究を行っている。
Fundamental genetic phenomena are being studied in living cells and in cell-free systems to explain the phenomena
observed at the cellular level in molecular terms.

個体遺伝研究系 Department of Developmental Genetics

ヒドラ，ショウジョウバエ，ゼブラフィッシュ，マウスなどのモデル生物を用い，動物発生における遺伝子発現，細胞運命決定，細胞分化，形態形成の機構についての研究を行っている。
We study mechanisms of gene expression, cell fate determination, differentiation and morphogenesis during development using various model organisms, such as hydra, Drosophila, zebrafish and mouse.

集団遺伝研究系 Department of Population Genetics

生物進化の歴史とその機構を解明する目的で，実験的及び理論的手法を用いて，遺伝子やゲノムのレベルから集団のレベルまで幅広く研究している。
We are conducting experimental and theoretical studies on the history and mechanisms of organismal evolution from thegene and genome level to the population level using various model organisms, such as human, Drosophila and mouse.

総合遺伝研究系 Department of Integrated Genetics

ヒトを含む哺乳動物や植物の発生のエピジェネティクな制御，および神経回路形成の遺伝的制御に関しての総合的な研究を行っている。
We study the epigenetic control of development of mammals, including human, and plants, and the genetic control ofneuron network formation, by integrating the knowledge from various fields of genetics.

系統生物研究センター Genetic Strains Research Center

多様な生物種の遺伝資源に立脚して特色のある先端的研究を進めるとともに，マウス，ゼブラフィッシュ，ショウ
ジョウバエ，イネ，原核生物の有用実験系統の開発・維持・分譲事業を行っている。
This center develops valuable genetic strains of mice, Drosophila, rice, Escherichia coli, etc., and supplies them toresearchers in and outside Japan. Each laboratory explores gene function in organisms using these strains.

生物遺伝資源情報総合センター Center for Genetic Resource Information

ゲノム及びバイオインフォマティックス研究とともに，生物遺伝資源委員会の運営及び生物遺伝資源データバンクの構築の業務を行っている。
The mission of this center is 1) to coordinate and reinforce the genetic resource repositories in Japan throught the activity of the Genetic Resource Committee and 2) to construct the central database for genetic resource information.

構造遺伝学研究センター Structural Biology Center

旧遺伝情報研究センターを1996年に改組して設立。分子から多細胞の各レベルで，遺伝学と構造生物学の境界領域
で最先端の研究を行うとともに，生体内の構造を観察・解析する様々な手法を開発し，遺伝学に導入している。
This center was founded in 1996 by reorganizing the DNA Research Center to perform the pioneering researches in the
new area between genetics and structural biology, and to develop new methods and techniques for the area.

生命情報・DDBJ 研究センター Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報学の研究拠点として，情報学（インフォマティクス）を駆使して遺伝・進化を始めとする生命現象の解明に取り組むとともに，欧米の EMBL/EBI 及び GenBank/NCBI と共同で構築している国際 DNA データバンクを中心とする情報基盤を提供している。
The center consists of five laboratories where researchers conduct research on genetic information by an extensive useof computers. The DNA Data Bank of Japan (DDBJ) is also housed in the center, which is working in collaboration with
EBI/EMBL and NCBI/GenBank.

新分野創造センター Center for Frontier Research

本センターでは，若手の優れた研究者が独立して研究室を運営し，遺伝学とその周辺領域に新しい分野を開拓する
研究を行う。これにより，将来，研究者集団で重要な役割を果たす人材を育成する。
The Center for Frontier Research provides promising young scientists with independent positions and an opportunity ofdeveloping new frontiers in genetics and related research fields. The Center thereby brings up scientists who will play
crucial roles in academic fields in the future.

放射線・アイソトープセンター Radioisotope Center

放射線や放射性同位元素を，研究利用するための共同利用施設である。137Cs を線源としたガンマー線照射装置を備えている。
The Radioisotope Center has facilities for biochemical experiments using radioactive tracers. Irradiation treatment of
137Cs is also available.

実験圃場 Experimental Farm

遺伝研における研究と事業支援のための植物遺伝資源作成 , 管理 , 分譲及び関連研究を行っている。
The farm is responsible for plant resource generation, management, distribution and related studies to support researchand service in the NIG.
詳細な研究内容，業績については Annual Report http://www.nig.ac.jp/section/nenpo.html を参照ください。
研究系・研究センター等の概要　Outline of Departments, Research Centers and Experimental Farm

15

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

分子遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/labs/MolGene/index_j.html

深川研究室

Division of Molecular Genetics

Fukagawa Group

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

深川竜郎

教授 博
（理）

FUKAGAWA, Tatsuo
D. Sci., Professor

染色体構造と機能
Structure and function of chromosomes in higher vertebrate cells

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

生物が生命を維持するためには、ほぼ決まった時間周期で染色体の複製と分配が正確に行われなければなりません。染色体の複製・分配といった基本的な生体反応に狂いが生じると染色体の異数化、がん化など細胞に対する悪影響が生じます。細胞周期の S 期で複製された染色体は、M 期では両極から伸びた紡錘体に捕えられ、娘細胞へと分配されます。この際、紡錘体が結合する染色体の特殊構造はキネトコアと呼ばれ、キネトコアの形成されるゲノム領域はセントロメアと定義されています。私たちの研究室では、キネトコアが正常に構築されるための集合機構、キネトコアと微小管結合を監視するスピン
ドルチェックポイント機構、セントロメア近傍のヘテロ
クロマチン形成機構など染色体分配に関わる様々な分子機構の解明を目指して研究を行なっています。
また、未分化な細胞、初期発生期の細胞、分化した細胞においてのセントロメア構造の変化に伴う多様な染色体分配機構に着目し、マウス遺伝学を用いた研究も行っています。

The centromere plays a fundamental role in accurate chromosome segregation during mitosis and meiosis in eukaryotes. Its functions include sister chromatid adhesion andseparation, microtubule attachment, chromosome movement, mitotic checkpoint control, and formation of heterochromatin. Although chromosome segregation errors
cause genetic diseases including some cancers, the mechanism by which centromeres interact with microtubules ofthe spindle apparatus during cell division is not fully understood. To understand the molecular mechanism of chromosome segregation, we are currently studying on kinetochore assembly mechanism, spindle checkpoint function,and formation mechanism of heterochromatin structurenear centromere.
We are also interested in various mechanism of chromosome segregation during development of organisms. To
understand the mechanism of chromosome segregation in
the organismsal context, we are using mice genetics
approach.

Population Genetics
集団遺伝研究系博士研究員・特任研究員 Postdoc / Project Researcher

堀商

哲也 HORI, Tetsuya
維昊 SHANG, Wei-Hao

Marinela Perpelescu

岡本倫明 OKAMOTO, Tomoaki

図 ― キネトコアタンパク質である CENP-W および CENP-T をノッ
クアウトした細胞での染色体像 ( 青 ) とスピンドル形態 ( 緑 ) を示している。コントロールの細胞 (CENP-W ON および CENP-T ON) では、染色体は正常に整列して2極性のスピンドルが観察されるが、ノックアウト細胞 (CENP-W OFF および CENP-T OFF) では、染色体が過凝縮を起こし、染色体配置が異常になっている。
Figure ―  Chromosome morphology and α-tubulin staining (green) incontrol (CENP-W ON or CENP-T ON), CENP-W- (CENP-W OFF) and
CENP-T (CENP-T OFF)-deficient DT40 cells. Chromosome was counterstained with DAPI (Blue). Control cells show the normal staining
pattern for α-tubulin (upper two panels). Mis-aligned hypercondensed
chromosomes at the metaphase plate were detected in CENP-Wand CENP-T-deficient cells.

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Hori, T., Amano, M., Suzuki, A., Backer, C., Welburn, J.P., Dong, Y.,
McEwen, B.F., Shang, W.H., Suzuki, E., Okawa, K., Cheeseman I.M.,
and Fukagawa, T. (2008). CCAN makes multiple contacts with centromeric DNA to provide distinct pathways to the outer kinetochore.
Cell 135, 1039-1052.
Hori, T., Okada, M., Maenaka, K., and Fukagawa, T. (2008). CENPO-class proteins form a stable complex and are required for proper
kinetochore function. Mol. Biol. Cell 19, 843-854.
Kwon, M., Hori, T., Okada, M., and Fukagawa, T. (2007). CENP-C isinvolved in chromosome segregation, mitotic checkpoint function
and kinetochore assembly. Mol. Biol. Cell 18, 2155-2168.
16

研究活動

Research Activities

Okada, M., Cheeseman, I.M., Hori, T., Okawa, K., McLeod, I.X.,
Yates III, J.R., Desai, A., and Fukagawa, T. (2006). The CENP-H-I
complex is required for the efficient incorporation of newly synthesized CENP-A into centromeres. Nature Cell Biol. 8, 446-457.
Kline, S.L., Cheeseman, I.M., Hori, T., Fukagawa, T., and Desai, A.
(2006). The human Mis12 complex is required for kinetochore assembly and proper chromosome segregation. J. Cell Biol. 173, 9-17.
Fukagawa, T., Nogami, M., Yoshikawa, M., Ikeno, M., Okazaki, T.,
Takami, Y., Nakayama, T., and Oshimura, M. (2004). Dicer is essential for formetion of the heterochromatin structure in vertebrate cells.
Nature Cell Biol. 6, 784-791.

山尾研究室Yamao Group筒井康博

YAMAO, Fumiaki

TSUTSUI, Yasuhiro

D. Sc., Professor

D. Med., Assistant Professor

理博

助教

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

山尾文明
教授

Division of Mutagenesis

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

変異遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/labs/MutaGen/home-j.html

博（医）蛋白質の修飾と動態からみる染色体機能の統御
Post-translational modifications and its roles in the integrated chromosomal functions

Rhp51/Rad51- and Dmc1-mediated DNA strand exchange in vitro.
Nature Struct. Mole. Biol. 13, 823 – 830.

Integrated Genetics
総合遺伝研究系博士研究員 Postdoc

Population Genetics
集団遺伝研究系

Post-translational modifications and its roles in the integrated
chromosomal functions.
The ubiquitin system, post-translationally linking ubiquitin to avast range of proteins, contributes to a selective proteolysis in
eukaryotic cells. Ubiquitin, however, together with other posttranslational modification systems, has been expected to playroles other than protein degradation. On the other hand, thechromosomal functions like replication, separation, damage
repair, recombination and epigenetic controls and so on, havebeen revealed owing to the post-translational modification systems. Based on our past achievements in ubiquitin research, we
pursue the roles of post-translational modifications, especiallyby ubiquitin system, in the maintenance of chromosomal integrity, creating new paradigm in the both fields. For this, using fission yeast, we are carrying the following programs.
⃝Identification of ubiquitin pathways specific for dynamics of
key proteins for cell cycle control.
⃝Search and understanding the role of ubiquitin system in the
repair of damaged DNA.
⃝Search and understanding the role of histone modifications in
the repair of damaged DNA.
⃝Modifications and dynamics of proteins involved in recombination and repair of chromosomes.
⃝Analysis of replication factor, Mcl1, involved in sister chromatid cohesion and maintenance of heterochromatin.
⃝Structure and function of centromere regulated by replication
factor Mcl1.

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

タンパク質分解の主役であるユビキチン系は、昨今ではタンパク質分解における役割を遙かに超えて、多彩なタンパク質制御を司って、より広義のタンパク質の機能を制御する可逆的翻訳後修飾系であると認識されてきています。DNA 損傷修復機構おけるユビキチン系の役割は
その代表例です。他方、複製、分配、修復、組換え、エピジェネティックな統御機構など、染色体の多種多様な高次機能の精緻な維持発現には種々の蛋白質修飾が重要な意味を持つことが認識されてきています。本研究室では、ユビキチン研究のこれまでの自身の経験と実績の上に立って、染色体の恒常性維持における翻訳後修飾の役
割を解明することを目的にして、ユビキチン研究と染色体研究の双方で新たなパラダイムを拓きたいと考えています。そのために分裂酵母を用いて以下のようなテーマ
で研究を行っています。
⃝細胞周期を調節するタンパク質のユビキチンによる動態制御⃝ DNA の損傷修復におけるユビキチン系の役割⃝組換えタンパク質群の翻訳後修飾とその動態⃝姉妹染色体接着、セントロメア機能を制御する複製因子の解析

黒川裕美子 KUROKAWA, Yumiko

図 ― セントロメア維持に必須である分裂酵母の Mcl1蛋白質は，細胞周期依存的に発現し，複製の場に局在する。
Figure ― Fission yeast Mcl1 protein, essential for maintenance ofcentromere, is localized at replication machinery.

T. Natsume, Y. Tsutsui, T. Sutani, E. M. Dunleavy, A. L. Pidoux, H.
Iwasaki, K. Shirahige, R. C. Allshire, F. Yamao (2008). A DNA Polymerase α Accessory Protein, Mcl1, Is Requiredfor Propagation ofCentromere Structures in FissionYeast. Plos One. 3 e2221.
Y. Akamatsu, Y. Tsutsui, T. Morishita, MD Shahjahan P Siddique, Y.
Kurokawa, M. Ikeguchi, F. Yamao, B. Arcangioli, and H. Iwasaki(2007). Fission Yeast Swi5/Sfr1 and Rhp55/Rhp57 Deferentially
Regulate Rhp51-dependent Recombination outcomes. The EMBO J.
26, 1352 - 1362.
Haruta, N., Kurokawa, Y., Murayama, Y., Akamatsu, Y., Unzai, S.,
Tsutsui, Y., Iwasaki, H. (2006). The Swi5-Sfr1 complex stimulates

Tsutsui, Y., T. Morishita, T. Natsume, K. Yamashita1, H. Iwasaki, F.
Yamao and H. Shinagawa (2005). Genetic and Physical Interactions
between Schizosaccharomyces pombe Mcl1 and Rad2, Dna2 andDNA polymerase α Evidence for a Multifunctional Role of Mcl1 in
DNA Replication and Repair. Curr. Genet. 48, 34-43.
Kotani, T., Nagai, D., Asahi, K., Suzuki, H., Yamao, F., Kataoka, N.
and Yagura, T. (2005). Antibacterial Properties of Some cyclic
Organobismuth (III) Compounds. Antimicrob. Agents Chemother.
49, 2729-2734.
研究活動

Research Activities

17

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

分子機構研究室 http://www.nig.ac.jp/section/seino/seino-j.html

清野研究室

Molecular Mechanism Laboratory

Seino Group

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

清野浩明

助教 博
（理）

SEINO, Hiroaki
D. Sc., Assistant Professor

ユビキチン・システムによる細胞周期制御機構
Regulatory mechanisms of cell cycle by ubiquitin system

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

蛋白質の機能はその合成、翻訳後修飾に加えて分解によって制御されています。ユビキチン・プロテアソーム・システムは細胞内の蛋白質分解制御において重要な役割を担っています。ここ10年の間にユビキチン・プロテア
ソーム・システムが多岐にわたる生命現象に密接に関わることが明らかになってきました。私はユビキチン・プ
ロテアソーム・システムと細胞機能、特に細胞周期制御との関係を遺伝学的解析の方法の確立した分裂酵母を用いて解析しています。現在、ユビキチン転移酵素に焦点を当て、細胞分裂期の進行に重要な機能を持つユビキチン転移酵素を２つ同定し、その機能を解析しています。解析の結果、分裂期にユビキチン化される標的蛋白質である分裂期サイクリンが2段階反応でポリユビキチン化される可能性を示す新しい知見が明らかになってきました。
現在、以下のプロジェクトを行っています。
１）分裂酵母を用いたユビキチン・システムによる細胞周期制御機構の解析
２）ユビキチン・ネットワークの網羅的解明の方法の確立

Population Genetics
集団遺伝研究系
図 ― 2つのユビキチン転移酵素変異株において類似した細胞分裂期の進行異常が見られる。
（矢印は典型的な分裂期の異常を起こした細胞を示す）
Figure ― Mutant strains of two ubiquitin-conjugating enzymes
exhibit similar abnormality in mitotic transition. (Arrows indicate thetypical cells exhibiting abnormal mitosis.)
Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Seino H., Kishi T., Nishitani H., and Yamao F. (2003). Two ubiquitinconjugating enzymes, UbcP1/Ubc4 and UbcP4/Ubc11, have distinct
functions for ubiquitination of mitotic cyclin. Mol. Cell. Biol. 23,
3497-3505.
18

研究活動

Research Activities

Functions of many proteins are regulated by synthesis, post–translational modification and proteolysis. Ubiquitin/proteasome
system is one of important systems for proteolysis. Recently it
is found that ubiquitin/proteasome system was involved in many
biological phenomena. I study the relationship between ubiquitin
system and cellular mechanisms, especially cell cycle using fission yeast. Now I am focusing to two ubiquitin-conjugating
enzymes that are essential for mitotic transition and studying
ubiquitin system involved in mitotic transition.
The projects that we are carrying are below.
1) Analysis of the regulation mechanisms of cell cycle by ubiquitin system using fission yeast2) Establishment of the methods for comprehensive elucidationof networks of ubiquitin system

Division of Nucleic Acid Chemistry

夏目研究室 Natsume Group 岩井研究室 Iwai Group
夏目

徹

客員教授

岩井一宏
客員教授

NATSUME, Tohru

IWAI, Kazuhiro

Adjunct Professor

Adjunct Professor

Protein networks and chemical biology

Regulation of protein by post-translational modification

細胞の中には，様々なタンパク質が機能し生命現象を司る。そしてこれらのタンパク質は単独に働いているのではなく，グループや組織を構成し，ネットワークとして機能している。このような細胞内のタンパク質が生み出すネットワークをマッピングすることをタンパクネッ
トワーク解析と呼ぶ。ネットワーク解析の重要性は生命現象の解明にとどまらず，疾患の発症メカニズムを分子レベルで理解することに繋がり，従って新たな診断・治療法の開発や，更に重要な創薬のターゲット発見へと直接的に連なる。我々は，超高感度・ハイスループットな
独自の質量分析システムを構築し，大規模なタンパク質
相互作用ネットワーク解析を行っている。また，タンパ
ク質相互作用を制御する化合物プローブを取得することを目的としたケミカルバイオロジーも展開している。

タンパク質の機能発現には翻訳後修飾や補欠分子族と結合などが必要であることが多い。本研究室ではその中でユビキチン修飾と鉄に焦点を絞り研究を進めている。
ユビキチンに関しては，タンパク質機能の時空間的制御を可能にする選択的な修飾機構とその役割に関して，新規に同定した直鎖状ポリユビキチン鎖を中心に研究を進めている。鉄はヘム・鉄 - 硫黄クラスターなどのタンパ
ク質の補欠分子族に含まれる必須微量金属である一方で，過剰量存在すると毒性を持つ。鉄に関しては，鉄が「加工」されてタンパク質へ結合へと至る細胞内動態と鉄代謝調節機構の研究を進め，分子・物質のレベルから生命の営みとその異常による疾患の理解を目指している。

Population Genetics
集団遺伝研究系

It is well known that post-translational modifications as wellas binding of prosthetic groups are crucial for proper function of proteins in most cases. We are studying ubiquitin
conjugation and dynamism of iron and iron-prosthetic
groups such as heme or iron-sulfur cluster, both of which
are known to play inevitable roles in regulating proteinfunction. In the ubiquitin research, we are analyzing themechanisms underlying timely and selective ubiquitin conjugation to substrates and its pathophysiological roles,
especially focusing on the linear polyubiquitin chain, which
we newly identified. Iron is an essential nutrient often byfunctioning in iron prosthetic groups, at the same time it is
toxic when excess. In iron research, we are studying intracellular dynamism of iron and iron-prosthetic group, regulation of cellular iron metabolism and roles of perturbation ofiron metabolism in diseases.

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

翻訳後修飾によるタンパク質制御

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

タンパク質ネットワークから展開するケミカルバイオロジー

Based on systematic protein-protein network analysis, ourlaboratory has started chemical-biology project. Over thelast decade, we discovered new interactions of disease
related or causative proteins by large-scale protein-protein
network analysis, leading to uncover precise molecularmechanisms of disease development. The primary goal of
the project is to establish efficient and versatile drug discovery platform targeting crucial and vital interactions fordisease treatment using second generation natural chemistry libraries. To this aim, we have developed and integrated ultra high sensitive mass spec facilities, chemoinformatics platform, large scale natural chemical sources,
combinatorial chemistry and fluorescence imaging technology.

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

核酸化学客員研究部門

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

図 ― タンパク質ネットワーク解析から展開するケミカルバイオロジー
Figure ― From systematic analysis of protein interaction networks tochemical-biology

図 ― N 末端のメチオニンを介する直鎖状ポリユビキチン鎖を形成するユビキチンリガーゼ（HOIL-1L/HOIP 複合体）の同定。
Figure ― Identification of a ubiquitin ligase complex which assembles a novel head-to-tail linear polyubiquitin chain.
研究活動

Research Activities

19

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

細胞遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/labs/CytoGen/

小林研究室

Kobayashi Group

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

小林武彦

飯田哲史

KOBAYASHI, Takehiko

IIDA, Tetsushi

D. Sc., Professor

D. SC.,Assistant Professor

教授 理博

Division of Cytogenetics

助教 博士（理学）

生物の適応能力とゲノム改変の謎に迫る
Chromosome rearrangement and adaptation

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

生物の特徴の一つは環境に適応する能力を持つことです。この能力のおかげで変動する地球環境にも耐えて生き抜くことができました。適応能力はゲノム（遺伝情報）の可塑性によって支えられています。
しかし一方で、ゲノムは生物のデザインを決める設計図であり安易に変わっては困ります。ゲノムの異常は癌や細胞老化を引き起こすことも知られています。当研究室ではゲノムの改変、特に遺伝子数の変化（遺伝子増幅）のメカニズムに注目し、生物が如何に安全にゲノムを改変し新しい機能（遺伝子）を獲得してきたのか解析しています。
これまでリボソーム RNA 反復遺伝子（rDNA）をモデルとして遺伝子増幅メカニズムについて研究してきました。その成果として rDNA にはコピー数を一定に保つための安定化機構が存在することを発見しました（図）。興
味深いことに、微生物でその機構を操作し rDNA のコピー数や安定性を変化させると、細胞の寿命や機能に様々な影響を与えることが判明しました。このことは rDNA が産物を作る以外の未知なる機能を有することを示唆しており、現在解析を進めています。
主な研究テーマ

Population Genetics
集団遺伝研究系⃝リボソーム RNA 遺伝子の維持機構⃝ゲノムの不安定性が引き起こす細胞老化とがん化のメ
カニズム⃝増幅遺伝子の進化機構⃝核小体とチェックポイント制御⃝染色体の構造と機能

One feature of organisms is the ability to adapt to the environment. Thanks to this ability, organisms could survive on theearth in changeable conditions. Such an ability is supported byflexibility of the genome. On the other hand, the genome determines the design of life. Therefore, changing of genomic information, if it occurs randomly, is likely to be toxic for organisms.
Indeed, it is known that instability causes cancer and prematuresenescence. We are studying how cells change the genome
safely. One attractive mechanism for this change is gene amplification. Gene amplification makes it possible to create newgenes and modify them without destroying the original one.
We have been analyzed amplification of the ribosomal RNA
gene (rDNA) as a model system and found a stabilizing mechanism (see figure below). Interestingly, manipulation of the mechanism to change rDNA stability or copy number expands thelifespan of the cell and induces other unusual phenotypes. Thissuggests that the rDNA has some extra-coding functions thatare not yet identified. Research into these extra-coding functions of the rDNA is going on now.
Research projects⃝Mechanisms to maintain the stability of rDNA
⃝The relationship between genome stability and cellular aging
and tumorigenesis⃝Evolutionary study of repetitive genes⃝The nucleolus and checkpoint control⃝Chromatin structure and functions

博士研究員 Postdoc

菊地尚美 KIKUCHI, Naomi

井手

聖 IDE, Satoru

図 ― rDNA のコピー数調節機構：rDNA は多くのコピーが連なった
巨大反復遺伝子である。その数は noncoding な転写で調節される増幅
組換え作用により，常に一定レベルに保たれている。

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Figure ― Mechanism of rDNA amplification regulation. The rDNA isclustered in long tandem repeats on the chromosome. The copy
number is maintained at an appropriate level by unequal sister-chromatid recombination regulated by a noncoding promoter (E-pro)through cohesin dissociation.

Iida, T., Nakayama, J., and Moazed, D. (2008) siRNA-mediated heterochromatin establishment requires HP1 and is associated with antisense transcription. Molecular Cell 31, 178-189.
Kobayashi, T. (2008). A new role of the rDNA and nucleolus in the
nucleus- rDNA instability maintains genome integrity. BioEssays 30,
267-272.
Ganley, A.R.D, and Kobayashi, T. (2007). Highly efficient concerted
evolution in the ribosomal DNA repeats: Total rDNA repeat variation
revealed by whole-genome shotgun sequence data. Genome Res. 17,
184-191.
Kobayashi. T., and Ganley, A.R.D. (2005) Recombination regulation
20

研究活動

Research Activities

by transcription-induced cohesin dissociation in rDNA repeats.
Science 309, 1581-1584.
Ganley, A.R.D., Hayashi, K., Horiuchi, T., and Kobayashi, T. (2005).
Identifying gene-independent noncoding functional elements in theyeast ribosomal DNA by phylogenetic footprinting. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 102, 11787-11792.
Kobayashi, T., Horiuchi, T., Tongaonkar, P., Vu, L., and Nomura, M.
(2004). SIR2 regulates recombination between different rDNA
repeats, but not recombination within individual rRNA genes inyeast. Cell 117, 441-453.

荒木研究室Araki Group田中誠司

ARAKI, Hiroyuki

TANAKA, Seiji

D. Sc., Professor

D. Sc., Assistant Professor

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

荒木弘之
教授 理博

Division of Microbial Genetics

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

微生物遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/labs/MicGen/index.html

助教 博（理）真核生物染色体の DNA 複製機構とその細胞周期による調節
Molecular mechanism of eukaryotic DNA replication in the cell cycle

博士研究員 Postdoc

田中尚美 TANAKA, Yoshimi
平井和之 HIRAI, Kazuyuki里矢倉叡 LI, Yan
勝 YAGURA, Masaru

Population Genetics
集団遺伝研究系

Chromosome DNA is replicated accurately in accordancewith the cell cycle and segregated to daughter cells. This
process ensures cells to transmit accurate genomic information to their progeny. However, molecular mechanism of
DNA replication and its regulation in eukaryotic cell cycle
have not been well elucidated. To approach this subject,
we have isolated novel replication factors of budding yeast
and analyzed their functions. Budding yeast is a simple
single-cell eukaryote amenable to genetic analyses andcultivated easily for biochemical analyses.
Eukaryotic chromosome is replicated exactly once in
the S-phase of the cell cycle. Cyclin-dependent kinase(CDK), a key cell cycle engine, inhibits re-replication as wellas promotes the initiation step of DNA replication. We haverevealed that CDK promotes DNA replication through thephosphorylation-dependent interaction between replication
proteins; Sld2 and Sld3 proteins are phosphorylated by
CDK and then bind to Dpb11. Thus, if we bypass this interaction, DNA replicates without CDK activity. However, it is
not elucidated how the interaction between these proteinspromotes DNA replication. Therefore, we have been studying molecular mechanism of the initiation step in chromosomal DNA replication, which requires CDK activity.

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

染色体 DNA は，細胞周期の S 期に一度だけ正確に複製され，娘細胞に分配されてゆきます。この機構により，遺伝情報は親から子に過不足無く正確に伝わるのです。
しかし，真核生物の染色体 DNA の複製がどのように行われ，どうして S 期のみに複製されるのか，その詳細は未だよく分かっていません。本研究室ではこの問題に答えるため，出芽酵母を真核生物のモデル系として，染色体DNA 複製機構の研究を行っています。DNA 複製のような基本的な生命現象は，単細胞で単純な出芽酵母からヒトを含む多細胞生物まで共通の分子機構が働いていると考えられています。また，酵母は遺伝学的解析が容易な上に，大量の培養も簡単で生化学的解析にも適します。
染色体 DNA の複製は，細胞周期により制御されています。サイクリン依存性キナーゼ（CDK）は，種々のタン
パク質をリン酸化することにより細胞周期を制御していますが，染色体 DNA の複製においても，その開始を促進
するとともに重複した開始が起こらないようにしています。我々は，複製タンパク質 Sld2と Sld3が CDK によりリン酸化されると，もう一つの複製タンパク質である Dpb11と結合して，複製を開始することを示しました。そこで，複製開始の分子機構を研究する一環として，CDK による複製開始の制御機構の研究も行っています。

図 ― DNA 複製の開始。制限酵素により断片化した複製中の DNA 分
子を，2次元アガロース電気泳動法により大きさ（1st D）と形状（2ndD）で分離したもの。Bubble が複製開始を示す。

Tanaka, S., Umemori, T., Hirai, K., Muramatsu, S., Kamimura, Y., andAraki, H. (2007). CDK-dependent phosphorylation of Sld2 and Sld3
initiates DNA replication in budding yeast. Nature 445, 328-332.

DNA polymerase and ISW2/yCHRAC for epigenetic inheritance of
telomere-position effect in Saccharomyces cerevisiae. Mol. Cell.
Biol. 24, 217-227.

Tak, Y-S., Tanaka, Y., Endo, S., Kamimura, Y., and Araki, H. (2006). A
CDK-catalysed regulatory phosphorylation for formation of the DNA
replication complex Sld2-Dpb11. EMBO J. 25, 1987-1996.

Takayama, Y., Kamimura, Y., Okawa, M., Muramatsu, S., Sugino, A.,
and Araki, H. (2003). GINS, a novel multi-protein complex requiredfor chromosomal DNA replication in budding yeast. Genes Dev. 17,
1153-1165.

Walter, J.C., and Araki, H. (2006). Activation of pre-replication complexes. In DNA Replication and Human Disease (ed. DePamphilis,M.L.), pp. 89-104, Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY.
Iida, T., and Araki, H. (2004). Non-competitive counteractions of

Masumoto, H., Muramatsu, S., Kamimura Y., and Araki, H. (2002).
S-Cdk-dependent phosphorylation of Sld2 essential for chromosomal
DNA replication in budding yeast. Nature 415, 651-655.
研究活動

Research Activities

21

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Figure ― Initiation of DNA replication. DNA replication intermediates
were separated on basis of size (1st D) and shape (2nd D) by twodimensional gel electrophoresis. “Bubble” indicates that DNA replication initiates in the DNA fragment examined.

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

細胞質遺伝客員研究部門

Division of Cytoplasmic Genetics

Balling 研究室 Balling Group

黒田研究室 Kuroda Group

バリング，ルディ

黒田真也

BALLING, Rudi

KURODA, Shinya

Adjunct Professor

Adjunct Professor

客員教授

客員教授

Cell Genetics
細胞遺伝研究系
Developmental Genetics
個体遺伝研究系
Population Genetics
集団遺伝研究系

マウスによるヒト疾患のモデリング

シグナル伝達機構のシステム生物学

Animal models of human diseases

Systems biology of signal transduction

我々は，ヒト疾患の動物モデルの開発とそれらを用いた疾患の遺伝解析を進めている。このため，大規模な疾患関連表現型のスクリーニング系を構築し，多様な疾患
表現型を示す多数のマウス変異体を作製してきた。2001
年以来，ヘルムホルツ感染症研究センター所長として，私は新しいワクチンや抗感染症薬の作用機序や安全性を評価するための，「ヒト化マウス」の開発を進めてきた。
例えば，ヒトの血液幹細胞や肝臓幹細胞を免疫不全マウスに異種間移植して，移植効率や免疫機能に対する遺伝的背景の影響を解析している。それに加えて，遺伝的に多様なマウス近交系統やリコンビナント近交系統を用いて，感染症の感受性を制御する多因子としての量的遺伝
子の遺伝解析を推し進めている。

私たちの研究の目標は，さまざまな細胞機能を制御するシグナル伝達ネットワークのメカニズムを「システム」
として理解することです。私たちは実験的方法とコン
ピュータ・シミュレーションの両方を用いてシステム生物学という観点から細胞の機能を理解しようとしています。具体的には，細胞運命の決定やシナプス可塑性，インスリンの作用機構に焦点を絞って研究を行っています。
これらの現象には，同じ種類の刺激でも刺激の時間パター
ンによって作用が異なる点が共通しています。現在は，細胞外刺激の時間パターンを細胞内の分子がどのようにエンコード・デコードして多彩な機能を実現するかを解析しています。

Our main research interests are in the development andanalysis of animal models that can be used to study
human diseases. For this purpose we established a largescale mouse mutagenesis screen, which resulted in many
new mouse mutants with a wide range of disease phenotypes. Since 2001 I am the Scientific Director of the Helmholtz Centre of Infection Research in Braunschweig. One ofour main research topics is the use of “humanized mice” inorder to develop animal models that are suitable for testing
the safety and efficacy of new vaccine candidates andantiinfectives. For this purpose human hematopoetic andhuman liver cells are xenografted into immune compromised mice. The influence of the genetic background andother modifying factors on the engrafting efficiency andimmune system functionality is analyzed. In addition we areinterested in the use of inbred and recombinant inbred
strains of mice as a tool to dissect complex quantitative
traits, particularly those related to susceptibility to infectious disease.

Ultimate goal of our study is understanding of mechanismof signal transduction networks that regulate various cellular functions including cell-fate determination, synaptic
plasticity and insulin actions at systems level. In these biological processes, the same input stimulation elicits distinct
outcomes depending temporal patterns of input, and weare interested in quantitative mechanisms of the encoding/decoding systems via signaling networks that underlie
these processing. We use both experimental and computational approaches. Thus, we are trying to understand cellular processes in terms of Systems Biology.

図 ― シグナル伝達機構のシステム生物学
Figure ― Systems biology of signal transduction

黒田研究室のホームページ：http://www.kurodalab.org
Integrated Genetics
総合遺伝研究系

図 ― ヒトの血液幹細胞や肝臓幹細胞を持った「ヒト化マウス」の作製。異種間移植によって作製されたこれらのマウスは，新規ワクチン
や抗感染症薬の安全性やその効果を評価するために利用される。
Figure ― Production of “humanized mice” containing humanhematopoetic cells and human hepatocytes in order to develop animal models that are suitable for testing the safety and efficacy of new
vaccine candidates and antiinfectives.
22

研究活動

Research Activities

広海研究室健

教授 理博

Hiromi Group

浅岡美穂

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

広海

Division of Developmental Genetics

助教 博（理）HIROMI, Yasushi

ASAOKA, Miho

D. Sc., Professor

D. Sc., Assistant professor

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

発生遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/labs/DevGen/hiromi-j.html

器官構築の発生遺伝学
Developmental genetics of organogenesis
Construction of an organ requires a number of cellular events,
such as proliferation, fate specification, and cell shape change.
We are analyzing how the genomic information orchestrates
these events, to discover new principles of organogenesis.
⃝Classical models on organ patterning assumed that diffusible
morphogens generate a gradient of positional information
extra-cellularly. However, cells that have long cellular processes could also exert a long-range effect by localizing molecules to a part of their processes. We found that, even whenneurons are isolated from their normal environment in culture,
many membrane proteins are localized to sub-axonal segments (Figure B). This means that neurons possess an intrinsic mechanism to "pattern" the axon into sub-axonal compartments. By analyzing how such compartments are formed
and what they do for the entire nervous system, we aim tobuild a new framework of organogenesis.

博士研究員 Postdoc

湯浅喜博 YUASA, Yoshihiro
勝木健雄 KATSUKI, Takeo

Population Genetics
集団遺伝研究系⃝The establishment and maintenance of the organ depend on
the continual production of cells through the self-renewal division of stem cells. Stem cells acquire their identity throughsignals from their micro-environment, the niche. Based on ourfinding that the niche for germline stem cell formation consists of specific somatic cells in the embryonic gonad, we are
studying the molecular identity of the niche signal.

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

器官形成には細胞増殖，運命決定，細胞形態変化といった様々な細胞現象が必要です．私たちはゲノム情報がいかにしてこのような素過程を統合するのかを解析し，器官構築の新しい原理を発見しようとしています。
⃝器官の巨視的パターンは分泌因子が拡散してできる細胞外の濃度勾配で作られると考えられてきました．しかし，神経細胞のような長い突起を持つ細胞では細胞「内」の物質の局所的分布が器官全体に位置情報を与えることが可能です．私たちは多くの膜タンパク質は培
養下で単離された神経細胞でも神経軸策の特定の領域に局在することを発見しました（図Ｂ）．このことは神経細胞は軸索を複数の「区画」に分割する細胞内在的な機構を備えていることを示しています．この区画の形成機構やその意義の解析を通じ，「個々の細胞が組織全体のために何ができるか」という視点で器官形成の新しいフレームワークを構築しています。
⃝器官の形成・維持は幹細胞が自己複製的な分裂を繰り返して分化した細胞を継続して産生することによって担われています．幹細胞は周りの微小環境（ニッチ）からのシグナルを受けて幹細胞としての性質を獲得します．私たちは胚の生殖巣の一部の体細胞が生殖幹細
胞形成のニッチを構成するという発見をもとに，幹細胞形成のシグナル機構を解析しています。

北 爪 美 和 子 K I TA Z U M E YAMAMOTO, Miwako

図 ―（A）ショウジョウバエ胚のはしご状神経回路を構成する神経
軸索（白）と膜タンパク質の軸索内局在（緑やマジェンタ）。このような軸索内局在は初代培養下の神経細胞でも見られる（B）。

Suto, F. et al. (2007). Interactions between Plexin-A2, Plexin-A4, andSemaphorin 6A control lamina-restricted projection of hippocampal
mossy fibers. Neuron 53, 535-547.

Kanai, M. I., Okabe, M. and Hiromi, Y. (2005). seven-up controls
switching of transcription factors that specify temporal identities ofDrosophila neuroblasts. Developmental Cell 8, 203-213.

Williams, D.W., Kondo, S., Krzyzanowska, A., Hiromi, Y. andTruman, J.W. (2006). Local caspase activity directs engulfment ofdendrites during pruning. Nature Neuroscience 9, 1234-1236.

Asaoka, M. and Lin, H. (2004). Germline stem cells in the Drosophila
ovary descend from pole cells in the anterior region of the embryonic
gonad. Development 131, 5079-5089.

Hiramoto, M. and Hiromi, Y. (2006). ROBO directs axon crossing ofsegmental boundaries by suppressing responsiveness to relocalized
Netrin. Nature Neuroscience 9, 58-66.

Hiramoto, M., Hiromi, Y., Giniger, E. and Hotta, Y. (2000). A Drosophila Netrin receptor, Frazzled, guides axons by controlling Netrin
distribution. Nature 406, 886-889.
研究活動

Research Activities

23

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Figure ― (A) Neuronal axons (white) that constitute the ladder-lakeneural circuit in the Drosophila embryo. Localization of membraneproteins to sub-axonal segments (green and magenta) can also beseen when neurons are isolated from the normal environment in culture (B).

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

発生遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/labs/OntoGen/home.html

清水研究室

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

清水

Division of Developmental Genetics

Shimizu Group

裕

助教 工博

SHIMIZU, Hiroshi
D. Eng., Assistant Professor

多細胞体制進化のシナリオの再検討
Reinvestigating the scenario of metazoan evolution

Developmental Genetics
個体遺伝研究系
Population Genetics
集団遺伝研究系

多細胞体制進化の過程で，⑴ボディープランは放射相称から左右相称へ，⑵神経系は散在から集中へ，⑶消化管は壺型からチューブ型へと，変化しているように見える。刺胞動物ヒドラは，放射相称のボディープラン，散在神経系，壺型の消化管を持ち，まさに進化的遺産の様相を呈する。しかし我々は，最近の研究から，実際に起こった変化がこのような方向性を持った単純なものではなかったと確信するようになった。⑵に関しては，ヒドラ散在神経系が腸管神経系としての機能を持ち，進化的に原始的とは言えないことを示した（Shimizu et al.,
2004）。⑶に関して，我々はヒドラ足部中央にある aboralpore（反口孔）と呼ぶ構造に注目し，その形成維持機構，
機能などを調べた。その結果，ヒドラ消化管は壺型であるが，元来の構造は高等動物と同様のチューブ型で，反口孔は高等動物の口と共通祖先である可能性を提示した（Shimizu et al., 2007）。一方，⑴に関しても新たな反例が得られている。イソギンチャクは，刺胞動物門の中で唯一左右相称な内部構造を持つが，付着性のために左右相称動物のような方向性のある移動を行わず，左右相称性の機能に関しては謎が多い。我々は，イソギンチャクの非常にゆっくりとした移動現象を動画記録し解析した
結果，イソギンチャクの移動にも方向性が見られることを示した。この結果は，刺胞動物の祖先が左右相称形であり，放射相称が後生的に生じた可能性を示唆すると我々は考えている（未発表）。以上示したように，従来から広く受け入れられてきた多細胞体制進化についての常識は全て根本的再検討の余地を残していると我々は考える。

図 ―（a）ヒドラ105系統の足盤中央部の縦断面切片。矢印（小）は細胞外マトリックスの位置を表す。矢印（大）はマトリックスの末端の位置を表す。
（ b）抗ラミニン抗体で染色した足盤中央部。
（ c）有性生殖で作成したヒドラの足盤中央部の縦断面切片。
Integrated Genetics
総合遺伝研究系

清水 裕、並河 洋. クラゲ形の起源と進化 科学（岩波書店）2009年４月号 398-404
Shimizu H, Aufschnaiter R, Li L, Sarras MP Jr, Borza DB, Abrahamson DR, Sado Y, Zhang X. The extracellular matrix of hydra is aporous sheet and contains type IV collagen. Zoology (Jena). 111(5):410-418. (2008)
Shimizu, H. Overturning the prejudices about hydra and metazoan
evolution. In “Evolutionary biology: from concepts to applications”
Springer (2008)
Shimizu, H., and Okabe, M. Evolutionary origin of autonomic regulation of physiological activities in vertebrate phyla. J. Comp. Physiol. A 193(10): 1013-1019. (2007)
24

研究活動

Research Activities

Metazoan evolution is characterized by several major changes
that involve (1) evolution of body plan from radial symmetry tobilateral symmetry, (2) evolution from diffuse nervous system tocentral nervous system, (3) evolution of digestive tract fromblind sac to a tube. Hydra, a member of phylum Cnidaria apparently shows all these changes thus representing a typicalexample of metazoan evolution. In contrast to this widely
accepted view, we showed previously that hydra’s diffuse nervous system is functionally equivalent to enteric nervous system (ENS) of mammals (Shimizu et al., 2004) thus providing acounterexample against (2). Here we show another counterexample against (3) that hydra’s digestive tract is not a blind sac
as formerly believed but a tube as in higher organisms (Shimizu
et al., 2007). We found that there is a narrow opening at theaboral end of hydra (Fig.1) and that there is material transfer
through the pore.

Figure ― (a) Longitudinal section of the basal disc of hydra(strain105) crossing the center of the disc. In a and c, small arrowheads show the position of extracellular matrix (mesoglea), while twolarge arrowheads show the edge of the mesoglea. Bars in a and c
represent 100μm. (b) Immunoflorescent staining of the center of thebasal disc with a monoclonal antibody against hydra laminin. Bar represents 50μm. (c) Longitudinal section of the basal disc in polyps thatwere obtained by sexual reproduction.

Shimizu, H., Takaku, Y., Zhang, X. and Fujisawa, T. The aboral poreof hydra: evidence that the digestive tract of hydra is a tube not a sac.
Dev. Genes Evol. 217(8): 563-568. (2007)
清水 裕、岡部正隆. 消化管の進化的起源 蛋白質、核酸、
酵素 2007年１月号 112-118.
Shimizu, H., Koizumi, O. and Fujisawa, T. Three digestive movements in Hydra regulated by the diffuse nerve net in the body column. J. Comp. Physiol. A 190(8): 623-630. (2004).
Shimizu, H., and Fujisawa, T. Peduncle of Hydra and the heart ofhigher organisms share a common ancestral origin. Genesis 36: 182186. (2003).

岩里研究室Iwasato Group琢治Cell Genetics
細胞遺伝研究系

岩里

Division of Gene Expression

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

形質遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/section/iwasato/iwasato-j.html

教授 理博

IWASATO, Takuji
D. Sc. Professor

Genetics of Neuronal Circuit Development in the Mammalian Brain
To understand development of complex yet sophisticated neuronal circuits underlying higher brain function of mammals, integrative studies which cover from molecules to whole animals
are indispensable. By taking advantage of mouse genetic technologies and resources which have been tremendously
improved in the past decades, we will study mechanisms ofdevelopment and function of mammalian neuronal circuits. Specific Aims:⃝In the somatosensory system of the mouse, formation andrefinement of neuronal circuits which connect the peripheral
sensory organ and cortex can be detected morphologicallyas "barrel" patterning. We have been studying molecularmechanisms of barrel patterning as a model of activitydependent circuit maturation, by developing and using mouse
genetic methods.
⃝In a wide range of neuronal circuit development, signaling fromcell surface receptors to actin cytoskeleton plays importantroles. However, these mechanisms are poorly understood.
We recently identified α-chimerin as an unexpected key signaling molecule in axon guidance of motor-circuits. We will
study roles of α-chimerin in various aspects of neuronal circuit development such as axon guidance, synapse formation
and activity-dependent circuit refinement.

Developmental Genetics
個体遺伝研究系
Population Genetics
集団遺伝研究系

哺乳類の脳は高度な情報処理能力を有しますが，その基盤となるのは複雑でありながら精緻に構築された神経回路です。その発達を理解するためには，分子から動物個体までの統合的な研究が必要不可欠です。近年のマウス遺伝学（発生工学）技術の発展および関連リソースの整備にはめざましいものがあります。本研究室では，それらを最大限活用し，以下の二つの相互に関連したアプローチで，哺乳類神経回路が発達し機能する仕組みを明らかにすることを目指します。
⃝マウスの体性感覚系では，ヒゲなどの感覚器から大脳皮質に至る神経回路が生後数日間の臨界期に「入力依存的」に整然と構築されていく様子が，「バレル形成」として組織学的に検出できます。この特長からマウス
体性感覚系は「発達期可塑性」の優れたモデルとして注目されてきました。私達はマウス体性感覚系を主要なモデルとして，神経回路発達の機構と意義を追求しています。
⃝神経回路発達の幅広い局面において細胞表面の受容体から細胞骨格へのシグナル伝達は重要ですが，その実体はほとんど未解明です。私達は，最近，運動系神経の軸索誘導において α キメリンという想定外のシグナ
ル伝達分子が重要な役割を担うことを、明らかにしました。哺乳類神経回路の発達とその機能を、α キメリンを軸として総合的に理解することを目指しています。
図 ― (A) 大脳皮質第4層切片の CO 染色。体性感覚地図（青線）のヒ
ゲ対応領域 (wp) に見える斑点がバレル。(B)Cre/loxP 法による大脳皮質特異的遺伝子操作。(C)α キメリン遺伝子変異マウス（miffy）の左右対称性歩行（下図）。

Iwasato, T., Inan, M., Kanki, H., Erzurumlu, R.S., Itohara, S., Crair,
M.C. (2008). Cortical adenylyl cyclase 1 is required for thalamocortical synapse maturation and aspects of layer IV barrel development.J.
Neurosci. 28, 5931-43.
Iwasato, T., Katoh, H., Nishimaru, H., Ishikawa, Y., Inoue, H., Saito,
Y.M., Ando, R., Iwama, M., Takahashi, R., Negishi, M.& Itohara, S.
(2007). Rac-GAP α-chimerin regulates motor-circuit formation as a
key mediator of ephrinB3/EphA4 forward signaling. Cell 130, 742753.
Erzurumlu, R.S. and Iwasato, T. (2006). Patterning of the somatosensory maps with NMDA receptors. In Development and plasticity insensory thalamus and cortex. Erzurumlu, R.S., Guido, W. and MolnerZ. ed. New York, Spinger. P.158-182.
Iwasato, T., Nomura, R., Ando, R., Ikeda, T., Tanaka, M and Itohara,
S. (2004). Dorsal telencephalon-specific expression of Cre recombinase in PAC transgenic mice. Genesis 38, 130-138.
岩里琢治 (2006) 体性感覚野（バレル野）
発達の分子・細胞メカニ
24, 60-67.
ズム. 実験医学（増刊号）
岩里琢治 (2004) 齧歯類バレル構造の活動依存的発達 . 蛋白質核酸酵素
（増刊号）49, 351-357.

研究活動

Research Activities

25

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Figure ― (A) Barrels are visible in the whisker pad (wp) representation area of the somatosensory cortex (blue line). A CO-stained tangential section of the cerebral cortex layer 4. Lower jaw (lj), forepaw(fp) and hind paw (hp) representation areas are shown. (B) Cre-mediated cortex-specific gene manipulation. (C) A hopping gait of -chimerin mutant ( miffy ) mouse.

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

初期発生研究部門 http://kawakami.lab.nig.ac.jp/

川上研究室

Kawakami Group

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

川上浩一

浅川和秀

KAWAKAMI, Koichi

ASAKAWA, Kazuhide

D. Sc., Professor

D. Sc., Assistant Professor

教授 理博

Division of Molecular and Developmental Biology

助教 博（理）ゼブラフィッシュ高次生命機能の遺伝学的解析
The genetic basis of development and behaviors in zebrafish

Developmental Genetics
個体遺伝研究系
Population Genetics
集団遺伝研究系

小型熱帯魚ゼブラフィッシュ（Danio rerio）は、多数の個体の繁殖と飼育が容易であること、体外受精し胚が透明であるため初期発生過程の観察・操作が容易である
ことから、脊椎動物の形態形成・器官形成・行動など高次生命現象を遺伝学的に研究するためのモデル動物として優れています。
我々は、メダカトランスポゾン Tol2を用いてゼブラ
フィッシュにおける効率のよい遺伝子導入法の開発、さらには遺伝子トラップ法・エンハンサートラップ法の開発に世界で初めて成功してきました。この方法を用いてトランスジェニックフィッシュを作製し、さまざまな組
織・細胞・器官を可視化することにより、器官形成や形態形成研究を行っています。またその過程において、重要な働きをする新規遺伝子を発見しています。さらに、
我々はゼブラフィッシュにおいて Gal4-UAS システムの開発にも成功しました。このシステムを用いて特異的な神経回路の活性を阻害あるいは活性化し、脊椎動物の行動を制御する特定の神経回路を明らかにしようとしています。
我々の研究室では、このような独自に開発した遺伝学
方法論を実施することにより作製されたトランスジェニッ
クフィッシュや発見された遺伝子をもとにして、脊椎動
物の高次生命現象を支配する遺伝学的基盤、分子的基盤を理解するための研究を行っています。

Zebrafish is an excellent model animal to study vertebratemorphogenesis, organogenesis and behaviors by genetic
approaches. We have developed novel genetic methodologies by using the medaka fish Tol2 transposable elementin zebrafish. We developed the gene trap and enhancer
trap methods and generated a large number of transgenic
fish expressing a reporter gene or the Gal4 transcription
activator in specific cells, tissues and organs during development. By analyzing these transgenic fish, we have discovered novel important developmental genes and neuralcircuits regulating behaviors. These studies should lead tounderstanding of genetic and molecular mechanisms
underlying vertebrate development and behaviors.

博士研究員 Postdoc

阿部玄武 ABE, Gembu
浦崎明宏 URASAKI, Akihiro
菊田 寛 KIKUTA, Hiroshi

SUSTER, Maximiliano Leon
武藤 彩 MUTO, Akira

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Urasaki, A., Asakawa, K., and Kawakami, K.
Efficient transposition of the Tol2 transposable element from a single-copy donor in zebrafish
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 19827-19832 (2008)
Urasaki, A., Mito, T., Noji, S., Ueda, R., and Kawakami, K.
Transposition of the vertebrate Tol2 transposable element in Drosophila melanogaster
Gene 425, 64-68 (2008)
Kotani, T., and Kawakami, K.
misty somites, a maternal effect gene identified by transposon-mediated insertional mutagenesis in zebrafish that is essential for thesomite boundary maintenance.
Developmental Biology 316, 383-396 (2008).

26

研究活動

Research Activities

図 ― 遺伝子トラップ・エンハンサートラップ法による細胞・組織・器官特異的 GFP 発現。
（左上）骨格，（右上）表皮上の細胞，（左下）血管，（右下）感覚神経。
Figure ― GFP expression in specific cells, tissues and organs bygene trapping and enhancer trapping. (upper, left) skeleton, (upper,
right) cells on the skin, (lower, left) blood vessels, (lower, right) sensory
neurons.

Asakawa, K., Suster, M.L., Mizusawa, K., Nagayoshi, S., Kotani, T.,
Urasaki, A., Kishimoto, Y., Hibi, M., and Kawakami, K.
Genetic dissection of neural circuits by Tol2 transposon-mediatedGal4 gene and enhancer trapping in zebrafish.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 1255-1260 (2008).
Nagayoshi, S., Hayashi, E., Abe, G., Osato, N., Asakawa, K., Urasaki,A., Horikawa, K., Ikeo, K., Takeda, H., and Kawakami, K.
Insertional mutagenesis by the Tol2 transposon-mediated enhancer
trap approach generated mutations in two developmental genes: tcf7
and synembryn-like.
Development 135, 159-169 (2008).
Kawakami, K.
Tol2: a versatile gene transfer vector in vertebrates.
Genome Biology 8, Suppl 1:S7 (2007).

Patel 研究室

Division of Physiological Genetics

Patel Group

Kimble 研究室 Kimble Groupパテル，ニパム

キンブル , ジュディス , E,

PATEL, Nipam

KIMBLE, Judith E,

Adjunct Professor

Adjunct Professor

客員教授

客員教授

Genetic and evolutionary studies of embryonic pattern formation

Controls of germline stem cells and their niche

私たちの研究は，５つのカテゴリに分類できます。
１）体の形態の進化におけるホメオティック（Hox）遺伝子群の役割 ２）初期発生における分節機構の進化
３）節足動物における中枢神経系の進化 ４）進化の過程でのシス調節配列変化の解析 ５）通常の遺伝的解析ができない動物で遺伝子操作を行うための強制発現システムの開発。
主として節足動物，特に甲殻類 Parhyale hawaiensis に焦点をあてています。１）〜３）の発生過程は，他のモデル生物で解析されてきたいくつかの遺伝的相互作用によって担われています。ここから生じる仮説を分子生物
学的・遺伝学的に厳密に検証するために，４），５）の研究を行っています。

私たちの研究室は線虫 C. elegans を用いて動物発生における２つの基本的問題を解析しています。一つは幹細胞がニッチによって維持され、その後分化状態へスイッチする機構です。特に、生殖幹細胞が減数分裂に入って精子や卵に分化する過程に焦点を絞っています。二つめ
は非対称分裂に関する研究です。生殖幹細胞のニッチを構成する体細胞を産み出す性特異的な非対称分裂を取り上げ、娘細胞間に大きさや運命の違いを作り出す機構を解析しています。これまでに生殖幹細胞が「自己複製」と「分化」を選ぶ過程を制御する分子ネットワークを明らかにし、非対称分裂とニッチ形成を調節する Wnt 経路について新しい切り口を開拓しています。

Figure ― Top, Distal Tip Cell (green) niche governs germline selfrenewal by Notch signaling. Blue, nuclei; red, Notch receptor. Bottom, network controls decision between germline self-renewal or differentiation. Red, regulators of self-renewal; blue, regulators formeiotic entry; black, regulators of sperm fate.
研究活動

Research Activities

27

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

図 ― 上、生殖幹細胞のニッチ（緑）は自己複製分裂のためのシグナルを産生する。青：核；赤：ニッチシグナルの受容体である Notch。下、生殖幹細胞の自己複製と分化を制御する分子ネットワーク。
赤：自己複製の因子；青：減数分裂の因子；黒：精子形成の因子。

Population Genetics
集団遺伝研究系

図 ― 甲殻類 Parhyale hawaiensis における Hox 遺伝子 Scr（赤）と Ubx（左：黒，右：黄色）の発現。左は微分干渉像，右は同じ胚の DAPI 染色に
疑似カラーを加えたもの。これらの Hox 遺伝子は，節足動物の付属肢の形態の進化的変化を担っている。
Figure ― The expression of the Hox genes Scr (red) and Ubx (blackon left and yellow on right) in the crustacean, Parhyale hawaiensis.
Left is Nomarski image and right is false color overlay over a DAPI
image of the same embryo. These Hox genes play a role in the evolutionary changes in crustacean appendage morphology.

My lab investigates two basic problems of animal development. First, how are stem cells maintained within theirniche and then controlled to switch from a stem cell state
to a differentiated state? Our work in this broad area
focuses on controls of germline stem cells and their decision to enter meiosis and differentiate as sperm or oocyte.
Second, how is an asymmetric cell division controlled togenerate daughters that are distinct with respect to bothsize and fate? Our work in this second area focuses on asexually dimorphic asymmetric cell division that generates
regulatory somatic cells that form the niche for germline
stem cells in both sexes. We use the nematode C. elegans
to investigate these fundamental problems. Our studies
began with genetics and cell biology, but now extend into
biochemistry and systems biology. We have delineated amolecular network that controls the decision between germline self-renewal and differentiation, and discovered
insights into the Wnt pathway and its control of both
asymmetric cell divisions and niche specification.

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

生殖幹細胞とそのニッチの制御

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

胚発生におけるパターン形成の遺伝的・進化的解析

The research in my lab can be divided into five main categories: 1) the role of homeotic (Hox) genes in the evolutionof body morphology, 2) the evolution of segmentation
mechanisms during early development, 3) the evolution of
the central nervous system of arthropods, 4) the analysis
of cis-regulatory changes during evolution, and 5) the
development of misexpression systems to manipulateorganisms not amenable to standard genetic approaches.
The majority of these studies are carried out in a variety ofarthropod species, with an emphasis on the crustacean,
Parhyale hawaiensis. The first three are closely related
because well-defined sets of genetic interactions are
responsible for all three of these aspects of development.
The fourth and fifth research categories are devoted toestablishing rigorous molecular and genetic methods fortesting the hypotheses derived from the first three researchareas.

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

生理遺伝客員研究部門

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

集団遺伝研究部門 http://sayer.lab.nig.ac.jp

斎藤研究室

Saitou Group

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

斎藤成也

隅山健太

SAITOU, Naruya

SUMIYAMA, Kenta

Ph. D., D. Sc., Professor

D. Sc., Assistant Professor

教授 Ph. D. 博（理）Division of Population Genetics

助教 博（理）遺伝子／ゲノムレベルにおける生物進化
Evolution of organisms at genetic/genomic level

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

本研究室では生物の進化を遺伝子とゲノムレベルで、
コンピュータ解析と実験の両面から研究している。興味の中心は人類にいたる霊長類・哺乳類の進化である。
⃝ヒトにいたる進化過程でのゲノム変化：脊椎動物、哺乳類、霊長類などの各進化段階において、タンパク質のコード領域と非コード領域双方における様々な変化を、ゲノムデータの大規模比較により解析している。
⃝人類集団のＤＮＡ解析：地球上に拡散した現代人の遺伝的近縁関係をアジアの集団を中心に調べている。古代ＤＮＡ解析も試みる予定である。
⃝発生制御の進化：哺乳類ボディプランの進化と発生制
御遺伝子の発現制御の進化の関係を知るため、転写調
節領域の機能および進化を大規模ゲノムクローンの配列解析および遺伝子導入実験により解析している。
⃝その他の研究テーマ：血液型遺伝子の進化、重複遺伝
子の進化、塩基配列多重整列法の開発、霊長類近縁種間での遺伝子流入。

We study evolution of organisms at the genetic andgenomic levels through computer analyses and wet experiments. We are particularly interested in primate and mammalian evolution toward human. Themes of our study are:⃝Analysis of genome evolution toward human: Protein
coding regions and non-coding regions are studied at
different levels of organism groups, such as vertebrates,
mammals, primates, and human. Ape Genome Project
Silver is part of this program.
⃝Gene affinity analysis of human populations: We are
studying evolutionary history of modern humans, in particular, Asian populations, using various polymorphic
DNA markers.
⃝Evolution of developmental regulation: We are studying
cis- control elements of the developmental genes by
sequence analysis and gene transfer experiments oflarge scale genomic clones.
⃝Other themes: evolution of blood group genes, genome
GC content evolution, development of new methods forthe study of gene evolution, and analysis of introgression
between closely related species.

Population Genetics
集団遺伝研究系博士研究員 Postdoc

江澤

潔 EZAWA, Kiyoshi

KRYUKOV, Kirill

佐藤行人 SATO, Yukuto

図 ― テナガザル３種の ABO 式血液型遺伝子の進化史。
2百万〜７百万年前に５回の組換えが生じたと推定された。Kitano ら (2009,
Molecular Phylogenetics and Evolution) より。

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Figure ― Evolutionary history of ABO blood group genes for threegibbon species. Five ancient recombinations were infered during 2-7
million years ago. From Kitano and others (2009, Molecular Phylogenetics and Evolution).

Shimada M. K., Hayakawa S., Fujita S., Sugiyama Y., and Saitou N.
(2008) Skewed matrilineal genetic composition in a small wild chimpanzee community. Folia Primatologica 80, 19-32.
Blancher A., Bonhomme M., Crouau-Roy B., Terao K., Kitano T., andSaitou N. (2008) Mitochondrial DNA sequence phylogeny of four
populations of the widely distributed cynomolgus macaque (Macaca
fascicularis fascicularis). Journal of Heredity 99, 254-264.
Liu Y.-H., Takahashi A., Kitano T., Koide T., Shiroishi T., Moriwaki
K., and Saitou N. (2008) Mosaic genealogy of the Mus musculus
genome revealed by 21 nuclear genes from its three subspecies.
Genes and Genetic Systems 83, 77-88.
28

研究活動

Research Activities

Sasaki T., Nishihara H., ..., Sumiyama K., Saitou N, Shimogori T. andOkada N. (2008) Possible involvement of SINEs in mammalian-specific brain formation. Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. 105, 4220-4225.
Ezawa K., OOta S., and Saitou N. (2006) Genomewide search of geneconversions in duplicated genes of mouse and rat. Molecular Biology
and Evolution 23, 927-940.
Book written in Japanese: 斎藤成也
（2007）
ゲノム進化学入門．
共立出版．

Takano Group

高野敏行

高橋

文

TAKANO, Toshiyuki

TAKAHASHI, Aya

D. Sc., Associate Professor

D. Ag., Assistant Professor

准教授 理博

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

高野研究室

Division of Population Genetics

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

集団遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/labs/PopGen/index.html

助教 博（農）

生物多様性と進化を支配する基本法則を探る
Principles of genetic variation and evolution

博士研究員 Postdoc

河邊高橋昭 KAWABE, Akira
亮 TAKAHASHI, Ryo

藤川和世 FUJIKAWA, Kazuyo

Figure ― (A) For a newly arisen duplicate gene to be evolutionarily
preserved, it must go through fixation and resolution steps.(B)The
predicted probability of functional fixation of a new duplicate gene asa function of the degree of dominance of mutations (h). s and u areselection coefficient and mutation rate, respectively.

Watanabe, Y., Takahashi, A., Itoh, M., and Takano-Shimizu, T.
(2009). Molecular spectrum of spontaneous de novo mutations inmale and female germ line cells of Drosophila melanogaster. Genetics 181, 1035-1043.

Takahashi, A., Takahashi K., Ueda, R., and Takano-Shimizu, T.
(2007). Natural variation of ebony gene controlling thoracic pigmentation in Drosophila melanogaster. Genetics 177, 1233-1237.

Takahashi, K. H., Tanaka, K., Itoh, M., and Takano-Shimizu, T.
(2009). Reduced X-linked rare polymorphism in males in comparison to females of Drosophila melanogaster. J. Hered. 100, 97-105.
Inomata, N., Itoh, M., Kondo, R., Ohshima, M., Inoue, Y., andTakano-Shimizu, T. (2008). A new test for detecting ongoing selection. Genetica 133, 321-334.

Tatsuta, T., and Takano-Shimizu, T. (2006). Genetic architecture ofvariation in sex-comb tooth number in Drosophila simulans. Genet.
Res. 87, 93-107.
Takahashi A., and Takano-Shimizu, T. (2005). A high frequency nullmutant of an odorant-binding protein gene, Obp57e, in Drosophilamelanogaster. Genetics 170, 709-718.

研究活動

Research Activities

29

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

図 ―（Ａ）重複遺伝子の生き残りのための進化経路。
（ B）
重複遺伝
子の生き残りの確率と突然変異の優性の度合い（h）,選択係数（s）との関係。
u は突然変異率。

Population Genetics
集団遺伝研究系

In the framework of population genetics, understanding
origin and maintenance mechanism of genetic diversity iscentral to our research; specifically, we are interested in
detecting action of natural selection and genetic interactions, development of premating isolation, and morphological evolution.
While much of evolutionary study focuses on reconstruction of the “past” history, an important goal in ourstudy termed as Tomorlogy is to predict future status ofgenes and populations. For this purpose, we are pursuingempirical, experimental, and theoretical studies.
We are currently conducting the following studies:⃝Nonrandom-association analysis of natural variants for
detection of multi-locus selection and gene-network
construction⃝Identification of genes involved in sexual isolation⃝Buffering mechanism against developmental and environmental noise⃝Theoretical study of evolutionary dynamics of duplicate
genes⃝Nature and population dynamics of spontaneous mutations⃝Genetic and molecular dissection of within- andbetween-species variation in morphological characters.

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

生命が３０億年の長きに亘って連綿と続いてきたのは、多様性を生み出す能力を有していたからです。この多様性の遺伝基盤と進化の基本法則の解明が私達の研究テーマです。このため①集団の遺伝構造の理解、②突然変異のスペクトラムと変異率の推定、③自然淘汰や遺伝的相互作用の働きの理解を柱に研究を進めています。私達は生物集団の動態を研究していますが、それは過去の歴史に留まりません。過去、現在を知り、未来を予測することは集団遺伝学の挑戦です。また、進化は無数の変異を
自然淘汰のふるいで試す巨大な実験です。自然集団の解析を通して遺伝子の機能や遺伝子間相互作用の発見に役立てます。
現在、主にショウジョウバエを材料とした実験と理論的解析の両面から次の研究課題に取り組んでいます。
⃝淘汰の検出と遺伝子ネットワークの構築法の開発⃝種分化機構⃝発生過程のノイズに対する調節機構⃝重複遺伝子、発現調節の進化動態の理論的解析⃝標準突然変異スペクトラムの作成⃝形態進化

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

進化遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/labs/EvoGen/index.html

明石研究室

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

明石

Division of Evolutionary Genetics

Akashi Group裕

教授 Ph. D.

AKASHI, Hiroshi
Ph. D. Professor

集団遺伝とゲノム進化
Population genetics and genome evolution

Developmental Genetics
個体遺伝研究系
Population Genetics
集団遺伝研究系
Integrated Genetics
総合遺伝研究系

自然淘汰の中でもとりわけ、生物の全般的な生理機能の最適化に関わる淘汰はゲノム進化に広範な影響力を持つと考えられる。本研究室では、グローバルな適応に焦点を当て、理論と実験の両面から分子進化のメカニズムを研究している。
⃝タンパク質の進化に影響する生合成過程の制約の同定
タンパク質の構造は細胞内での機能に応じ、その生化学的特性を最適化するように淘汰によって決められていると考えられる。一方で、効率的なタンパク質合成
はタンパク質の大きさやアミノ酸組成、またタンパク質の進化速度を決定する重要な淘汰の一形態と考えられるが、まだ十分に確証されてはいない。本研究室では、遺伝子発現とタンパク質の進化パターンとの関連を研究することにより、代謝および翻訳効率に関わる適応機構を解明する。
⃝同義座位とタンパク質の進化の系統特異的なパターンの研究
キイロショウジョウバエとその近縁種の解析から、弱い淘汰と非平衡状態は、ショウジョウバエの分子進化の一般的特徴であることが示唆される。
⃝複数の時間変動する弱い力のバランスに支配される進化過程のモデル化と検証
コンピューターシミュレーションを使って、突然変異間の連鎖と適合度の相互作用の存在下での弱い淘汰のモデル化と、それに基づく進化上の弱い淘汰を検出するための統計的手法を確立する。

Subtle forms of natural selection, those related to optimizing the overall physiology of organisms, may be a pervasive force in genome evolution. We employ a combinationof theoretical and laboratory studies to identify mechanisms of molecular evolution with a focus on global adaptation. Current interests in the lab include:⃝Identifying biosynthetic constraints in protein evolution.
Natural selection is thought to act upon protein structures to optimize biochemical properties related to their
specific cellular functions. Selection for efficient synthesis may also be an important factor in determining thesize, amino acid composition, and evolutionary rates ofproteins but are less firmly established. We study relationships between gene expression and patterns of protein evolution to identify adaptation for metabolic andtranslational efficiency.
⃝Studying lineage-specific patterns of silent and protein
evolution. Our studies of Drosophila melanogaster andits close relatives suggest that both weak selection anddepartures from steady-state are prevalent features ofmolecular evolution.
⃝Modeling evolutionary processes under a balanceamong weak forces that fluctuate. We employ computer simulations of weak selection with genetic linkage
and fitness interactions among mutations to determine
statistical methods to detect subtle forces in evolution.

図 ― 同義座位に働く淘汰：コドン使用頻度の偏りと翻訳精度遺伝子から作られた mRNAはアミノ酸（黄色で示す）の並び、すなわちタンパク質へと翻訳されることになる。
しかし、
約1000回に1回の割合で誤ったアミノ酸（赤で示す）
が取り込まれる翻訳の誤りが起きる。
つまり、ある遺伝子から作られるタンパク質の多くが、遺伝子に本来コードされていないアミノ酸を含むことになる。
このような翻訳の誤りが機能に及ぼす影響は誤って取り込まれたアミノ酸の位置によっ
て異なる。
そのため、
遺伝子内の配列パターンから同義座位に働く淘汰の表現型の基盤を推測することが可能となる。
もし、翻訳精度を高めるためにコドンの使用頻度の偏りが生ずるようなら、機能的な制約が強いアミノ酸座位において偏りはより強くなると予想される。

Figure ― Phenotypic basis of selection at silent sites: Codon
bias and translational accuracy.
mRNAs for a given gene are translated into a population of proteins.
The homopolymer of yellow amino acids is the protein sequence
encoded in the gene. However, roughly 1 in 1000 translation events
results in an amino acid misincorporation (shown as red dots). The
functional effect of such misincorporations are expected to vary
among positions in the proteins. This allows us to test the phenotypicbasis of selection at silent sites using intra-genic sequence patterns;
stronger codon bias at functionally constained than at less constrained amino acid positions supports that natural selection biases
codon usage to enhance translational accuracy.

Drosophila sequencing consortium. (2007). Evolution of genes andgenomes on the Drosophila phylogeny. Nature 450, 203-218.

Akashi, H. (2003). Translational selection and yeast proteome evolution. Genetics 164, 1291-1303.

Ko, W. Y., Piao, S., and Akashi, H. (2006). Strong regional heterogeneity in base composition evolution on the Drosophila X chromosome. Genetics 174, 349-362.

Akashi, H, and Gojobori, T. (2002). Metabolic efficiency and aminoacid composition in the proteomes of Escherichia coli and Bacillus
subtilis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 3695-3700.

Akashi, H., Ko, W. Y., Piao, S., John, A., Goel, P., Lin, C. F., andVitins, A. (2006). Molecular evolution in the Drosophila melanogaster species subgroup: Frequent parameter fluctuations on the timescale of molecular divergence. Genetics 172, 1711-1726.

Akashi, H. (2001). Gene expression and molecular evolution. Curr.
Op. Gen. Dev. 11, 660-666.

30

研究活動

Research Activities

Hartl 研究室

Division of Theoretical Genetics

Hartl Group

長谷川研究室 Hasegawa Group

ハートル，ダニエル

長谷川政美

HARTL, Daniel L.

HASEGAWA, Masami

Adjunct Professor

Adjunct Professor

客員教授

客員教授

Process about organisms evolve and new species come into being

Phylogenetic evolutionary biology

私の研究グループの研究は進化生物学と分子遺伝学の境界領域に位置し、遺伝子・ゲノム解析により生物進化や新種出現過程を明らかにしています。
分子進化と分子生物学の進歩は相互に同調していると考えています。分子進化の研究は、多くの場合生物機能と分子メカニズムの情報を利用することにより、強化されます。私たちの研究室では、モデル生物（ショウジョ
ウバエ、線虫、酵母、バクテリア）の利点を使い、また公 衆 衛 生 面 で も 関 心 の 高 い 病 原 体（マ ラ リ ア 原 虫 P.
falciparum）などを用いて行っています。また、最先端の分子生物学的な実験手法や統計学の手法を用いています。最近は、ゲノム学や遺伝子発現解析、クローニングと DNA 塩基配列決定、タンパク質の三次元構造とアミノ酸配列の相関、さらにはマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた集団標本のベイズ分析などを用いています。
これらの研究アプローチは進化生物学のさまざまな根
本的な問題に取り組むときに有用であります。

生物進化を理解するための出発点は，進化の歴史を系統樹として捉えることであり，そのための方法が分子系統学である。しかし，ゲノム規模のデータがあっても，正しい系統樹が得られるとは限らない。推定法に偏りがあれば，間違った系統樹が強く支持されるからである。
われわれは，生物学の具体的問題解決を通じて，分子系
統樹推定法の問題点の検討と，それを克服するための方法の開発を進めている。具体的には，真獣類の系統進化の問題がある。真獣類は３つの主要なグループから構成されているおり，このことが大陸の分断移動と深く関連していることが明らかになってきたが，系統樹の根元がどこにあるかという問題が未解決である。

研究活動

Research Activities

31

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

図 ― 1億年前の大陸の配置と真獣類の進化。真獣類は北方大陸起源の北方獣類（Boreotheria），アフリカ大陸起源のアフリカ獣類（Afrotheria），南米大陸起源の異節類（Xenarthra）の3つのグループから構成される。
Figure ― Waddell, P., N. Okada, and M. Hasegawa (1999) Towards
resolving the interordinal relationships of placental mammals. System.
Biol., 48: 1-5. Nishihara, H., M. Hasegawa, and N. Okada (2006) Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 103: 9929-9934

Population Genetics
集団遺伝研究系

It is prerequisite to know the phylogenetic relationships
among organisms in order to understand the evolution oflife. Molecular phylogenetics is an important tool for thisapproach. It is not necessarily easy to know the phylogenetic tree correctly even if genome-scale data become
available, because a wrong tree may be supported
strongly in the presence of bias in inferring the tree. We are
studying such problems inherent in phylogenetic analyses
and are investigating new methods to overcome suchproblems during the process of solving real biologicalproblems, including mammalian evolution and biodiversityof Madagascar. Recent molecular phylogenetics has clarified that Placentalia (eutherian mammals) consists of threegroups; i.e., Boreotheria originally from Laurasia, Afrotheria
from Africa, and Xenarthra from South America. These
groupings are considered to reflect continental separation
around 100 MyrBP, but the root of the tree remains ambiguious. We are studying this rooting problem by using
genome-scale data.

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

系統進化学

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

生物進化と新種出現に関するプロセス

Research in the Hartl laboratory is at the interface of evolutionary biology and molecular genetics. We study genes
and genomes in order to learn about the processes bywhich organisms evolve and new species come into being.
Our approach is guided by the philosophy that progressin molecular evolution and progress in molecular biology
often go hand in hand.
Studies of molecular evolution are usually enhanced
when they take advantage of information about biological
function and molecular mechanism. Our research often
takes advantage of model organisms (fruit flies, nematodes, yeast, bacteria) or organisms of interest in publichealth (the malaria parasite, P. falciparum). We also makeuse of state of the art molecular and stat ist ical
approaches. In recent years these have included genomics
and gene-expression profiling, cloning and DNA sequencing, correlations of sequence data with three-dimensional
protein structures, and Bayesian analysis of population
samples implemented through Markov chain Monte Carlo
methods.
These approaches can be used to address a wide variety of fundamental issues in evolutionary biology.

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

理論遺伝客員研究部門

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

人類遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/labs/HumGen/index.html

佐々木研究室

Sasaki Group

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

佐々木裕之

一柳健司

SASAKI, Hiroyuki

ICHIYANAGI, Kenji

D. Med., Professor

D. Sc., Assistant Professor

教授 医博

Division of Human Genetics

助教 博（理）哺乳類ゲノムのエピジェネティックな調節機構
Epigenetic regulation of the mammalian genome

Developmental Genetics
個体遺伝研究系
Population Genetics
集団遺伝研究系

生物の発生過程では、ゲノムの遺伝情報が正しい場所
で正しいタイミングで発現しなければなりません。また、一旦分化した細胞が脱分化したりがん化したりしないよう、遺伝情報を安定に制御する必要があります。このような遺伝子発現の変化と安定な制御を保証するのが DNA
メチル化、ヒストン修飾、ヘテロクロマチン化などのエ
ピジェネティックな機構です。これらはトランスポゾンの抑制にも重要で、ヒトを含む哺乳類においてはゲノム
刷り込み（インプリンティング）や X 染色体不活性化の基礎ともなっています。当研究室ではヒトやマウスを対象として以下の研究を展開しています。
⃝生殖細胞における DNA メチル化とゲノム刷り込みの成立機構⃝機能性小分子 RNA によるトランスポゾンや遺伝子の制
御機構⃝ゲノム刷り込みドメインの構造・制御・進化⃝非コード RNA による X 染色体不活性化の制御機構⃝エピジェネティクスに異常のある疾患の解明⃝エピジェネティクスと多様性・進化⃝新規エピジェネティクス解析技術の開発と応用

Epigenetic mechanisms, such as DNA methylation, histone
modifications and heterochromatin formation, regulate andmaintain gene activity of cells without changing the DNA
sequence. These mechanisms are important for developmental gene regulation and transposon silencing. They arealso involved in mammalian-specific epigenetic phenomena, such as genomic imprinting and X chromosome inactivation. The following research projects are ongoing in ourlab:⃝Mechanisms of parental imprinting in germ cells⃝Mechanisms of transposon silencing by small RNAs
⃝Structure, regulation and evolution of imprinted genome
domains⃝Role of non-coding RNA in X chromosome inactivation⃝Role of epigenetics in human disorders⃝Role of epigenetics in phenotypic variation and evolution⃝ Development of new techniques for epigenetics studies

博士研究員 Postdoc

山本耕裕 YAMAMOTO, Yasuhiro
李 玉鳳 LI, Yufeng

渡部聡朗 WATANABE,Toshiaki

図 ― ゲノム刷り込みのサイクルと各ステップを担う DNA メチル化酵素ファミリー蛋白質（左）。母性刷り込みを失った胎生10.5日のマウス胚（右上）と正常対照（右下）。
Figure ― The cycle of genomic imprinting and involvement of DNA
methyltransferase family proteins in its respective step (left). Abnormal morphology of an E10.5 mouse embryo lacking the maternal
imprints (right top) and a wild-type control embryo (right bottom).

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Hoki, Y., Kimura, N., Kanbayashi, M., Amakawa, Y., Ohhata, T.,
Sasaki, H. and Sado, T. (2009). A proximal conserved repeat in the
Xist gene is essential as a genomic element for X-inactivation inmouse. Development 136, 139-146.
Hirasawa, R., Chiba, H., Kaneda, M., Tajima, S., Li, E., Jaenisch, R.
and Sasaki, H. (2008). Maternal and zygotic Dnmt1 are necessary andsufficient for the maintenance of DNA methylation imprints during
preimplantation development. Genes Dev. 22, 1607-1616.
Watanabe, T., Totoki, Y., Toyoda, A., Kaneda, M., Kuramochi-Miyagawa, S., Obata, Y., Chiba, H., Kohara, Y., Kono, T., Nakano, T.,
Surani, M.A., Sakaki, Y. and Sasaki, H. (2008). Endogenous siRNAs
from naturally formed dsRNAs regulate transcripts in mouse oocytes.
Nature 453, 539-543.

32

研究活動

Research Activities

Sasaki, H. and Matsui, Y. (2008). Epigenetic events in mammalian
germ-cell development: reprogramming and beyond. Nat. Rev.
Genet. 9, 129-140.
Ichiyanagi, K., Nakajima, R., Kajikawa, M. and Okada, N. (2007).
Novel retrotransposon analysis revealed multiple mobility pathways
dictated by hosts. Genome Res. 17, 33-41.
Sado, T., Hoki, Y. and Sasaki, H. (2005). Tsix silences Xist throughmodification of chromatin structure. Dev. Cell 9, 159-165.
Kaneda, M., Okano, M., Hata, K. et al. (2004). Essential role for denovo DNA methyltransferase Dnmt3a in paternal and maternal
imprinting. Nature 429, 900-903.
佐々木裕之 (2005). エピジェネティクス入門 . 岩波科学ライブラ
リー 101, 岩波書店

角谷研究室Kakutani Group佐瀬英俊

KAKUTANI, Tetsuji

SAZE, Hidetoshi

D. Sc., Professor

Ph. D., Assistant Professor

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

角谷徹仁
教授 理博

Division of Agricultural Genetics

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

育種遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/labs/AgrGen/home-j.html

助教 Ph. D.

植物発生とゲノム構造のエピジェネティックな制御
Epigenetic controls of plant development and genome structure
To understand function and control of DNA methylation, weare taking genetic approaches using mutants of Arabidopsis. An Arabidopsis DNA hypomethylation mutation ddm1
(decrease in DNA methylation) induces several types ofdevelopmental abnormalities through heritable changes inother loci. Genetic analysis of two of the abnormalities reveled that the loss of DNA methylation causes mobilizationof endogenous transposons and de-repression of an
imprinted gene with a transposon-derived promoter. A different mechanism was found by characterization ofanother ddm1-induced developmental abnormality, named
bonsai. The bonsai phenotype was due to local DNA
hyper-methylation in the background of global DNA
hypomethylation. By genetic screen of mutants affecting
DNA methylation in the BONSAI locus, we identified anovel jmjC domain gene IBM1 (increase in BONSAI methylation). The ibm1 mutations induce several types of developmental abnormalities through ectopic deposition of heterochromatin marks (see Figure).

小林啓恵 KOBAYASHI, Akie

Population Genetics
集団遺伝研究系博士研究員 Postdoc

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

細胞分裂後に伝わる染色体上の情報は塩基配列だけではありません。塩基配列以外の形で遺伝子発現情報が細胞分裂後にまで継承される現象が，酵母から哺乳類まで，多くの真核生物で観察されます。このような「エピジェネティック」な情報の実体は DNA のメチル化や染色体蛋
白質の変化です。エピジェネティックな修飾の制御に必要な遺伝子の突然変異体では，遺伝子発現の乱れによる発生異常や，転移因子の抑制解除によるゲノム構造の変化が観察されます。当研究室では，シロイヌナズナの DNA
メチル化を制御する遺伝子の突然変異体を研究材料として，以下の問題を研究しています。
⃝DNA メチル化のゲノム中での分布を決める機構⃝DNA メチル化によるトランスポゾン抑制機構⃝世代を超えて継承されるエピジェネティックな多様性⃝インプリント遺伝子の進化稲垣宗一 INAGAKI, Soichi

図 ― シロイヌナズナの ibm1突然変異による発生異常表現型は，
H3K9メチル化酵素遺伝子 KYP や非 CpG メチル化酵素遺伝子 CMT3の突然変異で抑圧される。

Kakutani, T., Kato, M., Kinoshita, T. and Miura, A. (2004). Control ofdevelopment and transposon movement by DNA methylation in Arabidopsis thaliana. Cold Spring Harb Symp Quant Biol 69, 139-143.
Kinoshita, T., Miura, A., Choi, Y., Kinoshita, Y., Cao, X., Jacobsen,
S.E., Fischer, R.L. and Kakutani, T. (2004). One-way control of FWA
imprinting in Arabidopsis endosperm by DNA methylation. Science
303, 521-523.
Saze, H. and Kakutani, T. (2007). Heritable epigenetic mutation of atransposon-flanked Arabidopsis gene due to lack of the chromatinremodeling factor DDM1. EMBO J. 26, 3641-3652.
Saze, H., Shiraishi, A., Miura, A. and Kakutani, T. (2008). Control ofgenic DNA methylation by a jmjC-domain containing protein in Arabidopsis thaliana. Science 319, 462-465.
中村みゆき, 佐瀬英俊 , 角谷徹仁 (2008).「DNAメチル化とエピジェネティックな発生異常」（秀潤社 , 植物細胞工学シリーズ 24「植物のエピジェネティクス」）
研究活動

Research Activities

33

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Figure ― The ibm1 (increase in BONSAI methylation) mutationinduces developmental defects, which are suppressed by mutation in
the H3K9 methylase gene KYP or non-CG methylase gene CMT3.
The results suggest that these phenotypes are due to ectopic deposition of heterochromatin marks, such as H3K9 methylation and nonCG methylation.

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

育種遺伝研究部門 http://www.nig.ac.jp/section/shibahara/shibahara-j.html

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

柴原研究室

Shibahara Group

柴原慶一

西嶋

仁

SHIBAHARA, Kei-ichi

NISHIJIMA, Hitoshi

准教授 博
（医）

Division of Agricultural Genetics

助教 博（理）M.D., Ph. D., Assosiate Professor Ph. D., Assistant Professor

核内高次構造体の形成機構と機能の解明
The functional organization of higher-order nuclear structures

Developmental Genetics
個体遺伝研究系
Population Genetics
集団遺伝研究系

間期核は染色体がほとんどの時間を過ごす場所であり，転写や DNA 複製といった細胞の重要な機能が実行される場所です。最近染色体テリトリーの概念が提案されるな
ど，間期核が高度に組織化された構造体であることが解ってきました。しかし，染色体や核内コンポーネントが間期核においてどのように，或いは，どういったメカニズ
ムにより組織化されているのか未だよく理解されていません。また，核内には，核内マトリクスと称される難容性画分が存在し，様々な核内現象の足場的な役割を果たしていると推定されていますが，まだその実像は理解されていません。
私たちは，ヒト培養細胞の核内難容性画分のプロテオ
ミクス，ヒト培養細胞を用いた変異細胞株の作製と解析，および，分子生物学的或いは細胞生物学的手法などの多面的なアプローチを駆使することで，下記の課題に取組んでいます。
⃝間期核の動態や組織化を説明するメカニズムの解明⃝存在が想定される核内マトリクス（核内不溶性画分）の実像理解⃝核内マトリクス（核内不溶性画分）が核内反応に果す
役割，或いは，核内ファクトリーや核内小器官の形成に果す役割の理解

The understanding of chromosome dynamics has progressed over the past decades. However, the function andorganization of nuclear higher-order structures including thenuclear matrix, interchromosomal compartments, chromosomal territories, nuclear envelope, and nuclear bodies
remain to be resolved. We propose the following upcoming
and important questions, which may be answered by taking advantage of the newly established gene targeting
technique and other multifaceted approaches.
⃝Which components comprise the nuclear structures?
⃝How are the nuclear structures organized?
⃝How are the nuclear structures disassembled and reassembled during and after mitosis?
⃝What roles do the nuclear structures play in the nuclear
reactions of transcription, DNA replication, RNA processing, DNA repair, and so on?
⃝What kinds of functional interactions occur between the
nuclear structures and chromosomes?

博士研究員 Postdoc

高田英昭 TAKATA, Hideaki

坂口武久 SAKAGUCHI, Takehisa

図 ― 核内構造体の概要
細胞核内には様々な構造体が存在し，これらの核内構造体が多様な
核機能を可能にしていると考えられている。核内構造体は形成と解体を繰り返す動的な集合体として捉えられているが，その実態や機能の詳細は不明である。
Figure ― Hypothesized models of nuclear structures
Many specialized structures exist in the nucleus, and these structures
are assumed to provide the basis for various nuclear functions.
Details of the components, dynamics, and functions of the nuclear
structures are uncertain.

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Ono, T., Nishijima, H., Adachi, N., Iiizumi, S., Koyama, H., Shibahara, K-i. (2009) Generation of tetracycline-inducible conditional
gene knockout cells in a human Nalm-6 cell line. J. of Biotechonology, in press.

Takeda, S., Tadele, Z., Hofmann, I., Probst, A.V., Angelis, K.J., Kaya,
H., Araki, T., Mengiste, T., Scheid, O.M., Shibahara, K-i. Scheel, D.
and Paszkowski, J. (2004). BRU1, a novel link between responses to
DNA damage and epigenetic gene silencing in Arabidopsis. Genes &Dev 18, 782-793

Nishijima, H., Nakayama, J., Yoshioka, T., Kusano, A., Nishitani, H.,
Shibahara, K-i. and Nishimoto, T. (2006). Nuclear RanGAP isrequired for the heterochromatin assembly and is reciprocally regulated by histone H3 and Clr4 histone methyltransferase in Schizosaccharomyces pombe. Mol. Biol. Cell 17, 2524-2536.

Kaya, H., Shibahara, K-i., Tasaka, K-I., Iwabuchi, M., Stillman, B.
and Araki, T. (2001). FASCIATA genes for chromatin assembly factor-1 in Arabidopsis maintain the cellular organization of apical meritems. Cell 104, 131-142.

Ono, T., Kaya, H., Takeda, S., Abe, M., Ogawa, Y., Kato, M., Kakutani, T., Scheid, O.M., Araki, T. and Shibahara, K-i. (2006). Chromatin
assembly factor 1 ensures the stable maintenance of silent chromatinstates in Arabidopsis. Genes Cells 18, 153-162 (Cover).

Shibahara, K-i. and Stillman, B. (1999). Replication-dependent marking of DNA by PCNA facilitates CAF-1 coupled inheritance of chromatin. Cell 96, 575-585.

34

研究活動

Research Activities

平田研究室Hirata Group川崎能彦

HIRATA, Tatsumi

KAWASAKI, Takahiko

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

平田たつみ

准教授 博
（医）

Division of Brain Function

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

脳機能研究部門 http://www.nig.ac.jp/labs/Brain/home-j.html

助教 博（理）D. Med., Associate Professor D. Sc., Assistant Professor

脊椎動物の神経回路形成
Vertebrate neural network formation

博士研究員 Postdoc

毛利亮子 MOHRI, Akiko

Population Genetics
集団遺伝研究系

The brain is constructed with an enormous variety of neurons.
Their precise connections are the basis for the complex brain
function such as behavior and mental activities. The accomplishment of a fully functional brain entails orchestrated developmental processes including neuronal differentiation, migration,axon outgrowth, and target recognition. We are focusing on thefollowing features in the development of mouse nervous system.
⃝Central Olfactory Projection
Olfactory information perceived in the nose is transferred andprocessed in the olfactory bulb of the brain. Development of
the afferent projection from this first-order olfactory centerhas been studied, using knockout mice for various axon guidance molecules.
⃝Neuronal Migration
During development, many neurons migrate for a long distance to the destination. The guidepost neurons, “lot cells”,
for olfactory bulb axons show a dynamic ventral tangential
migration in the telencephalon at an early developmental
stage. We have been investigating molecular mechanisms ofthis unique neuronal migration.
⃝Axon Outgrowth and Cessation
Four-membrane protein M6a is concentrated in the growing
tip of axons. An antibody to this protein potently inhibits axon
outgrowth of various central neurons in culture. We are analyzing mechanisms and physiological function of this axonoutgrowth inhibition.

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

脳は膨大な数の神経細胞から構成されています。これら神経細胞の間につくられる特異的神経回路が，行動や思考といった脳機能の基盤です。したがって脳の正常な機能発現のためには，神経細胞が適切に生まれ，移動し，軸索を伸長して，標的細胞と正確な回路をつくることが不可欠です。本部門では，主にマウスを実験材料に用いて，神経発生のさまざまな過程について研究しています。
⃝嗅覚中枢神経回路の研究
鼻で受容された匂いの情報は，脳の嗅球とよばれる領域に伝えられ，ここで匂い情報の仕分けが行われます。この嗅球からさらに中枢に向かう神経回路の形成機構を，様々な軸索ガイド分子の遺伝子破壊動物等を用いて解析しています。
⃝神経細胞移動の研究
神経細胞の中には，誕生後，比較的長距離を移動するものがあります。嗅球軸索の道標細胞 “lot 細胞” は，そのような長距離移動をする神経細胞で，発生の非常に早い時期に終脳を腹側接線方向に移動して，最終目的地へと向かいます。このユニークな細胞移動の分子機構を解析しています。
⃝軸索伸長と停止反応の研究
M6a は軸索先端に局在する４回膜貫通蛋白質です。
M6a に対する抗体を添加すると培養下の軸索伸長が停止するので，このタンパク質は軸索伸長の制御に関わると期待されています。

図 ― 終脳スライス培養下における腹側接線方向の神経細胞移動。
赤紫の色素により細胞の流れを可視化してある。軸索ガイド分子
Semaphorin3F は . この細胞移動を反発して，動く方向を変化させる（右）。

Ito, K., Kawasaki, T., Takashima, S., Matsuda, I., Aiba, A., and Hirata,
T. (2008) Semaphorin 3F confines ventral tangential migration of lateral olfactory tract neurons onto the telencephalon surface. J. Neurosci. 28 4414-4422.
Fouquet, C., Di Meglio, T., Ma, L., Kawasaki, T., Long, H., Hirata, T.,
Tessier-Lavigne, M., Chedotal, A., Nguyen-Ba-Charvet, K.T. (2007)
Robo1 and robo2 control the development of the lateral olfactory
tract. J. Neurosci. 27 3037-3045.
Kawasaki, T., Ito, K., and Hirata, T. (2006) Netrin 1 regulates ventral
tangential migration of guidepost neurons in the lateral olfactory
tract. Development 133, 845-853.

Yamatani, H., Sato, Y., Fujisawa, H., and Hirata, T. (2004) Chronotopic organization of olfactory bulb axons in the lateral olfactory
tract. J. Comp. Neurol. 475, 247-260.
Tozaki, H., Tanaka, S., and Hirata, T. (2004) Theoretical considerationof olfactory axon projection with an activity-dependent neural network model. Mol. Cell. Neurosci. 26, 503-517.
Kawasaki, T., Takagi, Y., Yamatani, H., and Hirata, T. (2004) Systematic screening and identification of the antigens recognized by monoclonal antibodies raised against the developing lateral olfactory tract .
J. Neurobiol. 62, 330-340.

研究活動

Research Activities

35

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

Figure ― Ventral tangential migration of neurons in slice-cultured telencephalons Migrating neurons are labeled in magenta. Axon guidance molecule, semaphorin3F repels this migration stream to the
opposite direction (right).

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

応用遺伝客員研究部門

Colot 研究室

Division of Applied Genetics

Colot Group

門脇研究室 Kadowaki Group

コロー、ヴァンサン

門脇

COLOT, Vincent

KADOWAKI, Takashi

Adjunct Professor

Adjunct Professor

客員教授

孝

客員教授

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

シロイヌナズナのエピジェネティクスとエピゲノミクス

糖尿病の機能分子遺伝学

Arabidopsis Epigenetics and Epigenomics

Functional Molecular Genetics of Diabetes

Developmental Genetics
個体遺伝研究系
Population Genetics
集団遺伝研究系

当研究室では、シロイヌナズナを用いて、エピジェネ⃝発生工学的手法を用いた糖尿病の分子機構の解明：糖ティックな過程やそれに関わるクロマチン動態を研究し代謝は膵 β 細胞，骨格筋，肝臓，脂肪細胞，中枢神経かています。クロマチン免疫沈降とタイリングアレイによっ
らの体液性及び神経性因子によって精妙に調節されていて複数のクロマチン修飾を調べることで、シロイヌナズ
る。本研究室では糖代謝調節とその破綻としての糖尿病
ナの最初のエピゲノム地図をつくりました（図）。また、 の分子機構の解明を目ざして，インスリン受容体基質
世代を超えて継承されるメチル化喪失に対する効率的防 （IRS），アディポネクチン及びその受容体などの鍵分子御機構の存在を示しました。この機構は、RNAi 装置の標に着目し，全身及び組織特異的遺伝子改変動物を用いた的となるような配列に特異的に働きます。また、隣接す
個体，細胞，分子レベルの統合的機能解析を行っている。
る領域には広がりませんが、数世代にわたって進行する⃝分子遺伝学を用いたヒト糖尿病の遺伝素因の解明：糖ことで、標的配列のメチル化を野生型と同様の状態に戻
代謝調節の鍵分子の候補遺伝子解析及び全ゲノムレベル
します。長期的なエピジェネティックな欠陥からゲノムでの網羅的連鎖解析・相関解析を用いて，２型糖尿病疾を守るのに RNAi が重要と示唆されます。
患感受性遺伝子の同定を進めている。これらの遺伝子の機能や環境因子との相互作用を発生工学的手法や遺伝疫
Arabidopsis Epigenetics and Epigenomics
学的手法を用いて解析を行っている。
My group is interested in the study of chromatin-based
epigenetic processes and chromatin dynamics in the flow⃝Analysis of molecular mechanism of diabetes by genetiering plant Arabidopsis. In one project, we have used chrocallyengineered mice: Glucose homeostasis is exquisitely
matin immunoprecipitation and hybridization to tiling arrays
regulated by humoral and neural factors among pancreatic
to define a first reference Arabidopsis epigenome map
based on mutliple chromatin marks. Combinatorial analysis
β cells, muscle, liver, adipocytes, and central nervous sysof these marks indicates that the Arabidopsis epigenomic
tem. Our laboratory has been trying to clarify the roles oflandscape can be almost entirely described using as little
insulin signaling pathway such as insulin receptor subas one heterochromatic and three euchromatic signastrates and adipokine signaling pathway such adiponectintures. Moreover, we have found that euchromatin exhibits
andadiponectin receptors in glucose homeostasis anda short-range organization centered on individual genes. In
pathogenesis of type 2 diabetes at the organism, cellularanother project, we have demonstrated the existence of anand molecular levels.
efficient mechanism that protects against transgenerationalloss of DNA methylation in Arabidopsis. This process is⃝Identification of susceptibility genes of human type 2
specific to the subset of methylated genomic repeats that
diabetes by molecular genetics: Our laboratory has been
are targeted by the RNAi machinery, does not spread into
trying to identify susceptibility genes of human type 2 diaflanking regions, is usually progressive over several generbetes by candidate gene approach and whole genome
ations, and faithfully restores wild-type methylation overlinkage and association analyses. Analyses of functions oftarget sequences. Our findings suggest an important rolethese novel diabetes susceptibility genes as well as genefor RNAi in protecting genomes against long-term epigeenvironment interactions are also carried out by using
netic defects.
genetically engineered mice and genetic epidemiologicalapproach.

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

図 ― シロイヌナズナのゲノムのユークロマチンとヘテロクロマチ
ンとの境界付近のエピゲノミックな景観。
Figure ― Genome browse view the Arabidopsis epigenomic landscape around a euchromatin-heterochromatin transition (indicated at
the top by thin dark blue and thick light blue lines, respectively).

36

研究活動

Research Activities

城石研究室Shiroishi Group

城石俊彦

田村

勝

SHIROISHI, Toshihiko

TAMURA, Masaru

D. Sc., Professor

D. Sc., Assistant Professor

教授 理博

Mammalian Genetics Laboratory

助教 理博

マウス高次形質の統合的遺伝解析
Integrative genetics of mouse complex traits

博士研究員・特任研究員 Postdoc/Project Researcher

嵯峨井知子 SAGAI, Tomoko
田中成和 TANAKA, Shigekazu

天野孝之 AMANO, Takayuki
築地長治 TSUKIJI, Nagaharu

Figure ― A reconstructed image of the 3D-FISH with hybridization
probes for Shh (red) and its enhancer MFCS1 (green). Each signal
comes close to one another in a nucleus of the ZPA cell that is
actively expressing Shh in limb bud.

Amano, T., Sagai T., Tanabe, H., Mizushina, Y., Nakazawa, H. and
Shiroishi, T. (2009). Chromosomal dynamics at the Shh locus: limb
bud-specific differential regulation of competence and active transcription. Dev. Cell 16, 47-57.

Oka, A., Aoto, T., Totsuka, Y., Takahashi, R., Ueda, M., Mita, A.,

Sagai, T., Hosoya, M., Mizushina, Y., Tamura, M. and Shiroishi, T.
(2005). Elimination of a long-range cis-regulatory module causes
complete loss of limb-specific Shh expression and truncation of themouse limb. Development 132, 797-803.
研究活動

Research Activities

37

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

Tamura, M., Tanaka, S., Fujii, T., Aoki, A., Komiyama, H., Ezawa, K.,
Sumiyama, K., Sagai, T. and Shiroishi, T. (2007) Members of a novel
gene family, Gsdm, are expressed exclusively in the epithelium of theskin and gastrointestinal tract in a highly tissue-specific manner.
Genomics, 618-629.

Tanaka, S., Miura, I., Yoshiki, A., Kato, Y., Yokoyama, H., Shinogi, A.,
Masuya, H., Wakana, S., Tamura, M. and Shiroishi, T. (2007). Mousemutations in the helix termination motif of type I IRS keratin genes
impair assembly of keratin intermediate filaments. Genomics 90,
703-711

知的財産室／新領域融合研究センター

Takada, T., Mita, A., Maeno, A., Sakai, T., Shitara, H., Kikkawa, Y.,
Moriwaki, K., Yonekawa, H. and Shiroishi, T. (2008). Mouse intersubspecific consomic strains for genetic dissection of quantitativecomplex traits. Genome Res. 18, 500-508.

Sakurai-Yamatani, N., Yamamoto, H., Kuriki, S., Takagi, N., Moriwaki, K. and Shiroishi, T. (2007). Disruption of genetic interaction
between two autosomal regions and the X chromosome causes reproductive isolation between mouse strains derived from different subspecies. Genetics 175, 185-197.

Experimental Farm実験圃場

図 ― 3D-FISH の共焦点画像データから再構築したマウス肢芽細胞核。活発に Shh 遺伝子を発現している ZPA 細胞核では、Shh シグナル( 赤色 ) と遠隔エンハンサー MFCS1シグナル（緑色）が近接する。

Center for Frontier Research
新分野創造センター

Current ongoing research projects are as follows:
1. Genetic studies on developmental regulations⃝Chromosomal dynamics at the Sonic hedgehog (Shh) locus⃝Evolution of cis-regulation systems of developmental genes.
⃝Genetic regulation of development and homeostasis of epithelial archtecture
2. Establishment of experimental systems for genetic dissectionof complex traits based on the genome diversity of mousestrains⃝Collection and compilation of information of genome diversity
and phenotypes of mouse strains⃝Genetic mechanism of reproductive isolation in mice
⃝Genetic regulation of energy metabolism⃝Genetic basis for mouse morphological diversity

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

２．マウスゲノム多型情報に基づいた高次表現型解析系の構築⃝ゲノム多型情報と表現型情報の収集とデータベース構築⃝コンソミック系統を利用した生殖隔離成立の遺伝メカ
ニズム⃝コンソミック系統を利用したエネルギー代謝の遺伝制御⃝マウス形態多様性の遺伝基盤の解明

In order to understand genetic regulation of complex traits, suchas morphogenesis and energy metabolism, we are conducting
genetic analyses based upon both of “Forward Genetics” and“Reverse Genetics” by use of existing mouse mutants andtransgenic and knockout mice. In parallel, we are also compilingcomprehensive information of the genome diversity of mouseinbred strains, and developing new inter-subspecific consomic
strains, in which every chromosome of a classical inbred strain
C57BL/6J is replaced by the counterpart of a wild mousederived MSM/Ms strain. These bioresources are fully used forgenetic dissection of complex traits.

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

哺乳動物遺伝研究室では、マウス自然変異を用いた “順遺伝学” と遺伝子改変マウスを用いた “逆遺伝学” の両方法論を駆使して形態形成やエネルギー代謝などの高次表現形質の遺伝制御メカニズムの統合的理解をめざして研究を行なっています。また、生物遺伝資源事業として、
野生マウス由来系統を含めたゲノム多型情報の収集と整備を進め、さらに表現型の新しい遺伝解析系としてマウス亜種間コンソミック系統の開発とそれらを用いた応用研究を進めています。
現在進めている個別の研究課題は次の通りです。
１．マウス発生遺伝学⃝ Shh 遺伝子発現制御の染色体ダイナミクス⃝シス制御因子を中心とした遺伝子発現制御システムの進化発生学⃝上皮の発生・分化と恒常性維持の遺伝制御

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

哺乳動物遺伝研究室 http://www.nig.ac.jp/labs/MamMalg/home-j.html

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

発生工学研究室 http://www.nig.ac.jp/labs/MamDev/home-j.html

相賀研究室

Saga Group

相賀裕美子

小久保博樹

SAGA, Yumiko

KOKUBO, Hiroki

D. Sc., Professor

D. Sc., Assistant Professor

教授 理博

Mammalian Development Laboratory

助教 理博

マウス初期形態形成の分子機構
Molecular mechanism of mouse embryogenesis

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

本研究室では発生現象の解明を目指した遺伝学的解析を行っています。そのために発生工学的手法を駆使して、多くの遺伝子ノックアウトマウス、蛍光タンパク質ノッ
クインマウスやトランスジェニックマウスを自ら作成し個体レベルで解析することにより、生体内における本来の遺伝子機能の解明を目指しています。発生過程ではいろいろな遺伝子が時間的・空間的に正確な制御下で発現し、機能を発揮します。そのような遺伝子発現調節機構を解明するためにもマウスを用いた個体レベルの解析は重要です。主な研究課題はCenter for Frontier Research
新分野創造センター⃝転写因子 Mesp2の機能解析を通した、脊椎動物の分節性確立機構の解析⃝転写因子 Hesr1, Hesr2の機能解析を通した、心臓・血管系構築機構の解析⃝雄性生殖細胞特異的タンパク質 Nanos2の胎生期における機能：生殖細胞の雄化に関わる分子機構⃝ Nanos2の精子形成過程における機能解析：精子幹細胞システムの構築と制御⃝始原生殖細胞に発現する Nanos3の発現制御機構⃝精子形成期におけるセルトリ細胞の動能解析⃝ Notch シグナルを介した細胞間相互作用の解析

During mouse development, mesodermal cells generated
via gastrulation play important roles in the morphogenesisof several tissues and organs. We focus on two types of
mesodermal cells; one is precursor cells of the cardiovascular system in the lateral plate mesoderm, the other isprecursor cells of somites that give rise to the axial structures such as vertebrae and skeletal muscles, in the paraxial mesoderm. We generate several knockout and knockinmice to understand the molecular mechanism of vasculogenesis, cardiogenesis and somitogenesis. In addition, we
are interested in the mechanism of germ cell development.
We found that mouse Nanos proteins, Nanos2 and Nanos3
are essential for germ cell development. Recent study
reveals that Nanos2 is involved in the male germ cell fatespecification. Since most of studies are conducted using invivo systems established by gene-engineering technologies, we are interested in the development and applicationof new transgenic methods to improve the quality of theanalyses.

博士研究員 Postdoc

Experimental Farm
実験圃場

佐々木伸雄 SASAKI, Nobuo
荻沼政之 OGINUMA, Masayuki

佐波理恵 SABA, Rie
坂部正英 SAKABE, Masahide

図 ― Nanos2は生殖細胞の雄性分化を制御する雄の生殖細胞に特異的な蛋白質。Nnaos2を強制発現（緑）した雌生殖巣。雌生殖細胞の減数分裂（マゼンタ）が抑制され、細胞が雄化する。
Figure ― A section of embryonic female gonad (E16.5). The forced
expression of Nanos2, a male germ cell-specific protein, in female
germ cells results in suppression of meiosis and promotion of malegerm cell differentiation. Green: Nanos2, Magenta: meiosis marker

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

知的財産室／新領域融合研究センター

Suzuki A and Saga Y. (2008) Nanos2 suppresses meiosis and promotes male germ cell differentiation. Genes & Develop. 22, 430-435
Oginuma M, Niwa Y, Chapman DL, Saga Y. (2008) Mesp2 and Tbx6
cooperatively create periodic patterns coupled with the clock machinery during mouse somitogenesis. Development. 135:2555-62, 2008
Kokubo H, Miyagawa-Tomita S, Saga Y. (2007) Hesr1/Hey1 andHesr2/Hey2 regulate atrial-ventricular boundary formation in thedeveloping heart through the repression of Tbx2. Development 134,
747-755

38

研究活動

Research Activities

Suzuki A, Tsuda M, and Saga Y. (2007) Functional redundancy
among Nanos proteins and a distinct role of Nanos2 during malegerm cell development. Development 134, 77-83
Yasuhiko, Y., Haraguchi, S., Kitajima, S., Takahashi, Y., Kanno, J andSaga, Y. (2006). Tbx6-mediated Notch signaling controls somite-specific Mesp2 expression. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103:3651-3656
Morimoto, M., Takahashi, Y., Endo, M.. Saga, Y. (2005). The transcription factor Mesp2 establishes segmental borders by suppressing
Notch activity. Nature 435:354-359

小出研究室小出

Mouse Genomics Resource Laboratory (MGRL)

Koide Group剛

准教授 医博KOIDE, Tsuyoshi
D. Med., Associate Professor

野生由来マウスを用いた行動遺伝学
Behavioral genetics using wild derived mouse strains

Center for Frontier Research
新分野創造センター

博士研究員・特任研究員 Postdoc/Project Researcher

梅森十三 UMEMORI, Juzoh

杉本大樹 SUGIMOTO, Hiroki

Experimental Farm実験圃場

図 ― 各種行動テスト：様々な行動テストを行うことで，マウスの性
格・社会性・行動の特徴などを調べることが可能です。
Figure ― Behavioral tests: In order to understand psychological feature of mice, we conduct a variety of behavioral tests.

Shigeta Y., Kasai S., Han W., Hata H., Nishi A., Takamatsu Y., Hagino
Y., Yamamoto H., Koide T., Shiroishi T., Kasai K., Tsunashima K.,
Kato N., Ikeda K. (2008). Association of morphine-induced antinociception with variations in the 5' flanking and 3' untranslated regionsof the μ opioid receptor gene in 10 inbred mouse strains. Pharmacogenet. Genomics, 18, 927-936.

Takahashi, A., Kato, K., Makino, J., Shiroishi, T., Koide, T. (2006).
Multivariate analysis of temporal descriptions of open-field behavior
in wild derived mouse strains. Behavior Genetics, 36, 763-774.
Esumi, S., Kakazu, N., Taguchi, Y., Hirayama, T., Sasaki, A., Hirabayashi, T., Koide, T., Kitsukawa, T., Hamada, S., Yagi, T. (2005).
Monoallelic yet combinatorial expression of variable exons of the
protocadherin-a gene cluster in single neurons. Nature Genetics, 37,
171-176.

研究活動

Research Activities

39

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

Blizard, D. A., Takahashi, A., Galsworthy, M., Martin, B., Koide, T.
(2007). Test standardization in behavioral neuroscience: a response to
Stanford. Journal of Psychopharmacology, 21, 136-139.
知的財産室／新領域融合研究センター

Takahashi, A., Shiroishi, T., Koide, T. (2008). Multigenic factors associated with a hydrocephalus-like phenotype found in inter-subspecific consomic mouse strains. Mammalian Genome, 29, 333-338.

Takahashi, A., Nishi, A., Ishii, A., Shiroishi, T., Koide, T. (2008). Systematic analysis of emotionality in consomic mouse strains established from C57BL/6J and wild-derived MSM/Ms. Genes, Brain and
Behavior. 7, 849-858.

Center for Information Biology and DNA Data Bank of JapanFor understanding the genetic basis of inheritance andevolution of behavior, we studied behavioral phenotype,such as spontaneous activity, anxiety-like behavior, pain
sensitivity, and social behavior, by using inbred strains
established from wild mice. A variety of mouse inbred
strains exhibited diversity in their behavioral phenotype. In
order to elucidate a genetic mechanism underlying the
behavioral difference, we are currently analyzing consomic
strains which are made by replacing one of the chromosomes in C57BL/6 with that of MSM strain. By systematically investigating consomic strains for the behavioral phenotype, we have found multiple genetic loci associatedwith the complex behavioral phenotype. Further analysis ofgenetic loci associated with particular behavioral phenotype is on the way by making fine congenic strains which
are carrying short segment of the chromosome.

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

21世紀の遺伝学では個人差をもたらす遺伝的機構の解明が重要なテーマとなっています。私たちは行動の多様性を生み出すメカニズムを明らかにするために、野生由来マウス系統を主な材料として行動遺伝学の研究を進めています。野生マウスをもとに樹立された近交系統は、系統間で進化レベルでの大きな遺伝的差異を有しているために、遺伝的多型に富み表現型としても新しい形質の発見につながると期待されています。野生由来の系統を用いて、自発活動性、情動性、痛覚感受性、社会行動などに解析した結果、行動には系統間で大きな多様性があることを明らかにしてきました。更に、このような行動の多様性に関わる遺伝子を探索するために、量的遺伝子座の解析法（QTL 解析）やコンソミック系統を用いた解析などを行っています。このような解析により、行動に関与する遺伝子を染色体上の狭い領域に絞り込むことが可能になってきました。今後は、実際の責任遺伝子を明らかにし、その機能を分子レベル、細胞レベル、更には神経レベルで明らかにしてゆくことを目指しています。

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

マウス開発研究室 http://www.nig.ac.jp/labs/MGRL/index.html

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

小型魚類開発研究室 http://www.nig.ac.jp/section/sakai/sakai-j.html

酒井研究室

Sakai Group

酒井則良

新屋みのり

SAKAI, Noriyoshi

SHINYA, Minori

Ph. D., Associate Professor

D. Sc., Assistant Professor

准教授 学術博

Model Fish Genomics Resource Laboratory

助教 博（理）ゼブラフィッシュ精子形成の分子機構と初期胚発生機構
Molecular and cellular mechanisms of the zebrafish spermatogenesis and early development

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

Center for Frontier Research
新分野創造センター

ゼブラフィッシュは、胚が透明で発生過程で働く遺伝子を容易に見いだすことができるため、優れた実験動物として発展してきています。私たちの研究室では in vitro
で分化した精子を用いてトランスジェニックゼブラフィッ
シュを作出する技術を確立しました。この方法では培養過程で改変した精子の遺伝情報がそのまま受精個体の全ての細胞に伝えられるため、従来よりも迅速にトランス
ジェニック動物を作出できるという利点があります。そこで、この培養系による遺伝子改変精子を用いて逆遺伝学的手法の確立を進めています。一方で、この培養系は雄生殖細胞の体細胞分裂と減数分裂を制御する分子機構の解析にも優れています。ゼブラフィッシュで見つかった精子形成異常の突然変異体と in vitro 培養系を用いて、脊椎動物に普遍的な雄生殖細胞の制御因子の研究を同時に進めています。
さらに、透明な胚を生かした研究も進めつつあります ｡
受精卵からの発生過程では、多数の細胞が秩序だった配置をとり、各々が適切な機能を持つ必要があります｡ 私たち
は細胞の動きに焦点をあて、一様に見える細胞の一部をラベルして追跡し、どのような空間的配置をとって正常な成体ができあがるのかを明らかにしようとしています。

Zebrafish have become a laboratory favorite because
their embryos are transparent: geneticists can easily
observe gene effects in the developing fish. We haverecently developed techniques to make genetically modified zebrafish using sperm cells grown “in vitro” - that is,entirely in laboratory conditions. We focus on developing
reliable reverse genetic protocols for studying gene functions in zebrafish by using genetically modified sperm. In
addition, using spermatogenic mutants recently found inzebrafish and this in vitro culture system to advantage, we
are also working on the molecular mechanisms to regulate
mitosis and meiosis in the male germ cells of vertebrates.
During the course of development in multicellular organisms, many cells build up tissues and organs by each ofwhich maintains organized structure and functions. Bylabeling and tracing a group of undifferentiated cells, weare trying to find out the key cell movements and arrangements on the vertebrate development.

博士研究員 Postdoc

河㟢敏広 KAWASAKI, Toshihiro

齊藤憲二 SAITO, Kenji

Experimental Farm実験圃場

図 ― レトロウイルスベクターによる培養精子への遺伝子導入。
（ A）
LacZ 遺伝子を導入した精子。この精子から遺伝子組換えゼブラフィッ
シュが作出できている。
（ B）コントロールの正常精子。
Figure ― Retroviral infection of in vitro-cultured sperm. (A) LacZ
expression in infected sperm and (B) normal control sperm subjected
to X-gal staining.

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

知的財産室／新領域融合研究センター

Hashiguchi M., Shinya M., Tokumoto M., and Sakai N. (2008).
Nodal/Bozozok-independent induction of the dorsal organizer by
zebrafish cell lines. Dev. Biol. 321, 387-396.

Kurita K., Burgess, SM. and Sakai, N. (2004). Transgenic zebrafish
produced by retroviral infection of in vitro-cultured sperm. Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 101, 1263-1267.

Kimura T, Shimada A, Sakai N, Mitani H, Naruse K, Takeda H,
Inoko H, Tamiya G, and Shinya S. (2007) Genetic analysis of craniofacial traits in the medaka. Genetics 177, 2379-2388.

Kurita K. and Sakai, N. (2004). Functionally distinctive testicular celllines of zebrafish to support male germ cell development. Mol.
Reprod. Dev. 67, 430-438.

Sakai N. (2006). In vitro male germ cell cultures of zebrafish. Methods 39, 239-245.

酒井則良 (2007). ゼブラフィッシュにおけるin vitroの精子形成 .
蛋白質核酸酵素, 52, 2124-2129.

40

研究活動

Research Activities

倉田研究室Kurata Group

倉田のり

久保貴彦

KURATA, Nori

KUBO, Takahiko

D. Ag., Professor

D. Ag., Assistant Professor

教授 農博

Plant Genetics Laboratory

助教 農博

イネ生殖過程と初期発生および種・ゲノムの遺伝的多様性研究
Developmental studies of reproductive organs and early embryo, and genetic diversity studies of genomes/species in rice

Center for Frontier Research
新分野創造センター

博士研究員 Postdoc

藤田雅丈 FUJITA, Masahiro
永田俊文 NAGATA, Toshifumi

新濱充 NIIHAMA, Mitsuru

Experimental Farm実験圃場

図 ― イネの生殖期過程で見られる特定遺伝子群の発現パターン
Figure ― Expression pattern of genes involved in reproductive
stages of rice

Kurata, N. (2007) Chromosome and genome evolution in rice. In Rice
Biology in the Genomics Era. (ed. Hirano, H., Sano, Y., Hirai, A. and
Sasaki, T), pp. 235-243, Springer Berlin Heidelberg
Nonomura, K, Morohoshi, A., Nakano, M., Eiguchi, M., Miyao, A.,

Nonomura, K-I., Nakano, M., Eiguchi, M., Suzuki, T. and Kurata, N.
(2006) PAIR2, a protein binding to chromosome axes, is essential forhomologous chromosome synapsis in rice meiosis I. J Cell Sci.119,
217-225.
Kurata, N., Miyoshi, K., Nonomura, K., Yamazaki, Y., and Ito, Y.
(2005) Rice mutants and genes related to organ development, morphogenesis and physiological traits. Plant Cell Physiol. 46, 48-62.
研究活動

Research Activities

41

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration CenterSuzuki, T., Eiguchi, M., Kumamaru, T., Satoh, H., Matsusaka, H.,
Moriguchi, K. and Kurata, N. MNU-induced mutant pools and highperformance TILLING enable finding of any gene mutation in rice.
Mol. Genet. Genomics 279, 213-223.

Hirochika, H. and Kurata, N. (2007) A germcell-specific gene of the
ARGONAUTE family is essential for the progression fo premeiotic
mitosis and meiosis during sporogenesis in rice. Plant Cell 19, 2583 2594.

知的財産室／新領域融合研究センター

Thirumurugan, T., Ito, Y., Kubo, T., Serizawa, A. and Kurata, N. Identification, characterization and interaction of HAP family genes inrice. Mol. Genet. Genomics 279, 279-289.

Center for Information Biology and DNA Data Bank of JapanWe are carrying out two major research subjects. One is analysis of genetic programs underlying the processes from gametogenesis to embryogenesis ~ shoot formation in rice. The other is
combined comparative genomic analysis of genetic diversity
and reproductive barriers using wild and cultivated rice. Several
different projects have been proceeding by employing manycross combinations, mutants, relevant genes, and molecular,
genetic and cytological methods. We are also responsible forthe research, generation and management of rice genetic
resources of wild rice species collection.
⃝Analysis of genetic factors playing roles in the reproductive
isolation mechanism⃝Dissection of genetic programs underlying in reproductive cell
development, ovule and pollen formation, pollination and fertilization.
⃝Dissection of genetic programs underlying in embryogenesis
to shoot formation⃝Analysis of genetic diversity of wild species of rice

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

植物遺伝研究室では、イネの発生分化、特に生殖細胞形成から初期胚発生過程における遺伝的プログラムの解明とゲノム分化と多様性の解析をクロスオーバーさせ、複数のアプローチで取り組んでいます。1つ目は、栽培
イネの亜種間交雑を用いた生殖的隔離障壁の分子的解明と、野生イネや栽培イネを用いたゲノム多様性研究および比較ゲノム解析です。2つ目は生殖細胞形成、受粉、受精、初期発生過程における遺伝的プログラムの解明をマ
イクロアレイ解析、ミュータント解析、分子細胞学的解析などを中心に進めています。またイネ遺伝資源事業として、イネ突然変異系統スクリーニング、野生イネ系統などの研究、開発、分譲を行っています。以下の研究課
題を相互に組み合わせて、研究を進めています。
⃝ゲノム障壁としての生殖的隔離機構にかかわる遺伝要因の同定、単離、機能解析⃝イネ生殖細胞初期分化、卵および花粉形成、受粉、受精過程の遺伝的プログラムの解明⃝イネ胚 ~ シュート分化における遺伝的プログラムの解明⃝野生イネ遺伝的多様性解析

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

植物遺伝研究室 http://www.nig.ac.jp/labs/PlantGen/ japanese/home-j.html
english/home-e.html Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

原核生物遺伝研究室 http://www.nig.ac.jp/labs/MicroGen

仁木研究室

Niki Group

仁木宏典

古谷寛治

NIKI, Hironori

FURUYA, Kanji

D. Med., Professor

D. Sc., Assistant Professor

教授 博
（医）

Microbial Genetics Laboratory

助教 博（理）細胞複製の分子機構、染色体
Chromosome dynamics in prokaryote and eukaryote
大腸菌と分裂酵母を使って、細胞分裂を通じて細胞増殖の分子機構を研究している。原核・真核の両細胞で染
色体の凝縮が染色体分配で重要な役割をはたしている。
特に原核生物では、染色体が常に規則的に折れ畳まれ、複製と共役した折れ畳みの仕組みが染色体分配に重要である。さらに、細胞自体の形が染色体の細胞内での配置

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センターに寄与しており、細胞形態の研究をすすめている。他方、ジャポニカス分裂酵母を使った遺伝学、細胞生物学の研究から新しい研究を展開しつつある。

Center for Frontier Research
新分野創造センター

博士研究員 Postdoc

青木敬太 AOKI, Keita
塩見大輔 SHIOMI, Daisuke

大住克史 OHSUMI, Katsufumi
陳    薇 Chen Wei＜Cell Duplication in Bacteria＞
Chromosome must be precisely segregated into daughter
cells for bacterial cells to proliferate. Although prokaryotic
cells does not have “nuclei” that exist in Eukaryote, thechromosomal DNA, which is about 1000 times longer thancell length, is tightly condensed as “nucleoid” within thecell. How such a tightly packed chromosome can be segregated into daughter cells? We attempt to reveal themechanism of this active chromosomal segregation system in the E. coli cell. In addition, we are now studying regulation mechanism of cell size especially on determining
the cell length of a rod-shaped cell.
＜ Novel Genetic System for Chromosome Study ＞
Yeasts are powerful genetic tool to identify new elements
or new phenotypes in a wide range of biology. Schizosaccharomyces japonicus is an alternative fission yeast. Its
nearly twice large nuclear size and fibrously condensed
mitotic chromosomes compare to the other yeasts can be
more suitable model system to understand mechanism ofchromosome organization in vivo, such as mitotic chromosome segregation or interphase chromosome compartment. Our final aim is to discover new mechanisms that
regulate chromosome cycle through the isolation ofmutants with novel cytological phenotypes.

図 ―（上、左下）細胞骨格タンパク質 RodZ と MreB がらせん状繊維を形成する。細胞の幅と長さを決めている。
（右下）RodZ 繊維は MreB 繊維がなくても形成される。各々が形態形成に異なる役割を果たすと考えられる。

Experimental Farm実験圃場

Figure ― (Upper and lower left) Two cytoskeletal proteins [RodZ(blue) and MreB (magenta)] form helix in a rod-shaped E. coli cell tomaintain the rod shape. (Lower right) RodZ helix is formed in cells
inactivated MreB, suggesting two helical filaments play different roles
to determine cell dimensions.

Furuya, K, and Niki, H (2009) Isolation of heterothallic haploid andauxotroph mutants in Schizosaccharomyces japonicus. Yeast. inpressIntellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

知的財産室／新領域融合研究センター

Shiomi, Daisuke, Sakai, Masako and Niki, Hironori (2008). Determination of bacterial rod shape by a novel cytoskeletal membrane protein. EMBO J. 27, 3081-3091.
Hatano, T., Yamaichi, Y., and Niki, H (2007). Oscillating focus of
SopA associated with filamentous structure guides partitioning of F
plasmid. Mol. Microbiol. 64, 1198-1213.
Gerding MA, Ogata Y, Pecora ND, Niki H, de Boer PA(2007). The
trans-envelope Tol-Pal complex is part of the cell division machinery
42

研究活動

Research Activities

and required for proper outer-membrane invagination during cell
constriction in E. coli. Mol. Microbiol. 63. 1008-25.
Cui T, Moro-oka N, Ohsumi K, Kodama K, Ohshima T, Ogasawara
N, Mori H, Wanner B, Niki H, Horiuchi T(2007). Escherichia coli
with a linear genome. EMBO Rep. 8, 181-187.
Yamaichi Y, Niki H(2004). migS, a cis-acting site that affects bipolar
positioning of oriC on the Escherichia coli chromosome. EMBO J.
23, 221-233.

上田研究室上田

Invertebrate Genetics Laboratory

Ueda Group

龍

教授 理博

UEDA, Ryu
D. Sc., Professor

RNAi を利用した網羅的遺伝子機能解析
Functional genomics in DrosophilaCenter for Frontier Research
新分野創造センター
Experimental Farm実験圃場

図 ― 誘導型 RNAi を利用したハエ変異体バンクの作成。ゲノムから推定される14,000の全遺伝子について UAS- 逆向き反復配列のベクターを構築し，それぞれを導入したハエのバンクをつくる。
Figure ― Schematic representation of the inducible RNAi mutant fly
bank.

研究活動

Research Activities

43

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

Ueyama, M., Takemae, H., Ohmae, Y., Yoshida, H., Toyoda, H., Ueda,
R., and Nishihara, S. (2008). Functional Analysis of Proteoglycan
Galactosyltransferase II RNA Interference Mutant Flies. J. Biol.
Chem., 283, 6076-6084.
Picot, M., Cusumano, P., Klarsfeld, A., Ueda, R., and Rouyer, F.
(2007). Light activates output from evening neurons and inhibits
output from morning neurons in the Drosophila circadian clock.
PLoS Biol, 5, e315.
Matsumoto, A., Ukai-Tadenuma, M., Yamada, R. G., Houl, J., Uno,
K.D., Kasukawa, T., Dauwalder, B., Itoh, T. Q., Takahashi, K., Ueda,
R., Hardin, P. E., Tanimura, T., and Ueda, H. R. (2007). A functional
genomics strategy reveals clockwork orange as a transcriptional regulator in the Drosophila circadian clock. Genes Dev., 21, 1687-1700.

知的財産室／新領域融合研究センター

Umemori, M., Habara, O., Iwata, T., Maeda, K., Nishinoue, K.,
Okabe, A., Takemura, M., Takahashi, K., Saigo, K., Ueda, R., andAdachi-Yamada, T. (2009). RNAi-Mediated Knockdown Showing
Impaired Cell Survival in Drosophila Wing Imaginal Disc. Gene
Regulation and Systems Biology, 3, 11-20.
Yoshida, H., Fuwa, T., Arima, M., Hamamoto, H., Sasaki, N.,
Ichimiya, T., Osawa, K-I., Ueda, R. and Nishihara, S. (2008). Identification of the Drosophila core 1 β1,3-galactosyltransferase gene thatsynthesizes T antigen in the embryonic central nervous system andhemocytes. Glycobiology, 18, 1094-1104.
Yano, T., Mita, S., Ohmori, H., Oshima, Y., Fujimoto, Y., Ueda, R.,
Takada, H., Goldman, WE., Fukase, K., Silverman, N., Yoshimori, T.,
and Kurata, S. (2008). Autophagic control of listeria through intracellular innate immune recognition in Drosophila.
Nat. Immunol., 9, 908-916.

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

Although the entire human genome sequence has been
determined and total number of human genes is estimatedto be 22,000, their real functions are far from being completely understood. Drosophila has a total of 14,000 genes
which is about half of the genes found in humans but alarge amount of these genes (approx. 70%) were discovered to have similar functions and shows significant
homology to humans. We are planning to investigate thefunction of fly genes comprehensively as a suitable model
for studying the functional genomics of multicellular organisms.
The RNAi is one of the post-transcriptional gene silencing phenomena, in which double-stranded RNA (dsRNA)
introduced into host cells can effectively inhibit host gene
expression in a sequence-specific manner. Thus we canutilize the RNAi for knocking down gene expression. We
are trying to construct inverted repeat transgenes and toestablish transgenic fly lines covering 14,000 whole genes
in Drosophila. This RNAi mutant fly bank will provide us afundamental tool for understanding gene functions andgenetic networks working in the fly individuals.

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

ヒトゲノムの塩基配列が明らかになり，遺伝子の数は２万２千個と推定されています。これらの遺伝子は何をしているのでしょうか？ 多くの遺伝子は進化的に保存されており，その生体内での働きを調べるためにいろいろなモデル生物を利用することができます。ショウジョ
ウバエの遺伝子はおよそ１万４千個と推定され，その70%はヒト遺伝子と相同性を持っています。これらの遺伝子を壊す（変異体をつくる）と生体にどのような影響が現れるのか，お互いがどのように共同して生体の機能を担っているのか，ヒト遺伝子の機能を知るためにもハエを使った包括的な遺伝学的解析が望まれています。
そこで私たちはショウジョウバエの全遺伝子についての変異体を作製し，遺伝子の機能を網羅的に解析する系を作ることにしました。方法は RNAi です。RNAi とは，二本鎖 RNA を細胞内に導入すると配列特異的に遺伝子の機能が阻害される現象です。この方法ではターゲットする遺伝子の断片を逆向き反復配列の形でベクターに組み込み，ハエの染色体に導入して形質転換ハエを作ります。
このようにして構築した RNAi 変異体バンクは，ショウ
ジョウバエ個体内における遺伝子機能の理解や遺伝子間のネットワークなどを明らかにするための有用なツールと考えられます。

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

無脊椎動物遺伝研究室 http://www.nig.ac.jp/section/ueda/ueda-j.html

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

系統情報研究室 http://www.shigen.nig.ac.jp

山 研究室

Genetic Informatics Laboratory

Yamazaki Group山㟢由紀子
准教授 理博YAMAZAKI, Yukiko
D. Sc., Associate Professor

遺伝資源情報データベースの構築
Genetic resources databank projectCenter for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

Center for Frontier Research
新分野創造センター

生物科学の目覚しい発展の成果は，膨大な文献情報（テキスト情報）として蓄積されています。一方，近年では
ゲノムプロジェクトなどに代表される大型プロジェクトから比較的規格の揃った大量データがデータベースとして公開されるようになり，コンピュータを駆使すると一人の研究者が膨大な量の情報を扱えるようになったことも事実です。しかしながらこのように増え続ける情報を人間の頭の中にそのまま詰め込むことは不可能ですし，均質な大量データと膨大な個別研究の蓄積をそのまま足し算しても意味のある情報として利用できるとは限りません。そこで最近「概念の構造化（＝オントロジー）」という考え方が生物情報科学の分野でも盛んに使われるよ
うになりました。これは実験系や材料，学問の背景などが異なり通常では同じ土俵で比較できない情報を，様々な概念レベルで整理して有効に利用しようという考え方
であり，１つの情報圧縮法ととらえることもできます。
当 研 究 室 で は 遺 伝 資 源 情 報 データ バ ン ク 研 究 事 業（SHIGEN）を1998年より推進していますが，遺伝資源情報の整理にこの方法を応用し，生物種によってバラバラに記載されている情報を統合的かつ様々な視点から生物
種横断的に利用できるようなシステムを開発しています。
また2002年からはナショナルバイオリソースプロジェク
ト（NBRP）の情報センターとしても活動をしています。

The Genetic Resources Databank Project started at the
National Institute of Genetics in 1998. The project aims tocollect and provide genetic resource information which
includes information on how to order resources, scientificknowledge about the resource, and other related information such as genomic information to researchers. We havecompleted the construction of the databases and their
online distribution system which contain a variety of genepools including wild species, breeding lines, transgenic andknockout organisms, cells and DNA clones. All databases
are available on the internet at http://www.shigen.nig.ac.jp.
Although these bioresources are full of hidden potential, itstrue worth can only be recognized with the existence ofusers. We have been continuously inventing better way to
distribute data in order to utilize the resources to its fullest
potential. Our future plan will include going beyond justcompleting these databases to meld these databases intoa single yet comprehensive information resource for users.

Experimental Farm実験圃場

図 ― 遺伝子オントロジーを使った二生物種間の全遺伝子比較。
各点は遺伝子カテゴリを表し，赤はシロイヌナズナのみ，青はイネのみ，緑は両方に存在する遺伝子のカテゴリに相当します。
Figure ― Comparison of entire set of genes between Rice and Arabidopsis.
Each dot indicates the GO term. GO terms (red) indicate that associated genes are only found in Arabidopsis, GO terms (blue) only foundin rice and GO terms (green) found in both species.

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

知的財産室／新領域融合研究センター

Yukiko Yamazaki, and Sugawara, H.(2009). National BioResource
Project Information Center. Exp. Anim. 58, 75 - 84.

Yamazaki, Y., Niki, H. and Kato, J. (2008). Profiling of Escherichia
coli Chromosome Database. Methods in Molecular Biology 385-389.

Sato, K.,Shin-i,T.,Seki,M.,Shinozaki,K.,Yoshida,H.,Takeda,K.,Yamaza
ki,Y.,Conte,M.,Kohara,Y. (2009). Development of 5006 Full-Length
CDNAs in Barley: A Tool for Accessing Cereal Genomics Resources.
DNA Res.

山﨑由紀子 (2007). バイオリソース（生物遺伝資源）情報センター.
細胞工学 1446-1449.

Tsunewaki, K.,Matsuoka, Y.,Yamazaki, Y.,Ogihara, Y.(2008). Evolutionary dynamics of wheat mitochondrial gene structure with special
remarks on the origin and effects of RNA editing in cereals. Genes &Genetic Systems 83, 301 - 320.
44

研究活動

Research Activities

Watanabe, S., Mizoguchi, T., Aoki, K., Kubo, Y., Mori, H., Imanishi,S., Yamazaki, Y., Shibata, D. and Ezura, H. (2007). Ethylmethanesulfonate (EMS) mutagenesis of Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom
for large-scale mutant screens. Plant Biotechnology 24, 33-38.

小原研究室Kohara Group

小原雄治

安達佳樹

KOHARA, Yuji

ANDACHI, Yoshiki

D. Sc., Professor

D. Sc., Assistant Professor

教授 理博

Genome Biology Laboratory

助教 理博

線虫発生のゲノム生物学
Genome biology of C. elegans development

鹿児島 浩 KAGOSHIMA, Hiroshi
住吉英輔 SUMIYOSHI, Eisuke

野口浩毅 NOGUCHI, Kouki
平木秀明 HIRAKI, Hideaki

Experimental Farm実験圃場

図 ― 母性遺伝子 glp-1（ Notch ホモログ）の pos-1，spn-4遺伝子による翻訳調節。A）野生型胚，B）pos-1変異体，C）spn-4変異体の4細胞期胚の GLP-1抗体による染色。野生型では全割球に mRNA が存在するが，前側割球 Aba，ABp の細胞膜のみに GLP-1タンパク質が見られる。変異体での発現パターンから pos-1と spn-4遺伝子が逆向きの翻訳制御をおこなっていることがわかる。
Figure ― Translational control of glp-1 gene (a Notch homologue) by
pos-1 and spn-4 genes. 4-cell stage embryos of A) wild type, B)
pos-1, C) spn-4 were immunostained using anti-GLP-1 antibody.

Andachi, Y.(2008). A novel biochemical method to identify target
genes of individual microRNAs: Identification of a new Caenorhabditis elegans let-7 target, RNA, 14, 440-2451.

Yu, J-K., Satou, Y., Holland, N.D., Shin-I, T., Kohara, Y., Satoh, N.,
Bronner-Fraser, M. and Holland, L.Z. (2007). Axial patterning incephalochordates and the evolution of the organizer. Nature 445,613-617.

Kasahara, M., Naruse, K., Sasaki, S., Nakatani, Y., (and 31 people),
Takeda,H., Morishita, S. and Kohara, Y. (2007). The medaka draft

Kagoshima, H., Sawa, H., Mitani, S., Burglin, T.R., Shigesada, K. andKohara, Y. (2005). The C. elegans RUNX transcription factor
MAB-2/RNT-1 is required for asymmetrical cell division of the T
blast cell. Developmental Biology 287, 262-273.

研究活動

Research Activities

45

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

genome and insights into vertebrate genome evolution. Nature 446,714-719.
知的財産室／新領域融合研究センター

Putnam, H. et al. (and 37 people) (2008). The amphioxus genome andthe evolution of chordate karyotype, Nature 453, 1064-1071.

Kagoshima, H., Nimmo, R., Saad, N., Tanaka, J., Miwa, Y., Mitani, S.,
Kohara Y. and Woollard, A.(2007). The C. elegans CBFb homologue
BRO-1 interacts with the Runx factor, RNT-1, to promote stem cellproliferation and self-renewal. Development 134, 3905-3915.

Center for Frontier Research
新分野創造センター

博士研究員・特任研究員 Postdoc / Project Researcher

Center for Information Biology and DNA Data Bank of JapanWe are performing a systematic analysis of expression andfunction of the genome of the nematode C.elegans, aiming
at understanding of the genetic program for development
and ultimately at reconstructing development in the computer. We have already identified 14,000 genes throughEST project, and have analyzed their expression patterns
by using of whole mount in situ hybridization and theirfunction by RNAi. All the information has been integrated in
NEXTDB "http://nematode.lab.nig.ac.jp/" Based on theinformation, we are conducting the following studies;⃝Mechanisms of translational control of maternal mRNAs⃝Clustering analysis of gene expression patterns⃝Systematic identification of regulatory elements of genes⃝Computer modeling of early embryogenesis⃝Comparative genomics using closely related nematodes
We are operating the DNA sequencing center to perform
comparative genomics using various key organisms inevolution and their closely related species "http://dolphin.lab.nig.ac.jp/".

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター「ゲノム情報から個体がどうやってできるのか？」そのメカニズム解明、そして究極的にはコンピュータ上での再現をめざして、線虫 C.elegans を用いて基盤的な情報を網羅的に得る作業と個別的な研究をバランスよく有機的に進めます。基盤情報としてはcDNAプロジェクト、RNAi、抗体作成などによって機能解析を進め、「どの遺伝子が、
いつ、どの細胞で、何をしているか」というゲノムの発現・機能データベース NEXTDB（"http://nematode.lab.
nig.ac.jp/"）に統合化しています。これらの情報を最大限活用した個別研究では、以下のテーマを進めています。
⃝細胞運命決定に関わる母性遺伝子の翻訳制御メカニズム⃝遺伝子発現クラスタリング解析と遺伝子カスケード解析⃝細胞特異的発現調節領域の同定と発生の遺伝子制御機構⃝初期胚発生の計算機モデル化⃝近縁種の発生パターンと遺伝子発現パターンの比較解析
さらに DNA シーケンシングセンターを運営し、進化上重要な生物やその近縁種などについての比較ゲノム研究も進めています（"http://dolphin.lab.nig.ac.jp/"）。

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

生物遺伝資源情報研究室 http://www.nig.ac.jp/labs/GenBiol/Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

比較ゲノム解析研究室 http://www.dc-bio.nii.ac.jp/（準備中）

Comparative Genomics

藤山研究室

Fujiyama Group

藤山秋佐夫

豊田

敦

FUJIYAMA, Asao

TOYODA, Atsushi

D. Sc., Professor

D. Sc., Associate Professor

教授 理博

特任准教授 博（理）ゲノムの多様性と特異性についての高精度解析研究
High-throughput and high-quality analyses on the variance and specificity of genomesCenter for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

ゲノム DNA の構造情報は，生命現象を説明するために使われる最も基本的で確実なデータの代表です。DNA の一次構造は，AGCT ４種類のヌクレオチドの配列で表現される文字列として取り扱えるため早くから電子化されており，DDBJ を代表とするデータベースが，現代の生物学者にとって欠くべからざる研究資源となっています。
しかし，計算機ターミナルの前に座っているだけでは，新しい情報は出てきません。本研究室は，ゲノム構造の積極的な解読を通じて生命現象の原理原則を理解することを目標に，平成２０年４月から本格的な活動を開始しました。私たちがめざすのは，進化系統のポイントとなる
生物種，極限環境下で特異なライフサイクルを送っている生物種，近縁種間，同一種内の集団間や個体間のゲノムを最新の技術を駆使して比較解読することにより，地球に出現した豊かな生物相が示すさまざまな生命活動を
ゲノムの切り口から理解することです。当面の研究課題としては，霊長類の比較ゲノム研究，極地や深海といった極限環境に生息する生物のゲノム解読，そして私たち
自身，つまりヒトのゲノム構成についてのより深い理解を目的としたゲノム研究などを計画しています。

Nucleotide sequences are one of the most basic and reliabledata that can be used to explain biological phenomena. The
primary structure of DNA is written as an array of the combination of four nucleotides designated as A, G, C and T; in otherwords, it can be treated as a string of four characters in anelectronic DNA database such as DDBJ. These nucleotide data,
particularly after the publication of human genome structure, areoften called as a treasure-trove and provide richest resources
for biological researches. However, it is also very difficult to
uncover new findings if you only try to obtain them from yourcomputer terminal. The comparative genomics laboratory wasactivated since April 2008 aiming at the understanding of basics
and rules of biological phenomena based on active reading andanalyses of genome structures of interest. Currently, we areplanning to analyze genomes of organisms positioned on the
branch point of the evolutionary tree of life, those living in theextreme environmental conditions, and deeper understanding ofour genomes.

Center for Frontier Research
新分野創造センター

図 ― ヒト21番染色体長腕サブテロメア領域のクローン DNA をプ
ローブに用いた FISH 解析画像。ヒト（左）およびゴリラ（右）Figure ― FISH analysis using human DNA isolated from the subtelomeric region of human chromosome 21q. Human (left) and gorilla(right) chromosomes are shown.

Experimental Farm
実験圃場Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

知的財産室／新領域融合研究センター

Todd D. Taylor, Hideki Noguchi, Yasushi Totoki, Atsushi Toyoda,
Yoko Kuroki, KenDewar, Christine Lloyd, Takehiko Itoh, Tadayuki
Takeda, Dae-Won Kim, Xinwei She, Karen F Barlow, Toby Bloom,
Elspeth Bruford, Jean L. Chang, Christina A. Cuomo, Evan Eichler,
Michael G. FitzGerald, David B. Jaffe, Kurt LaButti, Robert Nicol,
Hong-Seog Park, Christopher Seaman, Carrie Sougnez, Xiaoping
Yang, Andrew R. Zimmer, Michael C. Zody, Bruce W. Birren, Chad
Nusbaum, Asao Fujiyama, Masahira Hattori, Jane Rogers, Eric S.
Lander and Yoshiyuki Sakaki. (2006). Human chromosome 11 DNA
sequence and analysis including novel gene identification. Nature
440, 497-500.
Yoko Kuroki, Atsushi Toyoda, Hideki Noguchi,, Todd D. Taylor,
Takehiko Itoh, Dae-Soo Kim, Dae-Won Kim,, Sang-Haeng Choi, IlChul Kim, Han Ho Choi, Yong Sung Kim, Yoko Satta, Naruya
Saitou, Tomoyuki Yamada, Shinichi Morishita, Masahira Hattori,,
Yoshiyuki Sakaki, Hong-Seog Park, and Asao Fujiyama. (2006).
Comparative analysis of chimpanzee and human Y chromosomes
unveils complex evolutionary pathway. NatureGenetics 38, 158-167.
Hongoh Y, Sharma VK, Prakash T, Noda S, Toh H, Taylor TD, Kudo
T, Sakaki Y, Toyoda A, Hattori M, Ohkuma M. (2008). Genome of anendosymbiont coupling N2 fixation to cellulolysis withinprotist cells
in termite gut. Science 322, 1108-1109.
P u t n a m N H , B u t t s T, F e r r i e r D E , F u r l o n g R F, H e l l s t e n U ,Kawashima T, Robinson-Rechavi M, Shoguchi E, Terry A, Yu JK,
Benito-Gutie´rrez EL, Dubchak I, Garcia-Ferna`ndez J, GibsonBrown JJ, Grigoriev IV, Horton AC, de Jong PJ, Jurka J, Kapitonov
VV, Kohara Y, Kuroki Y, Lindquist E, Lucas S, Osoegawa K, Pennacchio LA, Salamov AA, Satou Y, Sauka-Spengler T, Schmutz J, Shin-I
T, Toyoda A, Bronner-Fraser M, Fujiyama A, Holland LZ, Holland
PW, Satoh N, Rokhsar DS. (2008). The amphioxus genome and theevolution of the chordate karyotype. Nature 453, 1064-1071.
STAR Consortium; Saar K, Beck A, Bihoreau MT, Birney E, Brocklebank D, ChenY, Cuppen E, Demonchy S, Dopazo J, Flicek P, Foglio
46

研究活動

Research Activities

M, Fujiyama A, Gut IG, Gauguier D, Guigo R, Guryev V, Heinig M,
Hummel O, Jahn N, Klages S, Kren V, Kube M, Kuhl H, Kuramoto
T, Kuroki Y, Lechner D, Lee YA, Lopez-Bigas N, Lathrop GM,
Mashimo T, Medina I, Mott R, Patone G, Perrier-Cornet JA, Platzer
M, Pravenec M, Reinhardt R, Sakaki Y, Schilhabel M, Schulz H, Serikawa T, Shikhagaie M, Tatsumoto S, Taudien S, Toyoda A, Voigt B,
Zelenika D, Zimdahl H, Hubner N. (2008). SNP and haplotype mapping for genetic analysis in the rat. Nat Genet. 40, 560-566.
Watanabe T, Totoki Y, Toyoda A, Kaneda M, Kuramochi-Miyagawa
S, Obata Y, Chiba H, Kohara Y, Kono T, Nakano T, Surani MA,
Sakaki Y, Sasaki H.(2008). Endogenous siRNAs from naturally
formed dsRNAs regulate transcripts in mouse oocytes. Nature 453,
539-543.
Stefan A. Rensing, Daniel Lang, Andreas D. Zimmer, Astrid Terry,
Asaf Salamov, Harris Shapiro, Tomoaki Nishiyama, Pierre-François
Perroud, Erika Lindquist, Yasuko Kamisugi, Takako Tanahashi,,
Keiko Sakakibara, Tomomichi Fujita, Kazuko Oishi, Tadasu Shin-I,
Yoko Kuroki, Atsushi Toyoda, Yutaka Suzuki, Shin-ichi Hashimoto,Kazuo Yamaguchi,, Sumio Sugano, Yuji Kohara,, Asao Fujiyama,,,Aldwin Anterola, Setsuyuki Aoki, Neil Ashton, W. Brad Barbazuk,
Elizabeth Barker, Jeffrey L. Bennetzen, Robert Blankenship, Sung
Hyun Cho, Susan K. Dutcher, Mark Estelle, Jeffrey A. Fawcett,
Heidrun Gundlach, Kousuke Hanada,, Alexander Heyl, Karen A.
Hicks, , Jon Hughes, Martin Lohr, Klaus Mayer, Alexander Melkozernov, Takashi Murata,, David Nelson, Birgit Pils, Michael Prigge,
Bernd Reiss, Tanya Renner, Stephane Rombauts, Paul Rushton,
Anton Sanderfoot, Gabriele Schween, Shin-Han Shiu, Kurt Stueber,Frederica L. Theodoulou, Hank Tu, Yves Van de Peer, Paul J. Verrier,Elizabeth Waters, Andrew Wood, Lixing Yang, David Cove,, Andrew
C. Cuming, Mitsuyasu Hasebe,,, Susan Lucas, Brent D. Mishler, Ralf
Reski, Igor V. Grigoriev, Ralph S. Quatrano*, Jeffrey L. Boore.
(2008) The genome of the moss Physcomitrella patens reveals evolutionary insights into the conquest of land by plants, Science 319,
64-69.

前島研究室Maeshima Group

前島一博

教授 博士（医学）MAESHIMA, Kazuhiro
D. Med., Professor

ゲノムクロマチンの折り畳み構造とダイナミクス
3D-organization and dynamics of human genome chromatin

Center for Frontier Research
新分野創造センター

図 ― 私たちの解析結果では、分裂期染色体の中には教科書に載っているような30nm クロマチン繊維が存在せず（A）、11nm のヌクレ
オソーム繊維が不規則に折り畳まれていることが明らかになった（B）。

Yahata, K., Maeshima, K., Sone, T., Ando, T., Okabe, M., Imamoto,N., and Imamoto, F. (2007). cHS4 insulator-mediated alleviation ofpromoter interference during cell based expression of tandemly associated transgenes. Journal of Molecular Biology 374, 580-590.
Maeshima, K., Yahata, K., Sasaki, Y., Nakatomi, R., Tachibana, T.,
Hashikawa, T., Imamoto, F. and Imamoto, N. (2006). Cell cycle
dependent dynamics of nuclear pores: pore-free island and lamins.
Journal of Cell Science 119, 4442-4451.
Maeshima, K., Eltsov, M. and Laemmli, U.K. (2005). Chromosome
Structure: Improved Immuno-labeling for Electron Microscopy.
Chromosoma 114, 365-375.

研究活動

Research Activities

47

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

Wendt, K.S., Yoshida, K., Itoh, T., Bando, M., Koch, B., Schirghuber,E., Tsutsumi, S., Nagae, G., Ishihara, Ko., Mishiro, T., Yahata, K.,
Imamoto, F., Aburatani, H., Nakao, M., Imamoto, N., Maeshima, K.,
Shirahige, K., and Peters, J.-M. (2008). Cohesin is required for thetranscriptional insulator function of CTCF binding sites. Nature(Article) 451, 796-801.

知的財産室／新領域融合研究センター

Eltsov, M., MacLellan, K.M., Maeshima, K., Frangakis, A.S., andDubochet, J. (Three authors equally contributed.) (2008). Analysis of
cryo-electron microscopy images does not support the existence of
30-nm chromatin fibers in mitotic chromosomes in situ. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 105, 19732-19737.

Experimental Farm実験圃場

Figure ― In our structural study by cryo-EM, we did not find any
higher-order structures in mitotic chromosomes, or even 30-nm chromatin fibers (A), but just a uniform disordered texture (B). We thus
propose that mitotic chromosomes consist of 11-nm nucleosome
fibers folded irregularly.

Nishino, Y., Takahashi, Y., Imamoto, N., Ishikawa,T., and Maeshima,
K. (2009). Three-Dimensional Visualization of a Human Chromosome Using Coherent X-ray Diffraction. Physical Review Letters
102, 18101 (4 pages)

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

Our research interest lies in determining how a long string ofgenomic DNA is three-dimensionally organized in mitotic chromosomes and the nucleus, and how the organized genome
functions during cellular proliferation, differentiation, and development. We are using a novel combination of molecular cellbiology and biophysics to elucidate 3D-organization anddynamics of human genome chromatin. Current on-going projects are as follows:⃝Analysis of chromatin dynamics in nuclei and mitotic chromosomes by quantitative live-cell imaging.
⃝Structural study of nuclei and mitotic chromosomes by X-ray
scattering and cryo-electron microscopy.
⃝Understanding of nuclear assembly and growth mechanisms
during cell-cycle.

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

本年度発足の本研究室では、「ヒトゲノム DNA が核や染色体のなかに、三次元的にどのように折り畳まれ、そしてどのようにゲノムが機能しているのか？」を研究している。最近、染色体内のクロマチンがとても不規則な形
で折り畳まれていることを発見した。今後、この知見を、遺伝子発現、さらには発生分化など、幅広い研究につなげていく予定である。細胞生物学に、定量的ライブイメー
ジング、クライオ電子顕微鏡解析や X 線散乱解析などの物理化学的な手法を組み合わせて、ユニークな研究を目指している。
現在進めている主な研究テーマ⃝定量的ライブイメージングを用いたクロマチンダイナ
ミクスの解析
⃝ X 線散乱とクライオ電顕を用いたヒト細胞核と分裂期
染色体のクロマチンの高次構造解析⃝細胞周期における「ゲノムの入れ物」細胞核の構築メ
カニズムの解析

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

生体高分子研究室 http://www.nig.ac.jp/section/maeshima/maeshima-j.html Laboratory for Biological Macromolecules

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

超分子機能研究室 http://www.nig.ac.jp/labs/BioMech/JshimaLab.html

Molecular Biomechanism Laboratory

嶋本研究室 Shimamoto Group

嶋本伸雄

中山秀喜

SHIMAMOTO, Nobuo

NAKAYAMA, Hideki

D. Sc., Professor

D. Eng., Assistant Professor

教授 理博

特任助教 工博A close examination of the objects is our principle (in a teatime)

遺伝子発現のナノバイオロジー：調節のメカニズムを分子の動きで
Nanobiology of gene expression: mechanism in terms of molecular motions

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

Center for Frontier Research
新分野創造センター

ナノバイオロジーは，生物現象を分子の動きと形として理解する生物学です。転写や翻訳では，RNA ポリメ
ラーゼやリボソームという分子機械が，DNA 上の遺伝情報を RNA やタンパク質に変換し，さらにさまざまな調節の中心としても働いています。私達の目標は，分子の動きを追跡するだけではなく，調節機構を，ミクロ世界の言葉で概念として明らかにする生物学です。
タンパク質が DNA 上を，DNA の溝をたどりながら滑り，連続的に塩基配列を読めることは，我々が初めて証明しました。また，DNA 上の滑りによる新しい調節機構を発見しました。さらに転写開始時に，RNA ポリメラー
ゼの一部が失活してしまう現象を発見し，これが分子メ
モリーによる新しい転写調節機構であることを見つけました。我々の現在の挑戦は，翻訳の１分子系を構築して，長年の謎である翻訳終結でのリボソームの解離の順序を決定すること，転写開始を可能にするプロモーターが，どのような分子間相互作用から構成されるのか？なぜ遺伝子発現の分子機械は読み誤りが少ないのか？という問題に挑戦しています。
以上は基礎科学としての研究ですが，ナノバイオテク
ノロジーという社会と関連する境界領域に，ナノバイオ
ロジーを展開する目的で，細胞内の物質濃度を変えて，生理的変化を観察するために，ダイヤモンド針の上に，生体高分子構造物を作って，細胞の中に差し込む技術を開発しています。

We have been working in nanobiology, which is descriptionof the physiology in terms of movements of molecules. By
combining single-molecule techniques and nano-manipulation with molecular biology, we have proren the existenceof protein sliding along DNA with tracking a DNA groove,and found the regulation by sliding. We also proved that afraction of initiating RNA polymerase is inactivated and thisinactivation is a part of regulatory mechanism of transcription initiation, which established the concept that thesequence of chemically essential steps may be modified
by branched and non-purposive reaction in vivo.
We are determining the order of dissociation of ribosome-mRNA complex upon termination by constructing asingle-molecule translation system. The order is critical forthe following fates of ribosome, either re-initiation or formation of 100S for stationary state, because initiation
requires dissociation of 70S while 100S formation requires
two undissociated 70S particles. In addition, we are trying
to make a functional SELEX for E. coli promoters.

Experimental Farm実験圃場

博士研究員 Postdoc

今清水正彦 IMASHIMIZU, Masahiko
藤田龍介 FUJITA, Ryosuke

雨宮陽介 AMEMIYA, Yosuke

図 ― 翻訳終結の１分子ダイナミクス：70S リボソームを30S 部分
で固定して，翻訳が終結したときに mRNA か50S かどちらが先に解離するかを決定した。
Figure ― After translation reaction, the mRNA remained for yellow
arrows, 50S subunit remained for white ones, and neither for sky blue
ones.

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

知的財産室／新領域融合研究センター

Amemiya, Y., Hatakeyama, A., and Shimamoto, N. (2008). Aminosilane Multilayer Formed on Single-Crystalline Diamond Surface with
Controlled Nanoscopic Hardness and Bioactivity by Wet Process.
Langmuir, 25, 1, 203-209
Susa, M., Kubori, T. and Shimamoto, N. (2006). A pathway branchingin transcription initiation in escherichia coli. Mol. Microbiol. 59,
1807-1817.
Sakata-Sogawa, K. and Shimamoto, N. (2004). RNA polymerase cantrack a DNA groove during promoter search. Proc. Nat. Sci. USA.
48

研究活動

Research Activities

101, 14731-14735.
Part C: Vol. 371, p50-70, Elsevier Science.
Shimamoto, N. (1999). One dimensional diffusion of proteins along
DNA: its biological and chemical significance revealed by singlemolecule measurements. J. Biol. Chem. 274, 15293-15296.
Kabata, H. et al. (1993) Visualization of single molecules of RNApolymerase sliding along DNA. Science 262, 1561-1563.
嶋本伸雄編.(2005).ナノバイオ入門 サイエンス社

Biomolecular Structure Laboratory

白木原研究室 Shirakihara Group

白木原康雄

伊藤

SHIRAKIHARA, Yasuo

ITO, Hiroshi

D. Sc., Associate Professor

D. Sc., Assistant Professor

准教授 理博啓

助教 博（理）X 線結晶解析を用いたタンパク質作用機序の解明
Mechanism-oriented protein structure determination by X-ray diffraction

Center for Frontier Research
新分野創造センター
Experimental Farm実験圃場

βサブユニットは黄図 ― F1-ATPase α3β3γε複合体の三次元構造。
αオレンジ，
γ青，ε赤で示す。新規の，ヌクレオチド結合状態とε
色，サブユニットのコンホメーション，が特徴。
Figure ― A schematic representation of structure of α3β3γε complex of F1-ATPase. β-subunits are shown in yellow, α-subunits red, γcyan and ε magenta. The structure shows a novel nucleotide occupancy (one nucleotide bound β-subunit) and a novel conformation ofthe ε-subunit (‘up’ state).

Shiroishi,M., Kuroki,K., Tsumoto, K., Yokota,A., Sasaki,T.,
Amano,K., Shimojima, T., Shirakihara,Y., Rasubala,L., P. Anton vander Merwe,Kumagai,I., Kohda,D., Maenaka,K. (2006) Entropically-

Maenaka,K. ,Fukushi,K, Aramaki,H.,Shirakihara,Y. (2005) Expression, crystallization and preliminary diffraction studies of thePseudomonas putida cytochrome P-450cam operon repressor CamR
Acta Crystallogr. F61 796 – 798.
Itou, H., Okada, U., Suzuki, H., Yao, M., Wachi, M., Watanabe, N.,
Tanaka, I. (2005) The CGL2612 protein from Corynebacterium glutamicum is a drug resitance-related transcriptional repressor J. Biol.
Chem. 280, 46 38711 – 38719.

研究活動

Research Activities

49

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

Yoshimune,K.,Shirakihara, Y., Shiratori, A., Wakayama,M., Chantawannakul. P.,Moriguchi,M. (2006) Crystal structure of a major
fragment of the salt-tolerant glutaminase from Micrococcus luteus
K-3 BioChem Biophys Res Commun. 346, 1118 – 1124.

driven MHC class I recognition by human inhibitory receptor Leukocyte Ig-like receptor B1 (LILRB1/ILT2/CD85j) J Mol Biol 355, 237248
知的財産室／新領域融合研究センター

Murakami,K.,Stewart M., Nozawa K., Tomii K.,Kudou N.,IgarashiN., Shirakihara Y., Wakatsuki S., Yasunaga T., and Wakabayashi T.
(2008) Structural basis for tropomyosin overlap in thin (actin) filaments and the generation of a molecular swivel by troponin-T Proc.
Natl. Acad. Sci. 105, 7200 - 7205

Center for Information Biology and DNA Data Bank of JapanWe are working on protein structure determination using
X-ray diffraction techniques, in order to understand theworking mechanism of the proteins that are broad in biological function spectrum, but are each with the unique andinteresting action mechanism. The proteins under current
investigation include: the sub-complexes of F1-ATPase,
ATP synthase, bacterial transcription factors, human transcription factors, a chromosome relocator Kid, salt-tolerant
glutaminase. and centromere proteins. Some of those targets have exhibited extreme difficulties.
To understand the unique rotational catalysis mechanism of ATP synthase, we have been extending the structural study from the α3β3 sub-assembly to upper subassemblies. The α3β3γε sub-complex has provided aunique opportunity to look at F1 structure with a uniquenucleotide occupancy i.e. nucleotide bound to a single
catalytic β−δυνιτ. Also, we have now got ATP synthase crystals. PhzR protein, a P. aeruginosa transcriptional factor, and E. coli YmcB protein are under investigation using the MAD approach. Fragments of Kid,transcription factors from both prokaryotes and eukaryotes and centromere proteins have been examined forcrystals. The structures of the C terminal domain of E. colitranscription factor PhoB and salt-tolerant glutaminase
have been solved recently.

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

構造生物学の立場から見て重要なタンパク質，その集合体（超分子）の立体構造を決定します。生命を支える
様々な機構を分子レベルで理解するためには，そこで働くタンパク質を中心とした分子の立体構造の知識が重要な役割を果たすからです。更に，例えばリガンドが結合してタンパク質の状態が変化した時に起こる構造変化を追跡することによって，作用機序の直接の理解することも目指します。
当研究室ではそのために X 線結晶回折法を用います。
実際には，まず標的分子が規則正しく並んだ結晶を作ります。次にその結晶に X 線をあてて回折模様を記録します。最後に回折模様をコンピューターで解析して立体構造を決定します。
現在，以下の分子の構造解析を行っています。
⃝F1-ATPase，ATP 合成酵素
⃝大腸菌，緑膿菌転写因子群⃝大腸菌染色体・プラスミド分配タンパク⃝ヒト転写因子群⃝染色体移送タンパク Kid⃝耐塩性グルタミナーゼ⃝セントロメア構成タンパク質
これら多岐にわたる標的タンパク質は，それぞれが興味深い固有の作動機構を持っています。またこれらの中には解析が非常に困難であった巨大分子 F1-ATPase，膜巨大酵素 ATP 合成酵素などが含まれています。

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

超分子構造研究室 http://133.39.80.79/

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

遺伝子回路研究室 http://www.nig.ac.jp/labs/GenNetwk/kairo-hp/home/index.html

鈴木研究室

Suzuki Group

鈴木えみ子

來栖光彦

SUZUKI, Emiko

KURUSU, Mitsuhiko

准教授 博
（医）

Gene Network Laboratory

助教 博（理）D. Med., Associate Professor D. Sc., Assistant Professor

神経回路形成の分子・細胞メカニズム
Molecular and cellular mechanisms for neural network formation

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

Center for Frontier Research
新分野創造センター

私達の行動や思考は脳神経系において神経細胞が精妙な回路を形成することによって成り立っています。当研究室では神経回路の形成機構を，比較的単純な神経系を持ちながら多様な学習・記憶及び行動様式が知られているショウジョウバエを用いて研究しています。分子遺伝学の手法と共焦点顕微鏡や電子顕微鏡による形態解析法を駆使し，以下の課題に取り組んでいます。
⃝シナプス形成：シナプス結合の標的特異性やシナプス伝達の強度を制御している蛋白質を，遺伝子の異所発現による異常をスクリーニングすることにより同定し，
詳細な機能解析を行っています。
⃝神経層形成：分担された機能に応じた神経層の形成が局所神経回路の成立に重要であることが知られています。ショウジョウバエの学習・記憶中枢であるキノコ
体を用いて神経層形成の遺伝子制御機構を解析しています。
⃝細胞内シグナル伝達：細胞内シグナル伝達系による刺激の細胞膜電位変化への変換は神経伝達の重要な要素です。網膜の光受容ニューロンを用いて、シグナル伝
達分子の細胞内配置や機能発現の遺伝子機構を解析しています。

Precise connectivity in neural networks is the basis for our
behavior and thought. We are studying genetic and cellularmechanisms underlying neural connectivity in Drosophilamelanogaster, which shows variety of learning/memory orother behaviors with a relatively simple nervous system.
By combination of molecular genetics and high-resolution
imaging analysis, we are tackling following issues.
⃝Synapse formation: We have identified cell-surface proteins involved in the establishment of specific synaptic
connectivity, by ectopic gene-expression screening.
Their molecular functions are currently studied in detail.
⃝Neural lamina formation: Laminar structures are important for the establishment of local neuronal circuits. We
are studying gene regulatory mechanism for lamina formation in mushroom bodies, a learning and memory
center.
⃝Signal transduction: Intracellular signaling that transduces the external stimuli to electrical information is a
crucial element for neuronal function. We are studying
this issue using photoreceptor neurons.

博士研究員 Postdoc

矢野弘之 YANO, Hiroyuki

小林百合 KOBAYASHI, Yuri

Experimental Farm実験圃場

図 ― ショウジョウバエ神経系の特異抗体による染色像。
左図：幼虫の脳。キノコ体（緑）と視覚葉（赤）が発達している。右図：運動神経終末（緑）。挿入図：シナプスの電子顕微鏡写真。
Figure ― Drosophila nervous system stained with specific antibodies. Left panel: Larval brain. Mushroom bodies (green) and optic
lobes (red) are highlighted. Right panel: Motoneuron terminal (green).
Inset: Electron micrograph of a synapse.

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

知的財産室／新領域融合研究センター

Kurusu, M., Maruyama, Y., Adachi, Y., Okabe, M., Suzuki, E., andFurukubo-Tokunaga, K. (2009). A conserved nuclear receptor, Tailless, is required for efficient proliferation and prolonged maintenanceof mushroom body progenitors in the Drosophila brain. Dev. Biol.
326, 224-236.
Kurusu, M,. Cording, A., Taniguchi, M., Menon, K., Suzuki, E., andZinn, K. (2008). A screen of cell-surface molecules identifies leucinerich repeat proteins as key mediators of synaptic target selection.
Neuron 59, 972-985.
Kurusu, M., and Zinn, K. (2008). Receptor tyrosine phosphatases
50

研究活動

Research Activities

regulate birth order-dependent axonal fasciculation and midline
repulsion during development of the Drosophila mushroom body.
Mol.Cell Neurosci. 38, 53-65.
Xu, H., Lee, S.-J., Suzuki, E., Dugan K. D., Stoddars, A., Li, H.-S.,
Chodosh,L.A., and Montell C. (2004) . A lysosomal tetraspanin associated with retinal degeneration identified via a genome-wide screen.
EMBO J. 23, 811-822.
鈴木えみ子.(2004). 標的認識分子から見たシナプス形成機構. 細胞 36, 66-69.

Laboratory for DNA Data Analysis

Gojobori Group

五條堀研究室

五條堀 孝

池尾一穂

鈴木善幸

福地佐斗志

GOJOBORI, Takashi

IKEO, Kazuho

SUZUKI, Yoshiyuki

FUKUCHI, Satoshi

D. Sc., Professor

D. Sc., Associate Professor

M. D., Ph. D., Assistant Professor D. Sc., Assistant Professor

教授 理博

准教授 理博

助教 博
（理）博
（医）

助教 博
（理）

ゲノム配列データと遺伝子発現から見た分子進化学，生命情報学
Study for molecular evolution and information biology using genome sequence and gene expression profile

金城その子 KINJO, Sonoko
小林由紀 KOBAYASHI, Yuki
佐藤俊輔 SATO, Shunsuke
高久康春 TAKAKU, Yasuharu
中川 草 NAKAGAWA, So
早川志帆 HAYAKAWA, Shiho
劉 慶信 LIU, Qing-Xin

Center for Frontier Research
新分野創造センター

Day, Mitchell Dean
Clemente, Jose C.
Cornero, Andrea
Hua, Ngoc-Phuc
Hwang, Jung-Shan
Squillario, Margherita

Research Activities

51

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

研究活動

知的財産室／新領域融合研究センター

Hwang, J. S., Ohyanagi, H., Hayakawa, S., Osato, N., NishimiyaFujisawa, C., Ikeo, K., David, C. N., Fujisawa, T., and Gojobori, T.
(2007) The evolutionary emergence of cell type-specific genes
inferred from the gene expression analysis of Hydra. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 104, 14735-14740.
Wang, HY., Chien, HC., Osada, N., Hashimoto, K., Sugano, S., Gojobori, T., Chou, CK., Tsai, SF., Wu, CI. and Shen CK. (2007). Rate of
Evolution in Brain-Expressed Genes in Humans and Other Primates.
PLoS Biology 5, e13.
Makino, T. and Gojobori, T. (2006). The evolutionary rate of a protein
is influenced by features of the interacting partners. Mol. Biol. Evol.
23 (4), 784-789.
Nakamura, Y., Itoh, T., Matsuda, H. and Gojobori, T. (2004). Biased
biological functions of horizontally transferred genes on 324,653
open reading frames of 116 prokaryotic complete genomes. Nature
Genetics 36, 760-766

Experimental Farm実験圃場

図 ― 多細胞生物でも非常に原始的とされる刺胞動物のヒドラの細胞種ごとの遺伝子発現パターンを調べるため，cDNA チップを作成した。神経細胞や感覚細胞などに特異的に発現する100個以上の遺伝子の同定に成功した。このように，神経系や視覚システムの進化的起源を調べるため，他にプラナリア，ホヤ，洞穴魚などの cDNA チップも作成している。
Figure ― A Hydra cDNA chip is constructed to analyze the gene
expression pattern of various cell types in Hydra. We have collected
more than 100 cell-type specific genes including those expressed innerve and sensory cells. In addition, we also develop cDNA chips forplanarian, turnicate and cave fish to study the gene expression profile
of nervous system and visual system.

Komiyama T, Kobayashi H, Tateno Y, Inoko H, Gojobori T, Ikeo K.
(2009) An evolutionary origin and selection process of goldfish.
Gene 430, 5-11.
Akihito, Fumihito A, Ikeda Y, Aizawa M, Makino T, Umehara Y, Kai
Y, Nishimoto Y, Hasegawa M, Nakabo T, Gojobori T. (2008) Evolution of Pacific Ocean and the Sea of Japan populations of the gobiid
species, Pterogobius elapoides and Pterogobius zonoleucus, based onmolecular and morphological analyses. Gene 427, 7-18.
Howe D, Costanzo M, Fey P, Gojobori T, Hannick L, Hide W, Hill
DP, Kania R, Schaeffer M, St Pierre S, Twigger S, White O, Yon Rhee
S. (2008) Big data: The future of biocuration. Nature 455, 47-50.
Hwang JS, Takaku Y, Chapman J, Ikeo K, David CN, Gojobori T.
(2008) Cilium evolution: identification of a novel protein, nematocilin, in the mechanosensory cilium of Hydra nematocytes. Mol. Biol.
Evol. 25, 2009-2017.

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

博士研究員・特任研究員 Postdoc / Project Researcher

In order to understand the evolutionary mechanisms of living organisms, we conduct both wet-lab experiments anddata analyses by use of genome sequences and gene
expression profiles. Currently ongoing research projects
are as follows:⃝Gene expression profiling of planarian brains and hydra
neural cells to understand the evolution of brain andneural systems.
⃝Comparative genomics of higher organisms to trace theevolutionary process of genomes.
⃝Identification of horizontal gene transfer by complete
genome comparisons of bacteria by grid computing.
⃝Molecular evolution of pathogenic viruses.
⃝Evolution of eye structures and their gene expression.
⃝Development of statistical methods for detecting positive selection.
⃝3D visualized and integrated database of biosystems.
⃝Construction of bio-platform for the genome network
project.

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

本研究室では，生物の進化機構を解明するためバイオインフォマティクスと分子進化学の両方の立場から，実験的研究および計算機を用いた遺伝情報の解析を行っています。現在進めているおもな研究課題は，⃝脳・神経系の進化過程を解明するため，EST 配列決定と DNA チップを用いたヒドラ神経細胞やプラナリア脳での遺伝子発現様式の研究⃝高等生物におけるゲノム遺伝子構成の進化⃝水平遺伝子移行の検出⃝ウイルスの分子進化⃝遺伝子発現からみた眼の構造の進化⃝正の自然選択の検出法の開発⃝脳などの生体の３次元可視化統合データベースの構築⃝ゲノムネットワークとその情報プラットホーム構築などがあります。

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

遺伝情報分析研究室 http://www.cib.nig.ac.jp/dda/home-jGenetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

データベース運用開発研究室＋大量遺伝情報研究室 Laboratory for Research and Development of Biological Databases and Laboratory of Genome Informatics

高木・中村グループ

Takagi and Nakamura Group

高木利久

中村保一

TAKAGI, Toshihisa

NAKAMURA, Yasukazu KAMINUMA, Eli

D. Eng., Professor

D. Sc., Professor

教授 工博

教授 博士（理）

神沼英里

助教 博士
（工）
D. Eng., Assistant Professor

生物研究の基盤データベースとしての DDBJ 事業の推進
Promotion of DDBJ as an infrastructure database for lifescience
高速かつ大量に決定されつつある塩基配列情報は、生物学のあらゆる分野で活用されなければならない情報基盤です。しかし情報の爆発的な大容量化によって、デー
タベースからの実験生物学者への情報提供は難しさを増しており、また配列注釈の不足や特徴情報の記載の誤りの増幅も問題となってきています。
高木研究室と中村研究室は、一体的な研究室運営のもCenter for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センターとで日本 DNA データバンク（DDBJ）業務担当研究室とUltra high-throughput sequencing technologies allow biologists
to obtain larger amounts of nucleotide sequence data withhigher throughput at a lower cost. To utilize vast amount of DNA
sequence data as an infrastructure for every field of lifescience
research, reliable database operation and high-quality annotation supply are essential. As the core part of DNA Data Bank ofJapan (DDBJ), Takagi and Nakamura laboratories united in an
attempt 1) to develop advanced database management systems, and 2) to improve quality of the content of DDBJ.

して、データベース運用の高度化と配列注釈の質の向上にとりくんでいきます。

Center for Frontier Research
新分野創造センター
Experimental Farm実験圃場

Iwasaki, W. and Takagi, T. (2009). Rapid Pathway Evolution Facilitated by Horizontal Gene Transfers across Prokaryotic Lineages.
PLoS Genetics 5 (3): e1000402.

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

知的財産室／新領域融合研究センター

Ishii, N., Koike, A., Yamamoto, Y. and Takagi, T (2008). Figure Classification in Biomedical Literature towards Figure Mining. IEEE
International Conference on Bioinformatics and Biomedicine 263269.
Sato, S., Nakamura, Y., Kaneko, T., Asamizu, E., Kato, T., Nakao, M.,
Sasamoto, S., Watanabe, A., Ono, A., Kawashima, K., Fujishiro, T.,
Katoh, M., Kohara, M., Kishida, Y., Minami, C., Nakayama, S., Nakazaki, N., Shimizu, Y., Shinpo, S., Takahashi, C., Wada, T., Yamada, M.,
Ohmido, N., Hayashi, M., Fukui, K., Baba, T., Nakamichi, T., Mori,
H. and Tabata, S, (2008). Genome Structure of the Legume, Lotus
japonicus. DNA Res. 15, 227-239.
52

研究活動

Research Activities

Shimoda, Y., Shinpo, S., Kohara, M., Nakamura, Y., Tabata, S. andSato, S (2008). A Large Scale Analysis of Protein-Protein Interactionsin the Nitrogen-fixing Bacterium Mesorhizobium loti. DNA Res. 15,
13-23.
Kaminuma, E., Masuya, H., Miura, I., Motegi, H., Takahashi, K. R.,
Nakazawa, M., Matsui, M., Gondo, Y., Noda, T., Shiroishi, T.,
Wakana, S. and Toyoda, T. (2008) Objective evaluation measures ofgenetic marker selection in large-scale SNP genotyping. J Bioinform
Comput Biol. 6, 905-917.
Kaminuma, E., Yoshizumi, T., Wada, T., Matsui, M. and Toyoda, T.
(2008). Quantitative analysis of heterogeneous spatial distribution of
Arabidopsis leaf trichomes using micro X-ray computed tomography.
The Plant Journal 56, 470-482.

大久保研究室

Okubo Group

大久保公策

小笠原 理

OKUBO, Kousaku

OGASAWARA, Osamu

D. Med., Professor

D. Sc., Assistant Professor

教授 博
（医）

助教 博（理）ゲノムワイドな測定からの知識発見
Knowledge discovery through genome-wide measurements

Experimental Farm実験圃場

Figure ― BodyMap-Xs (cross species) is a database for cross-species gene expression compariosn. It was created by the anatomical
breakdown of the latest animal EST records in DDBJ using a sorting
program tailored for this purpose.

Sugawara H, Ogasawara O, Okubo K, Gojobori T, Tateno Y. DDBJ
with new system and face. Nucleic Acids Res. 2008 36, D22-24.

Itoh, K., Kawasaki, S., Kawamoto, S., Seishima, M., Chiba, H.,
Michibata, H., Wakimoto, K., Imai, Y., Minesaki, Y., Otsuji, M.,
Okubo, K. (2005). Identification of differentially expressed genes inpsoriasis using expression profiling approaches. Exp Dermatol.
14,667-674
Kaimori, J.Y., Takenaka, M., Okubo, K. (2005). Quantification ofgene expression in mouse and human renal proximal tubules. Methods Mol Biol. 293, 209-219.
研究活動

Research Activities

53

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

Ogasawara, O., Otsuji, M., Watanabe, K., Iizuka, T., Tamura, T.,
Hishiki, T., Kawamoto, S., Okubo, K. (2006). BodyMap-Xs: anatomical breakdown of 17 million animal ESTs for cross-species
comparison of gene expression. Nucleic Acids Res. 34,
D628-D631.

Okubo, K., Sugawara, H., Gojobori, T., Tateno, Y. (2006). DDBJ in
preparation for overview of research activities behind data submissions. Nucleic Acids Res. 34, D6-D9

知的財産室／新領域融合研究センター

Hoshino H, Uchida T, Otsuki T, Kawamoto S, Okubo K, Takeichi
M, Chisaka O Cornichon-like Protein Facilitates Secretion of HBEGF and Regulates Proper Development of Cranial Nerves. Molecular Biology of the Cell. 2007 Apr Vol.18 D1143-1152

Center for Frontier Research
新分野創造センター

図 ― BodyMap-Xs(cross species) は遺伝子の発現量の種間比較のためのデータベースである。これは我々がこの目的のために開発したプログラムにより DDBJ の動物由来 EST データを臓器分類したものである。

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

The practical definition of a transcriptome is a entire populationof mRNA in a defined source, i.e. a cell, cells, tissue, or an
organism.c The composition , which gene and how abundant,
is central to the transcriptome data. Since human genome project started in early 1990s, increasing amount of human transcriptome data have been generated. A large collection of fragmentary cDNA sequences and genome-wide gene expression
pattern using parallel hybridization of thousands of cDNA
probes are examples. In these data, every transcript has ID
which enables compilation of different data set and makes
characterization of individual gene, as well as mass mRNA,
possible. After this cleansing step, entire data is analyzed forhigher order structure using statistical technique and then local
data structures are interpreted for domain specific knowledge.
Within such a context, ongoing projects in our group are as follows⃝BodyMap and iAFLP: As an expansion of the world-first gene
expression database BodyMap(http://bodymap.jp), we arecollecting gene expression data for human and mouse with
newly developed technique iAFLP (http://okubolab.genes.nig.
ac.jp/bodymap_i).
⃝Machine interpretation of genome-wide measurement data
(BOB): Construction of a system for automatic recruitment of
biomedical knowledge and machine interpretation of
genome-wide measurement data.

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

ゲノム科学とは俯瞰的観測値による、遺伝子群の構造化とそれに続く知識発見である。自らは遺伝子発現を対象に観測を行い、あらゆるカテゴリーの公的データおよび知識データの動員を行なってヒト遺伝子群の構造化と知識発見を進めている。
⃝遺伝子発現定量
遺伝子発現は遺伝子の役割を知る手がかりであり、また細胞組織の状態を知る手がかりである。液状ハイブ
リ、フィルターハイブリ、RT － PCR に続くものと してゲノム科学時代には EST 収集、マイクロアレイが登場した。EST 収集を始めて発現定量と位置付けた時代
から続く BodyMap(http://bodymap.jp) の維持と新たに開発した iAFLP 法による高精度定量を通じてヒト及びマウスのトランスクリプトームの全貌解明に向けての測定、データ管理公開を行なっている(http://okubolab.
genes.nig.ac.jp/bodymap_i)。キーワード：遺伝子発現、EST、マイクロアレイ、ゲノムデータベース⃝遺伝子発現データ解釈
発現データからの知識発見はデータからのパタンの検出と検出されたパタンの既存の知識を動員した解釈によって成り立つ。この行為をフルスコープで行なう為に様々な統計学的解析に加えて、医学知識を動員できる計算機－ BOB- の構築を進めている。キーワード：オントロジー、情報検索、自然言語処理

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

遺伝子発現解析研究室 http://www.nig.ac.jp/section/okubo/okubo-j.html Laboratory for Gene-Expression Analysis

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

神経形態研究室 http://www.nig.ac.jp/labs/NeurMorp/EmotoLab2008.htm

榎本研究室

Neural Morphogenesis Laboratory

Emoto Group

榎本和生

准教授 博
（薬）

EMOTO, Kazuo
D. Pharm., Associate Professor

神経ネットワークの構築・維持・可塑性を制御する分子基盤
Genetic and epigenetic control of neural wiring

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

Center for Frontier Research
新分野創造センター

私達の脳内では、1,000億個ものニューロンが、軸索と樹状突起という構造・機能的に異なる２種の神経突起を正確に配線することによりネットワークを形成しています。このような選択的配線を組み立てる為には、ニューロン自身が持つ遺伝情報だけでは不十分であり、外部環
境から与えられる様々な空間情報を利用する必要があります。
本研究室では、ショウジョウバエ感覚神経系をモデルとして、ニューロンが細胞内外の情報を統合し、そのア
ウトプットとして正しい空間で適切な方向に神経突起を分岐させていく分子・構造基盤を明らかにしたいと考えています。具体的には、以下の研究を行っています。
⃝樹状突起間の反発作用を介する受容領域の決定メカニ
ズム⃝神経入力依存的な受容領域の再編メカニズム⃝変態期における樹状突起の選択的切除およびその再生メカニズム

The human brain receives, processes, stores, and transmits complex information with great fidelity. The neuronal
network that underlies these functions is comprised of an
estimated 1011 neurons linked by over 1014 synaptic connections between two structurally and functionally different
neurites, axons and dendrites. Precise pattering of dendrites as well as axons is essential for correct wiring andfunction of neural circuits. We combine fly genetics, imaging, and biochemical approaches to investigate the interplay between genetic and epigenetic control of neuralmorphogenesis, and deduce the functional importance of
these regulatory systems in disease etiology. In particular,
we focus our researches on genetic and molecular regulation of dendritic patterning, maintenance, and plasticity in
Drosophila PNS neurons. Current ongoing projects are:⃝Dendritic field formation by repulsive interations between
homophilic dendrites.
⃝Sensory-evoked remodeling of dendritic structures.
⃝Pruning and reconstruction of dendritic branches duringmetamorphosis.

博士研究員 Postdoc

熊谷牧子 KUMAGAI, Makiko
安永桂一郎 YASUNAGA, Kei-ichiro

森川 麗 MORIKAWA, Rei
金森崇浩 KANAMORI, Takahiro

Experimental Farm実験圃場図 ―（A）特定の感覚ニューロンに GFP を発現させたショウジョウ
バエ幼虫。
（B）単一ニューロンが描き出す美しい樹状突起パターン。
（C）感覚ニューロンの軸索末端（緑）は、腹部神経節（赤）上の決まった位置に投射する。
Figure ― (A) The third instar larvae with GFP reporter in sunsets ofsensory neurons.
(B) Dendrite arborization pattern of the sensory neurons in a singlecell resolution.
(C) The axon terminal of the sensory neurons at the ventral nerve
cord.

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

知的財産室／新領域融合研究センター

Parrish, J. Z., Emoto, K., Jan, L.Y. and Jan, Y.N. (2007). Polycomb
genes interact with the tumor suppressor hippo and warts in themaintenance of Drosophila sensory neuron dendrites. Genes Dev. 21,
956-972.

Emoto, K., Inadome, H., Kanaho, Y., Narumiya, S. and Umeda, M.
(2005). Local change of phospholipid composition at the cleavage
furrow is essential for completion of cytokinesis. J. Biol. Chem. 280,
37901-37907.

Soba, P., Zhu, S., Emoto, K., Younger, S., Yang, S.J., Yu, H.H., Lee, T.,
Jan, L.Y. and Jan, Y.N. (2007). Drosophila sensory neurons require
Dscam for dendrite self avoidance and proper dendritic organization.
Neuron 54, 403-416.

Emoto, K., He, Y., Ye, B., Grueber, W.B., Adler, P. N., Jan, L.Y. andJan, Y.N. (2004). Control of dendritic branching and tiling by the Tricornered-kinase/Furry signaling pathway in Drosophila sensory neurons. Cell 119, 245-256.

Emoto, K., Parrish, J.Z., Jan, L. and Jan, Y.N. (2006). The tumour
suppressor Hippo acts with the NDR kinases in dendritic tiling andmaintenance. Nature 443, 210-213.

榎本和生 (2007). ニューロンはいかにして固有の受容領域を獲得
し，それを維持・管理するのか？ 蛋白質核酸酵素 54, 842-852.

54

研究活動

Research Activities

木村研究室木村

Cell Architecture Laboratory

Kimura Group

暁

准教授 博
（理）

KIMURA, Akatsuki
D. Sc., Associate Professor

細胞建築学：細胞内空間配置のデザイン原理と力学的基盤の理解をめざして
Toward understanding design principles and mechanical bases of the architecture of the cell

Center for Frontier Research
新分野創造センター

博士研究員 Postdoc

小山宏史 KOYAMA, Hiroshi

木村健二 KIMURA, Kenji

Experimental Farm実験圃場図 ―（A）研究に用いている線虫初期胚。
（ B）画像処理の例（細胞膜の形状の抽出）。
（ C）
定量計測の例（細胞内顆粒の移動計測）。
（ D）シ
ミュレーションの例（細胞分裂に伴う中心体の分配）。
Figure ― (A) A Caenorhabditis elegans embryo. (B) An example ofimage processing (morphology of cell membrane). (C) An example ofquantitative measurement (movement of an intracellular granule).
(D) An example of computer simulation (segregation of the centrosomes during cell division).

木村暁，
大浪修一 (2006). コンピュータシミュレーションを利用した核の配置のダイナミクス解析. 蛋白質核酸酵素 51, 2172-2179.

Kimura, A. and Horikoshi, M. (2004). Partition of distinct chromosomal regions: Negotiable border and Fixed border. Genes to Cells 9,499-508.
研究活動

Research Activities

55

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

processing reveal length-dependent pulling force as the primarymechanism for C. elegans male pronuclear migration. Developmental Cell 8, 765-775.

知的財産室／新領域融合研究センター

Kimura, A. and Onami, S. (2007). Local cortical pulling-force repression switches centrosomal centration and posterior displacement in C.
elegans. Journal of Cell Biology 179, 1347-1354.

Kimura, A. and Onami, S. (2005). Computer simulations and image

Center for Information Biology and DNA Data Bank of JapanThe cell is a highly organized architecture that, inside thecell, organelles and the cell division plane are positioned in
the right place at the right time. Our group is searching fordesign principles in spatial organization of cell architecture,
and analyzing mechanical bases underlying the principles.
We are using the nematode Caenorhabditis elegans
embryo as a model system (Fig. A). In addition to molecular biology approaches, we use computational approaches
such as image processing (Fig. B), quantitative measurement (Fig. C), and computer simulation (Fig. D).
Our research subjects include,⃝Centrosome positioning (Fig. D)⃝Cytokinesis (Fig. B)⃝Cytoplasmic flow (Fig. C)

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

細胞は空間的に組織化された建築物と捉えることができます。細胞はその内部に核などの細胞内小器官や染色体，細胞分裂面などを適材適所に配置することによってその機能を発揮しています。本研究室ではこの適材適所な配置に隠されている細胞空間のデザイン原理とその力
学的な基盤の理解をめざして研究をすすめています。線
虫 C. elegans の初期胚［図 A］を主な対象に，分子生物学的な手法に加えて，コンピュータを活用したアプローチ（画像処理［図 B］，定量計測［図 C］，シミュレーション［図 D］など）を積極的に活用しているのが特色です。
現在，以下の研究課題について進めています。
⃝中心体配置：中心体を細胞中央に配置することは細胞内小器官の配置等を規定するために重要です。この中心体の空間配置にどのような力が必要かを解析しています。
⃝細胞膜分裂：細胞がくびれ，２つに分裂する際に働く力と細胞膜の変形の関係について解析しています。
⃝細胞内流動：細胞内では個別の輸送に加えて，細胞全体にわたるマクロな物質の流れが生じることがあり，細胞の性質を規定しています。この流れを説明付ける力の働きを解析しています。

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

細胞建築研究室 http://www.nig.ac.jp/labs/CelArchi/cell_archi_home.html

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

実験圃場 http://www.nig.ac.jp/labs/ExpFarm/jweb/jtop/jlab.html

Experimental Farm

野々村研究室 Nonomura Group

野々村賢一

宮崎さおり

NONOMURA, Ken-ichi

MIYAZAKI, Saori

D. Ag., Associate Professor

D. Agr., Assistant Professor

准教授 博
（農）

助教 博（農）植物の生殖細胞発生過程の分子細胞遺伝学
Molecular cytogenetics of plant germ-cell development

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

Center for Frontier Research
新分野創造センター

被子植物では、花の各器官の形成に引き続き、雄蕊および雌蕊の原基内部に生殖始原細胞が発生します。生殖始原細胞は数回の体細胞分裂を経て、減数分裂細胞とそれらを包む保育細胞へと分化します。減数分裂は、両親の遺伝子が組換えによりシャッフルされ、新しい遺伝子組み合わせをもつ染色体が創出される、正に遺伝の根幹を為す現象です。
当研究室では、単子葉モデル穀類であるイネを用いて、種子が稔らない突然変異体を選抜し、生殖細胞の発生初期過程あるいは減数分裂に関わる遺伝子を同定してきました。また、ナショナルバイオリソースプロジェクト（NBRP）に参加し、植物遺伝研究室と共同で、世界各地の野生イネおよび在来栽培品種の保存・分譲を行っています。これらの植物材料を基盤として、今後は以下の解析に取り組みます⃝生殖に関する新たなイネ突然変異体、遺伝子の同定⃝イネ生殖細胞分化から減数分裂の遺伝的制御機構⃝イネの生殖細胞、特に減数分裂細胞の染色体挙動⃝栽培イネと遠縁野生イネの F1雑種の減数分裂異常

The primordial plant germ cell develops within the primordia ofstamen (male) and pistil (female) after the establishment offlower organs in the angiosperm. The primordial germ cells
mitotically divide several times, and generate the meiocytes andthe nurse cells. Meiosis is the essence of genetics, because it
generates a new gene combination different from that of parents.
We have identified several rice genes relating to germ-celldevelopment and meiosis using seed-sterile mutants. The Plant
Genetics lab and we have organized the germplasm center ofwild relatives and local varieties of rice, under the funding support of the National Bioresource Project, Japan (NBRP). On thebasis of these plant materials, we will try the following subjects
and analyses;⃝dentification of new rice mutants and genes relating to sexual
reproduction.
⃝Genetic regulatory system of germ-cell initiation to meiosis.
⃝Meiotic chromosome kinetics⃝Meiotic aberration in F1 hybrids between cultivated rice andwild relatives.

博士研究員・特任研究員 Postdoc / Project Researcher

小宮 怜奈 KOMIYA, Reina

山木 辰一郎 YAMAKI, Shinichiro

Experimental Farm実験圃場

図 ― イネ葯の横断切片。正常葯（左）では、将来花粉となる小胞子（矢頭）が発生するが、減数分裂への移行が阻害される新規イネ変異体（右）は、生殖細胞が細胞死する（矢印）。
Figure ― Cross sections of the rice anther. The normal anther (left)develops microspores, which mature into pollens (arrowheads). In the
mutant anther defective in meiosis transition (right), germ cells induce
apoptosis (arrows).

Nonomura K.I., Yamaki, S. (2008) Genetic dissection of sexual reproduction in rice (Oryza sativa L.). In "Rice Biology in the Genomics
Era (Hirano, H.Y et al. eds.)", Biotech. Agr. Forestry 62, 191-204.

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

知的財産室／新領域融合研究センター

Nonomura, K.I., Morohoshi, A., Nakano, M., Eiguchi M., Miyao A.,
Hirochika, H., Kurata N. (2007) A germ cell-specific gene of ARGONAUTE family is essential for the progression of premeiotic mitosis
and meiosis during sporogenesis in rice. Plant Cell 19, 2583-2594.
Miyabayashi, T., Nonomura, K.I., Morishima, H. and Kurata N.
(2007) Genome size of twenty wild Oryza Species determined byflow cytometric and chromosome analyses. Breed. Sci. 57: 73-78.
Nonomura, K.I., Nakano, M., Eiguchi, M., Suzuki, T., Kurata, N.
(2006) PAIR2 is essential for homologous chromosome synapsis in
56

研究活動

Research Activities

rice meiosis I. J. Cell Sci. 119, 217-225.
Nonomura K.I., Nakano, M., Fukuda, T., Eiguchi, M., Miyao, A.,
Hirochika, H.,Kurata, N. (2004) The novel gene HOMOLOGOUS
PAIRING ABERRATION IN RICE MEIOSIS 1 of rice encodes aputative coiled-coil protein required for homologous chromosome
pairing in meiosis. Plant Cell 16, 1008-1020.
Nonomura K.I., Nakano, M., Murata, K., Miyoshi, K., Eiguchi, M.,,
Miyao, A., Hirochika, H., Kurata, N. (2004) The insertional mutationof rice PAIR2 gene, the ortholog of Arabidopsis ASY1, caused a
defect in homologous chromosome pairing in meiosis. Mol. Gen.
Genom. 271, 121-129.

Intellectual Property Unit

知的財産室 Intellectual Property Unit

鈴木睦昭
室長 薬博

SUZUKI, Mutsuaki
D. Pharm., Director

いかにして研究所から生まれた研究成果を活かす方策を考え，実行するか？
Communicate research findings at NIG with the outer world

AUTM Western region Meeting「Doing Business in the Pacific Rim
From High Tech to Biotech MTA」
招待講演 (Honolulu , USA,2008.07)

日本知財学会 ライフサイエンス分科会第１回分科会「生物遺伝資源の MTA」学会発表（於 東京理科大学 2007.01）

第4回 UNITT 大学技術移転実務者ネットワーク「MTA・現場の立場から」招待講演 （於 早稲田大学 2007.09）
平成19年度大学知的財産戦略研修会
高原ホテル 2007.12）

招待講演（於御殿場

日本知財学会「生物遺伝資源のマテリアルトランスファー（MTA）」学会発表（於 東京大学 2007.07）
平成19年度知的財産学術研究助成採択 「リサーチツール流通円滑化のためのマテリアル移転契約書（MTA）の運営最適化に関する研究」（財団法人機械産業記念事業財団 2007.11）

研究活動

Research Activities

57

Intellectual Property Unit / Transdisciplinary Research Integration Center

日本知財学会「研究マテリアル移転システムの最適化に関する考察：ナショナルバイ オリソースプロジェクトにおける検討」（2008.06）
知的財産室／新領域融合研究センター

Intellectual Property International Conference「MTA Management for
OPEN INOVETION」
招待講演（AIPPI,LES,Seoul , KOREA
2008.10）

Experimental Farm
実験圃場

日本知財学会「リサーチツール流通円滑化のためのマテリア
ル移転同意書 (MTA) の運営に関する研究」（2008.06）

Center for Frontier Research
新分野創造センター

第82回日本薬理学会「創薬と知的財産」会長指定シンポジウ
ム （於 パシフィコ横浜 2009.03）

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

International competition over innovative creation is intensifying in the present worldwide current of countries fighting
for their prosperity by trying to become leaders in the fields
of intellectual property, science and technology. Amidst thiscurrent, the strengthening of foundational research in thelife sciences is, needless to say, an absolute necessity forthe development of science and the continued productionof innovation.
The mission of the Intellectual Property Unit is the identification, protection, and utilization of intellectual property
produced by the National Institute of Genetics (NIG). For
many, the words "intellectual property" brings to mind only
patents, but intellectual property is born of human knowledge, and in that sense all research results produced by
the Institute are intellectual property. To put it another way,
the mission of the Intellectual Property Unit is to effectively
come up with and implement strategies to utilize research
results produced by the Institute.
We take the seeds of science and technology, sometimes
apply for patents, Sometimes manage and transfer as
appropriate those seeds as material assets, and sometimes are entrusted with them. Furthermore, in addition to
making the link between fundamental research and applicable or practical research as quickly as possible, it is also
important to establish a structure in which it is easy to proceed with fundamental research itself.With the immediategoal of establishing a system to effectively communicate
knowledge from NIG to universities and society at large,
the Intellectual Property Unit is examining ways to come up
with and implement strategies to utilize research results
produced by the Institute. The Office also considers it its
mission to contribute to the advancement of fundamental
science by aiming to produce innovation with research
results from NIG.

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

知財立国、科学技術立国の実現に向かい、世界的潮流の下、国家の生き残りを賭けたイノベーション創出の国際競争がさらに激しくなっています。その中で、ライフサイエンスの基盤研究の強化は、科学の発展と絶えざるイノベーションの創出に必要不可欠であるのは言うまでもありません。
遺伝研の知的財産の発掘、保護、活用を行うのが、知的財産室のミッションです。知的財産という言葉から、特許のみを想像しがちですが、知的財産は人の英知から生まれたものであり、その意味を考えたときに研究所で創造される研究成果すべてが知的財産であります。すな
わち、知財室のミッションは、いかに研究所から生まれた研究成果を活かす方策を考え、実行するかということになります。
科学技術のシーズを、あるときは特許出願し、またあるときは、有体物として資産管理を行い適切に移転する、あるいは寄託を受ける。そして、基礎研究から応用研究、実用研究をすばやく結びつけることと共に、基礎研究自身をいかに進めやすくする体制確立が重要であります。
知的財産室では遺伝研の知を大学・社会に伝達する体制を充実することを当面の目標とし、研究所から生まれた研究成果を活かす方策を考え・実行するかを検討しながら、遺伝研の研究成果からのイノベーション創成を目指すことで、基礎科学の進歩に貢献することを使命と考えています。

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

知的財産室 http://www.nig.ac.jp/labs/IntProp/Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

細胞記憶プロジェクト http://www.nig.ac.jp/section/hirose/hirose-j.html

広瀬研究室

広瀬

Cellular Memory Project

Hirose Group進

特任教授 理博

HIROSE, Susumu
D. Sc. Professor

細胞記憶プロジェクト
Cellular Memory ProjectCenter for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

特定の遺伝子発現パターンが細胞分裂を経て、また分裂後も長期間にわたって維持されることを細胞記憶という。例えば、 Hox 遺伝子群の発現パターンは胚発生期にいったん確立されると細胞分裂を経て長期間維持され、それによって体の形づくりが決定される。また、ヘテロ
クロマチン近傍の遺伝子は確率論的に発現されたり抑制されるが、いったん確立された発現もしくは抑制状態は細胞分裂を経て維持されるため、それらのクローンはposition effect variegation (PEV) と呼ばれる斑入りを生じる。さらに、Ｘ染色体上の遺伝子はオスとメスで発現状態が異なるが、その状態は細胞分裂を経て維持されてX 染色体の量的補正を可能としている。このように細胞記憶は多細胞生物の発生や分化において根源的に重要な役割を果している。私達は、ショウジョウバエを用いてHox 遺伝子群発現維持、PEV、X 染色体量的補正に注目
して細胞記憶のメカニズム解明をめざしている。

Cellular memory is defined as a long-term maintenance ofa particular pattern of gene expression through manyrounds of cell division or even after cell division. For
example, once an expression pattern of Hox genes along
the anterior-posterior body axis has been established during the early embryogenesis, it is maintained throughout
the life and governs formation of the body segments suchas head, thorax and abdomen. When an actively transcribing gene is juxtaposed with heterochromatin, its
expression is subject to variable but heritable silencing,which gives rise to position effect variegation (PEV). Stillanother example is dosage compensation of the X chromosome. Thus, cellular memory is critical for development and differentiation of multicellular organisms. Using
the frut fly Drosophila, we are trying to elucidate the mechanisms underlying cellular memory by focusing on themaintenance of Hox gene expression, PEV, and dosage
compensation of the X chromosome.

Center for Frontier Research
新分野創造センター

博士研究員 Postdoc

大羽玲子 OHBA, Reiko

中山貴博 NAKAYAMA, Takahiro

Experimental Farm実験圃場

図 ― GAGA 因子と FACT が K9メチル化ヒストン H3から H3.3への置換を指令してヘテロクロマチンの侵攻を防ぐ。
Figure ― GAGA factor and FACT-dependent replacement of
K9-methylated histone H3 by H3.3 counteracts the heterochromatin
spreading.

Intellectual Property
Intellectual
Property
Unit / Transdi
Unitsci/ pPh.
linaryD.,
Research
D. Sc.,
Integrati
Professor
on Center
知
知的
的財
財産
産室室
／／
新特
領域
任融
教合授
研究センターHanai, K., Furuhashi, H., Yamamoto, T., Akasaka, K. and Hirose, S.
(2008). RSF governs silent chromatin formation via histone H2Av
replacement. PLoS Genetics, 4(2): e1000011

Furuhashi, H., Nakajima, M. and Hirose, S. (2006). DNA supercoilingfactor contributes to dosage compensation in Drosophila. Development 133, 4475-4483

Nakayama, T., Nishioka, K., Dong, Y.-X., Shimojima, T. and Hirose,
S. (2007). Drosophila GAGA factor directs histone H3.3 replacementthat prevents the heterochromatin spreading. Genes Dev. 21, 552-561.

Tan, B.C.-M., Chien, C-T., Hirose, S. and Lee, S.-C (2006) Functional
cooperation between FACT and the MCM helicase complex facilitates initiation of chromatin DNA replication. EMBO J. 25, 39753985..

Petruck, S., Sedkov, Y., Riley, K.M., Hodgson, J., Schwisguth, F.,
Hirose, S., Jaynes, J.B., Brock, H.W. and Mazo, A. (2006). Transcription of bxd non-coding RNAs promoted by Trithorax represses Ubx
in cis by transcriptional interference. Cell 127, 1209-1221.

58

研究活動

Research Activities

Jindra, M., Gaziova, I., Uhlirova, M., Okabe, M., Hiromi, Y. andHirose, S. (2004). Coactivator MBF1 presearves the redox-dependent
AP-1 activity during oxidative stress in Drosophila. EMBO J. 23,
3538-3547.

野研究室

Laboratory for Gene Function Research

Tateno Group

館野義男

特任教授 理博 Ph. D.

TATENO, Yoshio
Ph. D., D. Sc., Professor

塩基配列アーカイブプロジェクト
DNA Sequence Archive Project

Experimental Farm実験圃場

Field, D., Garrity, G., Gray, T., Morrison, N., Selengut, J., Sterk, P.,
Tatusova, T., Thomson, N., Allen, M., Ashburner, M., Tateno, Y., Tett,A., Turner, S., Ussery, D., Vaughan, B., Ward, N., Whetzel, T., Wilson,
G., and Wipat, A. et al. (2008) Minimum information about a genome
sequence (MIGS) specification. Nat Biotechnol 26, 541-547

Center for Frontier Research
新分野創造センター

Horiike, T., Miyata, D., Hamada, K., Saruhashi, S., Shinozawa, T.,
Kumar, S., Chakraborty, R., Komiyama. T., Tateno, Y. Phylogenetic
construction of 17 bacterial phyla by new method and carefully
selected orthologs. Gene, DOI: 10.1016/j.gene.2008.10.006

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

Trace Archive (TRA) is a repository of DNA sequence chromatograms (traces), base calls and quality estimates for asingle-pass reads from a large-scale sequencing project.
TRA data could be useful for confirming SNP sites in question, and, once assembled, provide information for finding
new ORFs or genes. With the support by National Projectof Integrating Life Science Databases in Japan we collected and released TRA data at DDBJ. The collected
data are about 1.5 million entries of Oryzias laptipes and
373 gene families of bacteria inhabiting in human guts.
One of the research results in 2008 is the genome scaleconstruction and evaluation of bacterial phylogeny. We
constructed a phylogenetic tree of 17 bacterial phyla covering eubacteria and archaea by using 102 carefully
selected orthologs from their genomes. We also developed
a method for comparing two tree topologies or shapes,
ComTree. By using ComTree we could obtain the relative
number of orthologs (POR) that support a node of a constructed tree. The figure shows the concatenated bacterial
tree with a POR value on each node.

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

当プロジェクトでは、「統合データベースプロジェクト」の援助を受けて、塩基配列データの源データとなるトレー
スアーカイブ（TRA）の収集を始めた。今までに、メダカについて150万、ヒト腸管の細菌から373遺伝子族のデータについて TRA を収集・公開した。
また、2008年の研究成果の一つとして、私達は、ゲ
ノム規模のデータを用いて17門からなる原核生物の系統樹を作成した。この系統樹作成のため、選んだ17種の細菌種のゲノムから出来るだけ多くのオーソログを抽出し、102のオーソログを得た。まず、全てのオーソログを使って結合系統樹を作成すると同時に、それぞれのオーソロ
グを使って102の個別系統樹を作成した。次に、結合系統樹の評価をするため、個別系統樹と比較して、各ノードを支持する相対オーソログ数（POR）を求めた。このため、二つの系統樹の形を比較する方法（ComTree）を開発した。POR 値の付いた結合系統樹を図に示す。

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

遺伝子機能プロジェクト http://www.cib.nig.ac.jp/gfr/home-j.html

Fukuchi, S., Homma, K., Sakamoto, S., Sugawara, H., Tateno, Y.,
Gojobori, T., Nishikawa, K. The GTOP database in 2009: updated
content and novel features to expand and deepen insights into protein
structures and functions. Nucleic Acids Res, DOI: 10.1093/nar/
gkn855Collier, N., Doan, S., Kawazow, A., Matsuda-Goodwin , R., Tateno,Y., Ngo, Q. – H., Dein, D., Kawtrakul, A., Takeuchi, K., Shigematsu,
M., Taniguchi, K. (2008) BioCaster: detecting public health rumors
with a Web-based text mining system. Bioinformatics 24, 2940-2941
Shin-I, T., Tanaka, Y., Tateno, Y. and Mizokami, M. (2008) Development and public release of comprehensive Hepatitis virus database,Hepatol Res. 38, 234-243
研究活動

Research Activities

59

Intellectual Property
Intellectual
Property
Unit / Transdi
Unitsci/ pPh.
linaryD.,
Research
D. Sc.,
Integrati
Professor
on Center
知
知的
的財
財産
産室室
／／
新特
領域
任融
教合授
研究センターSugawara, H., Ikeo, K., Fukuchi, S., Gojobori, T., Tateno, Y. DDBJ
dealing with mass data produced by the second generation sequencer.
Nucleic Acids Res, DOI: 10.1093/nar/gkn724

Genetic Strains Research Center Center for Genetic Resource Information Structural Biology Center
系統生物研究センター
生物遺伝資源情報総合センター 構造遺伝学研究センター

データベース運用開発プロジェクト http://www.sugawara.nig.ac.jp Laboratory for the Research and Development of Biological Databases

菅原研究室

Sugawara Group

菅原秀明

岩柳隆夫

SUGAWARA, Hideaki

IWAYANAGI, Takao

D. Eng., Professor

D. Eng., Professor

特任教授 工博特任教授 工博

生物学に貢献するデジタル問題解決環境の繁栄を目指して
Prospering Digital Problem Solving Environment for Biology

Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

Center for Frontier Research
新分野創造センター

本研究室はバイオ分野におけるデータベースや解析ツー
ルを情報資源として捉えて、バイオ情報資源の品質と相互運用性の向上に取り組んでいます。このために、国内外の研究グループと幅広く連携して研究開発を進めています。
⃝日本 DNA データバンク研究事業において２次データベースを構築・提供（例 微生物とウイルスのゲノムに特化したデータベース、IS データやバーコードデー
タに特化した解析システム）⃝地球規模生物多様性情報機構の日本ノードとして、国
内生物多様性情報を国際発信し、多様性情報の解析環
境を提供⃝科学技術振興機構のバイオインフォマティックス推進
事業において、Web API for Biology (WABI)として Web
サービスとワークフローを開発・提供⃝ナショナルプロジェクト「ターゲットタンパク研究プログラム」において、プログラム内における情報共有とプ
ログラム外への情報発信ならびに次世代への研究成果継
承をもたらす情報プラットフォームを開発・提供⃝ライフサイエンス統合データベースセンターにおいて
微生物ゲノム自動アノテーションパイプラインを構築

Biological databases and analytical tools are information
resources for research and development of life sciences andbiotechnology. We have improved the quality and interoperability of biological information resources with a number of groups
domestic and abroad. Our accomplishments are:⃝Development of Derived databases from DNA Data Bank ofJapan, e.g. microbial and viral genome database, IS
sequence and Barcode of Life (BoL) sequence databases⃝In the Global Biodiversity Information Facility (GBIF) Japannode, internationalization of specimen data and observation
data in Japan and development of tools to utilize GBIF data
⃝In JST BIRD project, development of Web services and workflow to serve problem solving environment named WABI
⃝In the project of Targeted Proteins Research Program (TPRP),
development of Information Platform as TPRP digital infrastructure⃝In the Database Center for Life Science, development ofMicrobial Genome Annotation Pipeline (MiGAP).

博士研究員 Postdoc

本間桂一 HOMMA, Keiichi權 娟大 KWON, Yeon-Dae

水谷尚志 MIZUTANI Hisashi

図 ― ターゲットタンパク研究プログラムにおける情報プラット
フォームの概念図。
情報プラットフォームは、プログラム内外で日々生まれてくる研究成果を獲得して編集し、プログラム内外へ提供する。

Experimental Farm実験圃場

Figure ― Functions and modules of the Information Platform (IP) in
the Targeted Proteins Research Program (TPRP): IP captures, edits
and diffuse results of research and development by the TPRP andalso outside TPRP in digital form.

Intellectual Property
Intellectual
Property
Unit / Transdi
Unitsci/ pPh.
linaryD.,
Research
D. Sc.,
Integrati
Professor
on Center
知
知的
的財
財産
産室室
／／
新特
領域
任融
教合授
研究センター

Fukuchi S, Homma K, Sakamoto S, Sugawara H, Tateno Y, Gojobori
T, Nishikawa K. The GTOP database in 2009: updated content andnovel features to expand and deepen insights into protein structuresa n d f u n c t i o n s. N uc l e i c A c i d s R e s. 2009 J a n;37 ( Da t a b a s eissue):D333-7
Sugawara H, Ikeo K, Fukuchi S, Gojobori T, Tateno Y. DDBJ dealing
with mass data produced by the second generation sequencer. Nucleic
Acids Res. 2009 Jan;37(Database issue):D16-8
Sugawara H, Ogasawara O, Okubo K, Gojobori T, Tateno Y. DDBJ
with new system and face. Nucleic Acids Res. 2008 Jan;36(Databaseissue):D22-4.
Tanaka N, Uchino M, Miyazaki S, Sugawara H. Identification of discriminative characteristics for clusters from biologic data with InforBIO software. BMC Bioinformatics. 2007 Aug 2;8:281.
Kosuge T, Abe T, Okido T, Tanaka N, Hirahata M, Maruyama Y,
Mashi ma J, Tomi k i A, K u r ok a wa M, Hi meno R, Fu k uchi S,
Miyazaki S, Gojobori T, Tateno Y, Sugawara H. Exploration andgrading of possible genes from 183 bacterial strains by a common
60

研究活動

Research Activities

protocol to identification of new genes: Gene Trek in Prokaryote
Space (GTPS). DNA Res. 2006 Dec 31;13(6):245-54.
Hirahata M, Abe T, Tanaka N, Kuwana Y, Shigemoto Y, Miyazaki S,
Suzuki Y, Sugawara H. Genome Information Broker for Viruses(GIB-V): database for comparative analysis of virus genomes.
Nucleic Acids Res. 2007 Jan;35(Database issue):D339-42.
Tanaka N, Abe T, Miyazaki S, Sugawara H. G-InforBIO: integrated
system for microbial genomics. BMC Bioinformatics. 2006 Aug
4;7:368.
Abe T, Sugawara H, Kinouchi M, Kanaya S, Ikemura T. Novel phylogenetic studies of genomic sequence fragments derived fromuncultured microbe mixtures in environmental and clinical samples.
DNA Res. 2005;12(5):281-90.
Sugawara H, Miyazaki S.Biological SOAP servers and web services
provided by the public sequence data bank.Nucleic Acids Res. 2003
Jul 1;31(13):3836-9.
Sugawara H, Miyazaki S. AHMII: Agent to Help Microbial Information Integration. Nucleic Acids Res. 2003 Jul 1;31(13):3727-8生物多様性解析プロジェクト
The Bio-diversity Research Project
参加研究機関：国立遺伝学研究所，統計数理研究所，国立情報学研究所，
東京大学，長浜バイオ大学，九州大学

http://www.nig.ac.jp/labs/NigPrict/seibutsu/index.html

Transdisciplinary Research Integration Center
遺伝研で研究しているメンバー Members at NIG
博士研究員 Postdoc
高田豊行 TAKADA, Toyoyuki
博士研究員 Postdoc
岡（木曾）彩子 OKA-KISO, Ayako
博士研究員 Postdoc
春島嘉章 HARUSHIMA, Yoshiaki
博士研究員 Postdoc
杉本大樹 SUGIMOTO, Hiroki
特任研究員 Project Researcher 堀内陽子 HORIUCHI, Yoko

Cell Genetics
細胞遺伝研究系

生物多様性の比較解析は、複雑系としての生命システムの理解を深める有力な方法論と考えられています。そのためには、生物多様性を客観的に記載する数値計測技術と得られた計測値の違いをゲノム多型に結びつけるための統計学的解析の融合が必要です。本プロジェクトでは、国立遺伝学研究所が保有している自然集団由来のマウスやイネ等の多数のモデル生物系統の表
現形質の生物多様性データについて、
統計数理研究所が培ってきた統計的モデリング
技術と国立情報学研究所やプロジェクト参加大学が得意とする情報技術を活用することにより可能な限り客観的に数値計測化します。さらに、連続的多変量である表現型
データと離散的多変量であるゲノム多型データを高度な統計解析手法により関連づけて生物が持つ複雑な遺伝子（ゲノム）機能と遺伝子ネットワークの解明をめざしています。

Developmental Genetics
個体遺伝研究系

Comparative analysis of bio-diversity is a suitable way to understand complex system of life. The
National Institute of Genetics (NIG) has unique collections of natural populations-derived bioresources,
such as rice and mouse strains. “The Bio-diversity Research Project” aims to exploit these resources tobuild up novel methods for numerical measurement of phenotypes by statistical modeling and bioimaging techniques, as combined efforts of The Institute of Statistical Mathematics, The National Institute of Informatics, NIG and several universities that join this project. We employ the developed methods for a large-scale phenotyping of the resources. The obtained data sets are further used to identify
gene(s) and gene-networks underlying the phenotypes by means of elaborate statistical methods.

地球生命システムプロジェクト
Environmental and Genetical Approach for Life on Earth (EAGLE)

遺伝研で研究しているメンバー Members at NIG
特任准教授 Assoc. Prof.
特任准教授 Assoc. Prof.

柳原克彦 YANAGIHARA, Katsuhiko
馬場知哉 BABA, Tomoya
Population Genetics
集団遺伝研究系

参加研究機関：国立極地研究所，国立遺伝学研究所，統計数理研究所，国立情報学研究所，
北海道大学，秋田大学，千葉大学，東京工業大学，日本大学，玉川大学，東京薬科大学，
長浜バイオ大学，京都大学，京都府立大学，広島大学，島根大学

http://polaris.nipr.ac.jp/~EAGLE/index.html

図 ― １細胞からの DNA 解析の技術開発アウトライン
Figure ― Technology for DNA Analysis from Single Cell

The interaction between life and the surrounding environment should have great impact on the evolution and diversity oflife. “Environmental and Genetical Approach for Life on Earth (EAGLE)” project integrates researches on geoscience, bioscience and informatics in order to understand the life system on the earth. The Transdisciplinary Research Integration
Center is responsible for EAGLE project, collaborating with National Institute of Polar Research, the National Institute of
Genetics, the Institute of Statistical Mathematics and the National Institute of Informatics, and several universities. We are
currently developing genome analysis technologies for single cell of microorganisms, which is involved in the ice core on
the Antarctic, estimated about 800,000 year’s old.
研究活動

Research Activities

61

Integrated Genetics
総合遺伝研究系

地球環境と生命活動の相互作用を調べることは，生物の進化や多様性を知る上で非常に重要です。そのためには，
過去から現在までの地球環境の変動の解析データと各時代に生存していた生物学的解析データを融合し，情報学的な解析を行うことが必要になります。本プロジェクトでは，
国立極地研究所が保有している南極の氷床コア（約80万年前の氷）などの様々な試料から，国立遺伝学研究所が中心となって生物のゲノム情報を解析し，統計数理研究所の統計解析技術と国立情報学研究所のデータベース技術，さらにプロジェクト参加大学が得意とする各専門分野のネットワーク研究により生物の時間的な変遷と環境適応システムの解明に取り組んでいます。現在我々は，希少な試料からゲノム情報を抽出するため，微生物１細胞からの DNA 解析
技術の開発を行っています。

Molecular Genetics
分子遺伝研究系

新領域融合研究センター

日本 DNA データバンクの活動
Activity of the DNA Data Bank of Japan

日本 DNA データバンク（DDBJ）DNA Data Bank of Japan (DDBJ)
DDBJ は，欧州の EBI/EMBL および米国の NCBI/GenBank との密接な連携のもと，『DDBJ/EMBL/GenBank 国際塩基配列データベース』を構築している三大国際 DNA
データバンクのひとつで，生命情報・DDBJ 研究センターで運営されています。
生命科学のめざましい発展の基盤として，DNA 塩基配列から得られる知識は欠
かすことのできないものとなっています。わが国においても DNA 塩基配列データを収集・評価・提供するデータバンク活動で国際的に貢献すべく，1983年に試験的なデータ入力が始まりました。翌年国立遺伝学研究所に遺伝情報研究センターが設置されたのにともない，その中で DDBJ の活動準備が進められました。デー
タ公開などの本格的な活動は1986年から開始され現在にいたっています。現在は，
主に以下のような活動を行っています。
○「国際 DNA データベース」の共同構築・運営○DNA データの収集とアノテーション○DNA データベースのオンライン公開・利用相談○関連生命情報データベースの開発・運営○データベース入力・管理・利用ソフトウエアの開発・運用○広報・講習活動○国立遺伝学研究所コンピュータシステムならびにネットワークの管理・運用●「ライフサイエンス統合データベース」プロジェクトへの参画

日本 DNA データバンクのホームページ
Homepage of the DNA Data Bank of Japan(http://www.ddbj.nig.ac.jp)

DDBJ (DNA Data Bank of Japan) began DNA data bank activities in earnest in 1986
at the National Institute of Genetics (NIG) with the endorsement of the Ministry of
Education, Science, Sport and Culture. From the beginning, DDBJ has been functioning as one of the International Nucleotide Sequence Databases, which are composedof the EMBL Bank in Europe and GenBank in the USA as the two other partners.
DDBJ now located at the Center for Information Biology and DNA Data Bank ofJapan at NIG is the sole DNA data bank in Japan, which is officially certified to collect
DNA sequences from researchers and to issue the internationally recognized accession number to data submitters. Since we exchange the collected data with the
EMBL Bank and GenBank on a daily basis, the three data banks share virtually thesame data at any given time.
We also develop other related databases and tools for data retrieval and analysis,
and provide them worldwide. In addition, we hold a course, DDBJing, a few times ayear to teach beginners how to use DDBJ.

Sugawara H, Ikeo K, Fukuchi S, Gojobori T, Tateno Y. (2009) DDBJ dealing with mass
data produced by the second generation sequencer. Nucleic Acids Res. 37, D16-D18
Fukuchi S, Homma K, Sakamoto S, Sugawara H, Tateno Y, Gojobori T, Nishikawa K.
(2009) The GTOP database in 2009: updated content and novel features to expand anddeepen insights into protein structures and functions. Nucleic Acids Res. 37, D333-337
Sugawara, H., Ogasawara, O., Okubo, K., Gojobori, T. and Tateno, Y. (2008) DDBJ withnew system and face. Nucleic Acids Res 36, D22-D24
Howe D, Costanzo M, Fey P, Gojobori T, Hannick L, Hide W, Hill D P, Kania R, Schaeffer M, St Pierre S, Twigger S, White O, Yon Rhee S (2008) Big data: The future of biocuration. Nature 455, 47-50
Field D, Garrity G, Gray T, Morrison N, Selengut J, Sterk P, Tatusova T, Thomson N,
Allen MJ, Angiuoli SV, Ashburner M, Tateno Y, et al. (2008) The minimum information
about a genome sequence (MIGS) specification. Nat Biotechnol 26, 541-547
Tanaka T, Antonio BA, Kikuchi S, Itoh T, Sasaki T, Aono R, Suzuki Y, Yamasaki C,
Imanishi T, Okido T, Tada M, Ikeo K, Tateno Y, Gojobori T et al. (2008) Rice annotation
project database (RAP-DB). Nucleic Acids Res. 36, D1028-D1033
Yamasaki C, KO, Barrero RA, Okido T, Mashima J, Hashizume A, Jin L, Lee KB, L
Nozaki A, Miyazaki S, Tanaka N, Suzuki Y, Ikeo K, Saitou N, Sugawara H, Hayashizaki
Y, Itoh T, Fukuchi S, Nishikawa K, Sugano S, Nomura N, Tateno Y, Imanishi T, Gojobori
T. et al. (2008) The H-Invitational Database (H-InvDB), a comprehensive annotation
resource for human genes and transcripts. Nucleic Acids Res. 36, D793-D799

62

日本 DNA データバンクの活動　Activity of the DNA Data Bank of Japan

遺伝資源データベースとリソースの提供サービス
Materials and Information Services of Genetic Resources

遺伝資源データベースとリソースの提供サービス
Materials and Information Services of Genetic Resources◦生物遺伝資源情報総合センターではライフサイエンスの実験研究に必要不可欠な遺伝資源材料の情報を収集し利用者に提供しています。生物種毎に設置されている国内の生物資源バンクと連携し，これまでに多数の資源データベースを構築して公開しています。またナショナルバイオリソースプロジェクト（NBRP 第１期：2002-2006，第２期：2007-2011）の情報センターとしても活動しています。
◦マウス，ゼブラフィッシュ，ショウジョウバエ，ヒドラ，イネ，大腸菌など生物種については，様々な有用実験系統を開発し，維持・分譲サービスを行っています。ナショナルバイオリソースプロジェクトでは，イネ，大腸菌，ゼブラフィッ
シュ，ショウジョウバエなどが中核またはサブ機関として活動しています。
○The Center for Genetic Resource Information was established in 1998 aimed for collecting and providing BioResource information indispensable for life science study. We have constructed a variety of resource databases and opened them to the public incollaboration with resource centers in Japan. This center also has been playing an important role as a center of the National
BioResource Project started in 2002.
○The Genetic Strains Research Center has taken responsibility for developing forefront bioresources, preservation, and distribution of established bioresources of various organisms including E. coli, Rice, Mouse, and Drosophila.
Under the NIG, laboratories outside the GSRC are also engaging in bioresource programs such as C. elegans, Hydra andZebrafish.
①

www.shigen.nig.ac.jp/mouse/strain/⑤

www.nig.ac.jp/labs/OntoGen/overall.html⑨

kawakami.lab.nig.ac.jp/②

www.shigen.nig.ac.jp/mouse/polymorphism⑥

www.nbrp.jp⑩

www.shigen.nig.ac.jp/rice/oryzabase③

www.shigen.nig.ac.jp/mouse/jmsr/⑦

www.shigen.nig.ac.jp/fly/nigfly/⑪

www.shigen.nig.ac.jp/ecoli/strain/④

molossinus.lab.nig.ac.jp/msmdb/⑧

www.nig.ac.jp/labs/DevGen/segmentation/⑫

molossinus.lab.nig.ac.jp/phenotype/①

遺伝研のマウス系統
NIG Mouse Genetic Resources② マウス多型データベース
Mouse Polymorphism DB③ 日本のマウス系統
Japan Mouse/Rat Strain Resources Database④ マウス系統間 SNP 情報
NIG Mouse Genome Database⑤

遺伝研のヒドラ系統
Hydra Genetic Resources⑥ ナショナルバイオリソースプロジェクト情報公開サイト
National BioResource Project HP⑦ 遺伝研のショウジョウバエ系統
NIG Fly Stocks⑧ ショウジョウバエ・体節形成蛋白質抗体
Asian Distribution Center for Segmentation Antibodies⑨ 遺伝研のゼブラフィッシュ遺伝子・エンハンサートラップ系統
Zebrafish Gene trap & enhancer trap DB⑩ イネ総合データベース
Integrated Rice Science Database⑪ 遺伝研の大腸菌リソース
NBRP E.coli Strain⑫ 遺伝研のマウス形質データベース
NIG Mouse Phenotype Database

遺伝資源データベースとリソースの提供サービス　Materials and Information Services of Genetic Resources

63

遺伝学電子博物館
Cyber Museum of Genetics

遺伝学電子博物館
Cyber Museum of Genetics
http://www.nig.ac.jp/museum/
この博物館は、1999年に国立遺伝学研究所の創立50周年を記念して、遺伝学の研究の中身を、わかりやすく、楽しく知っていただけるようにと企画して作ったものです。今年、創立60周年を迎えるにあたって構成を一新
するとともに、時代の流れに則した内容を新たに付け加えました。
新聞やニュースなどで、
「遺伝子」
、
「DNA」
、
「ゲノム」といった言葉が毎日のように流れています。いまや、遺伝学の研究は専門家だけに任せておいてはいけない時代、沢山の方が理解して判断を迫られる時代となっているのです。この「遺伝学博物館」では、学生・学校の先生・ジャーナリスト
だけでなく、科学の研究に興味のある多くの方々に向けて、遺伝学についての正確な情報を提供しています。では、少しだけ中身を紹介しましょう。
○メンデルから現代まで

遺伝学の歴史

昔から「子は親に似る」ということわざがあるように，
親子，兄弟は何となく顔や姿が似ていることは疑う余地がありません。遺伝現象の研究が近代科学として成立したのは，オーストリアの修道院の牧師であった
Mendel が重要な遺伝の法則を発見したことから始まります。

○生きものはどこから来たか 科学としての進化論は，C. ダーウィンが1859年に種の起源を発表したことから始まりました。ダーウィンは進化と遺伝遺伝の原理を知りませんでしたので，自然淘汰の機構について充分説明できず大変悩んだようです。1968年，
木村資生が提唱した中立説に始まり，分子レベルで進化を考えることが始まりました。
○ DNA の視点から生命を考える

分子遺伝学

マルチメディア資料館：DNAの複製

1953年，X 線を使って DNA の二重らせん構造が発見されました。そこには遺伝情報を正確に子孫に伝え，体のかたちを作り，生命活動を行う精巧な仕組みが秘められていました。近年活発なゲノムプロジェクトについてもご紹介します。
クイズ遺伝学！

○いろんな生物のゲノム研究 ゲノムプロジェクトにより，生命現象の基本プログラムの詳細な姿を明らかにするための基礎となる「情報」
生物種の遺伝学が日々蓄積されています。それらは，ゲノムの構造と密接に関連した生物情報知識ベースとしてコンピュー
タ化され，バイオサイエンス研究の基盤情報として広く使われているのです。
○ムービーで見る分子の世界 DNA が複製・転写・翻訳される様子が３ D のムービー
マルチメディア資料館 になりました。RNA ポリメラーゼの専門家と蛋白質の立体構造の専門家が製作に参加し，分子生物学の正確な知見を踏まえて作られています。
○楽しく遺伝学を知ろう！

クイズ遺伝学
ゲノムアニメ劇場
電脳紙芝居

ゲノムアニメ劇場

ゲノムって何？ オーダーメイド医療って？ 研究者
はどんな考え方をしているの？ 素朴な疑問にクイズやアニメで楽しみながら学べます。狙った遺伝子を破壊できるノックアウト技術を使ったマウスの研究の紹介アニメが新たに追加されました。
電脳紙芝居

64

遺伝学電子博物館　Cyber Museum of Genetics

国際交流International Activities

国際交流International Activities

国際会議の主催　International meeting promoted by NIG
2008年５月26日・27日に遺伝研国際シンポジウムが国立遺伝学研究所において開催されました。
NIG International meeting was held on 26th and 27th May 2008 in NIG.
○シンポジウムタイトル

Meeting Title○講演者名

Speakers

染色体の機能とダイナミクス

Andy Choo (Royal Children's Hospital)

Chromosome Dynamics

Aaron Straight (Stanford University School of Medicine)○会場

Matt Waldor (Harvard Medical School)

Location

５月26日（月）・27日 （火）

国立遺伝学研究所

National Institute of Genetics on May 26 (Mon) and 27 (Tue).

○主催

Organizer

国立遺伝学研究所
National Institute of Genetics

Jan Karlseder (Salk Institute for Biological Studies)
Sandy Chang (MD Anderson Cancer Center)
X.F. Steven Zheng (UMDNJ-Robert Wood Johnson Medical School)
Ming-Ying Tsai (University of Nebraska Medical Center)
Andres Clemente-Blanco (Imperial College London)and more.

国際交流　International Activities

65

外国人研究者の受け入れ　Admission of foreign scientists
氏名／プロジェクト名・研究課題／所属
外国人特別研究員

Max Suster

外国人特別研究員

Jose Clemente

Name / Project, Subjest title / Affilication

ゼブラフィッシュ胚における活動依存的な脊椎介在ニューロン形成
Activity-dependent development of spinal interneurons in the zebrafish embryo

初期発生研究部門
Division of Molecular and Developmental Biology

代謝進化のメカニズム−緑色硫黄細菌と生体異物分解径路を中心として−
Mechanisms of Metabolic Evolution in Green Sulfur Bacteria and Xenobiotic
Biodegradation Pathways

遺伝情報分析研究室
Laboratory for DNA Data Analysis

線虫の幹細胞様細胞分裂における転写因子 RNT-1とその結合因子 BRO-1への標的因子の研究
外国人特別研究員（欧米・短期）
Investigating the direct downstream targets of the Runx transcription factor
Rachael Ann Nimmo
RNT-1 and its binding partner BRO-1 in controlling stem cell proliferation andself-renewal in C.elegans.

生物遺伝資源情報研究室
Genome Biology Laboratory

外国人特別研究員

JSPS Summer Program

遺伝情報分析研究室
Laboratory for DNA Data Analysis

外来研究員

MOU Grant

比較ゲノム解析研究室
Comparative Genomics

外来研究員

改変型神経毒素遺伝子を用いた脊椎動物脳機能研究
Engineering neurotoxins for genetic manipulation of brain function in vertebrates

初期発生研究部門
Division of Molecular and Developmental Biology

外来研究員

新型シークエンサーによる環境ゲノムデータの分子系統および代謝プロファイル解析
Surveying intact microbial communities using binary hybridization fingerprints

遺伝情報分析研究室
Laboratory for DNA Data Analysis

科学研究費補助金

配偶子形成とゲノム刷込みのエピゲノム制御機構
Epigenetic regulation of gemetogenesis and genomic imprinting

人類遺伝研究部門
Division of Human Genetics

科学研究費補助金

比較ゲノム解析に基づく進化メカニズム研究
Study of evolutionary mechanism based on comparative genome analysis

集団遺伝研究部門
Division of Population Genetics

受託研究

染色体分配研究を軸にしたバイオメディカル事業への新展開
A new frontier of biomedical research on chromosome segregation

分子遺伝研究部門
Division of Molecular Genetics

受託研究

原核生物遺伝資源（大腸菌・枯草菌）の整備と活用
Development and utilization of prokaryotic genetic resources(E.coli)

原核生物遺伝研究室
Microbial Genetics Laboratory

受託研究

ヒトゲノムネットワーク情報システムの構築
Development of Genome Network Platform

遺伝情報分析研究室
Laboratory for DNA Data Analysis

ヒトゲノムネットワーク情報システムの構築
Margherita Squillario Development of Genome Network Platform

遺伝情報分析研究室
Laboratory for DNA Data Analysis

Nicole M LashbrookVeronica Jean Murtagh
Max Suster
Mitchell Dean Day
李 玉鳳

Kirill Kryukov
商 維昊
陳　　薇
Andrea Cornero

受託研究

高機能簡易型有害性評価手法の開発 / ２８日間反復投与試験結果と相関する
遺伝子発現データセットの開発
Gene expression profiling to acquire data sets correlated with repeated dose
28-day oral toxicity studies in rodents

遺伝情報分析研究室
Laboratory for DNA Data Analysis

受託研究

ヒトゲノムネットワーク情報システムの構築
Development of Genome Network Platform

遺伝情報分析研究室
Laboratory for DNA Data Analysis

受託研究

ヒトゲノムネットワーク情報システムの構築
Development of Genome Network Platform

遺伝情報分析研究室
Laboratory for DNA Data Analysis

受託研究バイオ基幹情報資源の高準化と共用化
Enhancement of quality and interoperability of biological information resources

データベース運用開発研究室
Laboratory for the Research andDevelopment of Biological Databases

受託研究

Jung Shan Hwang

Hua Ngoc Phuc
劉 慶信
權 娟大

66

国際交流　International Activities

国立大学法人

総合研究大学院大学 遺伝学専攻

国立遺伝学研究所（遺伝研）は，総合研究大学院大学（SOKENDAI）
・遺伝学専攻として，大学院生の教育を行っています。遺伝学を中核に多様な分野の研究が集積する優れた環境の元で，幅広い視野をもつ研究者を育成し，次世代の生命科学研究に貢献したいと考えています。
５年間で博士号取得を目指す５年一貫制博士課程と３年間の博士後期課程の２種類の課程があります。修士号取得者や大学卒業後２年間の研究歴のある人は博士後期課程に入学できます。
http://www.nig.ac.jp/jimu/soken/index-j.html
The National Institute of Genetecs (NIG) functions as the Department of
Genetics of SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies) andoffers graduate programs in Genetics. Those who have a bachelor’s degree or
equivalent are eligible to apply to our 5-year PhD program. Those with a Master’s degree or two years of research experience after obtaining bachelor’s
degree can enroll in our 3-year PhD program. Highly qualified students are eligible to receive a stipend from the Japanese government.
Our graduate programs provide interdisciplinary education with frequent
seminars, journal clubs, and workshops on scientific writing and presentation.
NIG has about 35 research groups, each headed by a professor or an associate
professor who leads innovative research programs in a highly interactive atmosphere. The quality of the research done at NIG is evident from the frequentcitation of papers published from the Institute and the high funding rates for
grant proposals from NIG. NIG houses enormous resources for basic researchin life sciences, such as the well-established DNA database (DDBJ), an extensive collection of mutant strains of various model organisms, and state of theart research equipment.
United under the term “Genetics”, the graduate students at NIG continue toexpand the frontiers of life sciences, in molecular and cell biology, development, neurosciences, evolution, structural biology, and bioinformatics.
For more information please visit the web site of our graduate program:
http://www.nig.ac.jp/jimu/soken/index-e.html

総合研究大学院大学・遺伝学専攻
Department of Genetics, SOKENDAI

遺伝研で学びませんか？
SOKENDAI・遺伝学専攻の特色
質の高い研究遺伝研は国内外の研究者の共同利用を目的とした研究機関です。整備された DNA データベース，数多くの実験生物系統などの遺伝資源，最先端の共通機器等，生命科学の基礎研究を遂行するための環境が全て揃っています。ここでは，約35の研究グループがそれぞれのテーマに向かって自由に研究活動を展開し，得られた研究成果を世界へと発信
しています。論文引用度や科学研究費の採択率がここ数年間常にトップクラスであることも，当研究所で行われている研究が国際的にみても高水準であることを裏付けています。質の高い研究に支えられた研究主導型の教育は，SOKENDAI・遺伝学専攻で学ぶ大きな利点です。

High Quality Research
SOKENDAI: No. 1 in Education
SOKENDAI is based on research institutions such as NIG that conducts top level research in various disciplines. For thisreason it can devote its huge resources and personnel to research-based education. Indeed, in 2008 SOKENDAI was
ranked “No. 1 in Education” among all national universities in Japan.

充実した教育遺伝研では，教授も准教授もそれぞれ独立の研究室を組織して研究を行っています。各研究室の構成員は10人前後と小規模ですので，教員と頻繁な密度の濃い議論が可能です。博士課程の大学院生１人あたりの教員数は1.4人であり，大学院大学ならではの非常に恵まれた研究教育環境であるといえます。教員１人あたりの学生
数，学生１人の教育にかける経費などを総合した「教育の偏差値」は，全国の国立大学のなかでトップに位置しています。
＊教育の偏差値は教員１人あたりの学生数，学生１人あたりの教育経費，教育にかけられている経費が資金に占める割合から算出されています。
文部科学省 科学技術政策研究所「国立大学法人の財務分析」（2008年１月）のデータを元に作成。

総研大は教育の偏差値が国立大学で一番
大学院名

教育の偏差値＊順位

総合研究大学院大学

87.1

1

北海道大学

44.2

82

東北大学

44.6

77

東京大学

46.9

60

名古屋大学

45.8

66

京都大学

44.1

84

大阪大学

44.8

73

九州大学

44.7

74

Small lab size
Unlike most other Japanese Universities that retain the "pyramid" lab structure, professors and associate professors
organize independent research groups at NIG. Each group is small; a typical lab consists of fewer than ten people: a principal investigator (professor or associate professor), an assistant professor, a postdoc (if any), one or two graduate students and technicians. Thus, the ratio of faculty to students is extremely high, an average of 1.4 faculty/student. This
enables the graduate students to have frequent and in-depth discussions with faculty−something not possible at institutions with an undergraduate program, which must accept several students per faculty every year, not counting undergraduate students!

多彩な授業と豊富なセミナー
遺伝学専攻は生命科学の様々な分野を基礎から最先端まで学べるよう，多彩な授業を提供しています。たとえば，
次世代志向境界領域という科目では，複数年度にわたって生物学の融合領域の短講義・短演習を２つ受講することによって単位を得ることができます。分子発生生物学や発生生物学では，e-learning による基礎的知識の教授と議論が中心の授業を併設し，原著論文を批判的に読み，ディスカッションすることを通して「考える力」や「討論する力」
を育てることを重視しています。また，英会話や論文作成など成果発表のための実践的技術を身につけるための授業も行っています。
遺伝学専攻の基盤機関である遺伝研は，多岐分野にわたるセミナーを頻繁に開催しています。週１度の所内演者による内部交流セミナーに加えて，国内外の著名研究者を招いた Biological Symposium が年間約50回以上も開かれ，活発な論議が行われています。大学院生としてこれらのセミナーに参加すれば，遺伝学専攻の共通専門科目の単位になります。また，セミナー演者と大学院生との昼食会に参加すれば，あこがれの研究者と実際に会って個人的に話をすることができます。
68

総合研究大学院大学・遺伝学専攻　Department of Genetics, SOKENDAI

総合研究大学院大学・遺伝学専攻
Department of Genetics, SOKENDAIDiverse Courses and Frequent Seminars
The Department of Genetics offers diverse courses aimed at providing in depth as well as basic knowledge on various
ﬁelds of life sciences. For example, in the course "Perspectives of Frontiers", students can obtain credit by taking two
short lecture series that deal with fundamental principles at the boundary of biology and another ﬁeld. Molecular and Cellular Biology and Developmntal Biology are offered in two forms: e-learning in which you can learn basic consepts over theinternet, and courses that center on critical reading and discussion of the primary literature. Courses desinged to reﬁnescientiﬁc presentation skills, such as English conversation classes and workshop on scientiﬁc writing are also offered. Alarge number of seminars covering various ﬁelds of life sciences are held by NIG. About 70 "Biological Symposia" featuring
eminent scientists from all over the world are held annually. In addition, members of NIG present their progress during thepast year at weekly "NIG Colloquia." These seminars also include an active question and answer session with animateddiscussions in which students can learn how to discuss and debate various scientiﬁc issues. Course credit can beobtained by attending these seminars. Graduate students are invited to lunch with seminar speakers, where students havea chance to personally talk with internationally renowned scientists. Many of the seminars, including those given by Japanese scientists, are given in English, and most of the graduate course lectures are also given in English. So, the knowledgeof Japanese is not required for completing the graduate program and obtaining PhD degree.

複数教員による教育制度
遺伝学専攻は，「一人一人の大学院生を全教員で指導する」という理念のもとに大学院教育を行っています。もちろん各大学
院生はそれぞれ一人の指導教員のもとでその研究グループに所属して研究を行いますが，それを補う形で，複数教員の指導によるユニークな「プログレスレポート制度」を実施しています。
この制度は，「各々の学生が選んだ教員が小委員会を組織し，学生の相談にのったり助言をおこなう」というものです。５年一貫制博士課程１，３年次では，指導教員以外の教員１名との個人面談で研究計画の討論を行い，研究テーマの設定について助言を得ることができます（生命科学プログレスⅠ，Ⅲ）。２，４年次には，それまでの研究内容のレポートを提出し，指導教員以外の４人の教員からなる小委員会に対して口頭で発表を行います（生命科学プログレスⅡ，Ⅳ）。さらに５
年次には，研究所全体での公開のセミナーを行い，聴衆や小委員会のメンバーと討論します（生命科学プログレスⅤ）。
研究成果がまとまって学位論文を提出すると，多くの場合，プログレスレポート小委員会のメンバーに所外の委員を加えて審査委員会が組織されます。指導教員は審査委員会メンバーにはなれません。
これらの制度が，研究が行き詰まったときの助けになるのはもちろんですが，様々な分野の研究者の意見を聞く機会をもつことで，研究者としての視野を広げるのに役立っています。また，英語論文を書くための準備やプレゼンテー
ションの訓練という意味でも経験を積むことができます。

Team teaching
NIG has a policy that "all" faculty members should be involved in the education of each student. As in other institutions,most research activities of a student are done in a particular research group, headed by a thesis advisor. However, each
student in the NIG graduate program elects four faculty members outside their own research group as members of their"Progress Report Committee." This committee meets with the student once per year (or more often if requested by thestudent) and gives advice on the student's thesis project. Every year students will have opportunities to present their workin poster sessions or at the NIG Colloquium, and have discussions with the committee, as well as the audience. By providing a friendly and stimulating environment to have in-depth discussions with researchers in other ﬁelds, this program helps
students to broaden their views and to ﬁnd breakthroughs when research is not going smoothly. It also gives opportunity
to prepare for presenting seminars at conferences.

研究者間の活発な交流
遺伝研・遺伝学専攻は，研究者間の交流や議論が活発な事で有名です。各研究室が小規模なこともあり，研究室間の合同セミナーや，共同研究が活発に行われています。大学院生も，他の研究室に出入りして自分に必要な知識や実験手技を学んだりするなど，自由で積極的な交流を行っており，大講座制にはない魅力となっています。研究所には，教員や大学院生以外にも，博士研究員，共同利用研究員，外国人招へい研究者等，様々な立場の研究者がいるので，いろいろなレベルでの交流が行われています。このような研究室間の垣根のない交流は，幅広い学際的視野をもつ研究者の育成のために，非常に良い環境であるといえるでしょう。
総合研究大学院大学・遺伝学専攻　Department of Genetics, SOKENDAI69

Close network of research groups
NIG is famous for active interactions and discussions among the in-house researchers. Because each research group issmall, many groups have joint lab meetings with other labs, and collaborations between groups are very common. Graduate students also actively and freely visit other research groups to acquire new techniques and knowledge, which isanother merit of small groups. In addition to graduate students and faculty members, NIG supports various types ofresearchers, such as postdoctoral fellows, collaborative researchers and visiting scientists from abroad. Interacting andnetworking with researchers with diverse levels and backgrounds is an ideal way for students to develop broad and balanced views as mature scientists.
In addition to formal seminars and colloquia, NIG offers many opportunities for the researchers to get together and discuss various issues in a relaxed atmosphere, such as tea times, happy hours, and an end-of-the-year party.

生命科学研究科合同セミナー
総研大の生命科学研究科は，遺伝研を基盤機関とする遺伝学
専攻，岡崎の生理研，基生研を基盤機関とする生理学専攻，基礎生物学専攻から成り立っています。これら３専攻の合同セミ
ナーが年１回開催されています。2006年度合同セミナーは，遺伝学専攻の学生が中心となって企画され，つま恋において２泊３日の日程で３専攻間の学生および教員の活発な交流が行われました。

学生に対する様々な支援活動
大学院生としての生活は人生の中で決して「楽な」時期ではありません。
一人前の研究者と同様に高いレベルの研究成果をあげることを期待されているにもかかわらず，「指導を受けている」学生という身分であるため，仕事をするために授業料を支払わなければなりません。アメリカでは，大学院生の授業料は学部や指導教官が申請するグラントによって負担され，また学生には給与（stipend）が支給されるのが普通ですが，現在の日本の制度では大学院が学生に経済的な援助を与えるシステムは極めて限られています。このような制約の下でも，遺伝学専攻は，学生が「一人前の研究者に育つ」と言う目標を達成するために出来る限りの支援をしようとしてい
ます。

経済的支援

英会話授業

遺伝学専攻では，大学院生をリサーチアシスタントに採用し，科学研究における様々な場面では，「英語で議論する力」が必

給与を支給しています。額は５年一貫制１，２年次が年額55万要です。遺伝学専攻は「遺伝学英語口頭表現演習」という授業

円，３年次以上が年額60万円です。また，日本学生支援機構のを開講し，外部講師による英会話授業を行っています。卒業ま奨学金の貸与を希望する者は，入学後選考のうえ，日本学生支でに英語で自らの研究内容のプレゼンテーションや討論ができ援機構に推薦します。最近の実績は，博士後期課程入学の学生

るようになるような授業設計がされています。

の場合，希望者全員が奨学金給付を認められています。入学料，
授業料については，経済的理由により納付が困難で，かつ学業優秀な者等に対し，入学後選考のうえ，全額免除又は徴収猶予が認められる制度があります。

海外での学会参加の助成
研究成果をあげ，英会話能力を身につけたら次は国際学会での発表です。遺伝学普及会が若手研究者に対する海外渡航費の助成を行っており，申請が認められれば旅費の援助が受けられプレゼンテーション法の指導研究者にとっては，単に研究能力だけでなく，その成果を外に発表する能力も大切です。そこで，遺伝学専攻は外部講師に

70

ます。

就職支援活動

よる英語論文書き方講習会やプレゼンテーション法講習会など

遺伝学専攻では在学生や修了生を対象に，「求人情報のメーリを企画し，研究者として独り立ちするために役立つ実践的な教

ングリスト」を作成しています。個々の教員に寄せられるポス

育セミナーも行っています。

ドクなどの求人情報が素早く入手できる便利な制度です。

総合研究大学院大学・遺伝学専攻　Department of Genetics, SOKENDAIVarious aids to students
Since 1995, NIG has been selected as the Center of Excellence (COE) and has received ample support fromthe government to enrich its graduate program.

Financial aid

Courses on scientific presentation

Students accepted to the International Graduate Program at
NIG will be nominated as candidates to receive the Scholarship from the Japanese government (MEXT fellowship). Third
year students can also apply to a “Research Fellowship for
Young Scientists” grant sponsored by JSPS.Other ﬁnancial
aids are also available.

Learning how to communicate your results to others in writing and in oral presentations is an important technique thatmust be mastered during your graduate career. As a part of thegraduate program, NIG offers courses in scientiﬁc writing, as
well as scientiﬁc presentation and discussion in English. Effective presentation techniques will help you not only to get yourideas across, but also reﬂect positively on you and yourachievements.

NIG has laptop computers and bicycles that students canborrow for their own use.

Travel funds

Aid in finding a job
To help our graduates ﬁnd jobs after obtaining their degrees,
NIG collects recruitment information for positions such as
postdocs and assistant professors and informs the graduate
students and alumni using a web page and a mailing list.

Once you have obtained interesting results and polished
your presentation skills, it's time to show them off at international meetings. Indeed, many NIG graduate students havebeen selected to present their work as oral presentations atprestigious international conferences. NIG students are eligible
to apply to several travel funds to cover the costs of attending
international conferences.

大学院進学を考えている方へ！
体験留学・体験入学
遺伝研では学部学生のための「体験入学プログラム」
を実施しています。１―２週間、遺伝研の宿泊施設に泊
まり込み、実験、セミナー参加、総研大生との交流会、最後には研究発表会など、盛りだくさんのプログラムで、遺伝研での研究生活を実体験することができます。旅費・宿泊費は遺伝研から支援されます。2007年度からは、海外からの学生も対象にしたインターン制度（NIGINTERN）
も始めました。
遺伝学専攻の大学院教育は、「自立した研究者」の育成を目指しています。しかし、この目標は優れた研究
環境や充実した指導体制だけで達成できるわけではありません。大学院生が各自、何を研究したいのか目的
意識をきちんと持ち、自ら積極的に行動することが必要です。遺伝学専攻に興味を持たれた方は、まずは興味をもつ研究室の教員に直接連絡を取ってみてください。

Message to Students
If you are reading this page, you are probably planning to obtain a doctoral degree (Ph. D.) in graduate schooland become a researcher. Then, what do you aim for as you enter graduate school?
A doctoral degree is vital to obtaining a job as a researcher. The position of a postdoctoral researcher, by
deﬁnition, assumes that you have a doctoral degree, and qualiﬁcations for faculty positions also often include
holding a doctoral degree as a prerequisite. Once you obtain a doctoral degree, society will accept you as a"professional researcher"; they will expect you to have gained the professional knowledge and experimental
techniques necessary to conduct research−to discover things that no one has found out before. However, graduate school is not just for obtaining knowledge or techniques. All that can be done later; in fact, researchers need
to be constantly acquiring new knowledge and techniques to stay at the forefront of their ﬁeld of research. Whatyou should do in graduate school, and what can only be done in graduate school, is to acquire "the spirit andattitude of research." Learning how to improve the quality of your data, how to turn "data" into "results," and how
to write and publish papers that announce how your research advances the ﬁeld−these are the most important
things that you should aim to accomplish as a graduate student.

総合研究大学院大学・遺伝学専攻　Department of Genetics, SOKENDAI

71

総合研究大学院大学・遺伝学専攻／他研究機関からの受け入れ
Department of Genetics, SOKENDAI / Hosting scientists from other institutions

Therefore, our goal for graduate education in the Department of Genetics, SOKENDAI is "to develop the ability
to become an independent researcher." In admissions process we value volition, creativity, and logical thinking
skills, rather than knowledge of factual data. Our admission policy can be found at the following URL: http://
www.nig.ac.jp/jimu/soken/exam/admission_policy.html#English.
For detailes of the international Graduate Program at NIG, please visit the following URL.
http://www.nig-ac.jp/jimu/soken/IGP/

Undergraduate Summer Research Program at NIG, NIGINTERNNIG offers a 10-week research internship program for undergraduate students who wish to gain experience inscientific lab work. Each intern will join ongoing research projects in a world-class research group. Intern can also
participate in various Department activities, such as lectures for our graduate students, journal clubs, and seminars by outstanding researchers in and out of NIG. Japanese lessons are also available.
Stipend will be provided to cover traveling and living expenses, lodging in the institute’s guesthouse and overseas travel accident and sickness insurance.

SOKENDAI・遺伝学専攻 DVD

Promotional Video of the NIG Graduate Program

遺伝学専攻では遺伝研の研究教育環境を広く知っていただくため，所内の様子，大学院生の活動，遺伝学専攻の教育方針や教員の研究内容について紹介した DVD を制作しました。配布（無料）を希望される方は，国立遺伝学研究所大学院担当（info-soken@lab.nig.ac.jp）までご連絡ください。
We have produced a DVD video to introduce the activities at the Department of Genetics, SOKENDAI. The video
includes an overview of the graduate program and research
activities at the National Institute of Genetics. The DVD (inJapanese) can be obtained free of charge by contacting thegeneral affairs section (info-soken@lab.nig.ac.jp).

他研究機関からの受け入れ

Hosting scientists from other institutions

遺伝研は，他大学の大学院生の教育にも貢献しています。遺伝学またはこれに関連する学問分野を専攻している大学院生（修士・博士課程）であれば，「特別共同利用研究員」として遺伝研で研究することが可能です。授業料などの費用はかかりません。そのほか，企業に所属しながら遺伝研で研究する「受託研究員」制
度や，大学卒業の資格で遺伝研で研究する「遺伝研研究生」の制度もあります。
詳細は http://www.nig.ac.jp/welcome/howtowork-j.html をご覧ください。
NIG accepts students who belong to other graduate programs (master's course or doctor's course) and provides research environment at the Institute. NIG also offers ample opportunity for post-graduate education andinternational exchanges. Institutionally-funded postdoc positions (NIG postdoctoral fellow) take applications in
December. One can also work at NIG through externally-funded postdoc grants (MEXT and JSPS Programs) or
grants to individual labratory. In addition, NIG welcomes sabbatical stays of foreign faculty. Please contact yourproposed mentor/host/hostess for details on the programs.

72 総合研究大学院大学・遺伝学専攻／他研究機関からの受け入れ　Department of Genetics, SOKENDAI / Hosting scientists from other institutions

遺伝研で学んでいる大学院生
Graduate Students at NIG

遺伝研で学んでいる大学院生

Graduate students at NIG
氏名／研究課題名

Name / Research Topic

Graduate students at NIG

■

尼川裕子

AMAKAWA,Yuko

Mechanisms regulating X-chromosome activity during embryonic development

■

千葉初音

CHIBA,Hatsune

Mechanisms of DNA methylation in mouse germ cells■

AILANI,Deepak

■

付　　煜

FU,Yu

Control and evolution of transposons in Arabidopsis

■

福田

渓

FUKUDA,Kei

Regulation of mammalian epigenetic mechanisms

■

原

裕貴

HARA,Yuki

Cell size-dependent control of spindle elongation in C. elegans early embryo

■

長谷川和輝

HASEGAWA,Kazuteru

Analysis of cyclic gene expression in Sertoli cells

■

畠山明子

HATAKEYAMA,Akiko

Electromechanical microinjection with needles with sub-micron diameters.

■

林

HAYASHI,Hanako

The regulatory mechanism of nuclear size in C. elegans early embryo

■

平野真美

HIRANO,Mami

Functional analysis of rice genes regulating reproductive process

■

石井亜矢子

ISHII,Ayako

Analyses of genetic factors related to spontaneous activity in mice

■

香川尚子

KAGAWA,Naoko

Functional role of CENP-R in mice.

■

神澤秀明

KANZAWA,Hideaki

Evolutionary Analysis of Ancient DNA

■

片岡太郎

KATAOKA,Taro

Genetic dissection of energy metabolism based on the mouse genome diversity

■

米田典央

KOMEDA,Norio

Chromosome dynamics during meiotic prophase I in rice

■

近藤賢一郎

KONDO,Ken-ichiro

Role of the replication protein, Sld7 in the cell cycle control

■

金野宏之

KONNO,Hiroyuki

Studies on the mechanisms for maternal mRNA localization in C. elegans embryos

■

松波雅俊

MATSUNAMI,Masatoshi

The phylogenetic analysis of vertebrate genomic region deriving from two round whole genome duplications

■

松岡信弥

MATSUOKA,Shinya

How is establishment of germline-stem-cell regulated in Drosophila development?

■

三田さくら

MITA,Sakura

Physiological function of M6a protein in the nervous system

■

宮崎隆明

MIYAZAKI,Takaaki

Dynamics of the ribosomal RNA gene cluster

■

水多陽子

MIZUTA,Yoko

Analysis of the duplicated genes causing reproductive isolation in rice hybrid pollen■

森MORI,Akihiro

Theoretical and experimental studies on the mechanisms for gene expression regulation in C. elegans

■

新田洋久

NITTA,Hirohisa

Mechanisms of DNA methylation controlling developmental genes

■

庭山律哉

NIWAYAMA,Ritsuya

Mechanical analysis of intra-cellular material transport using C. elegans embryo

■

大久保佑亮

OKUBO,Yusuke

The coupling mechanism to generate synchronized oscillation in mouse somitogenesis■

LAL,Pradeep■

JOSHI,Rajshri

■

佐田亜衣子

SADA,Aiko

Function of Nanos2 in the maintenance of spermatogonial stem cells

■

酒田祐佳

SAKATA,Yuka

Regulation of mammalian epigenetic mechanisms

■

佐々木卓

SASAKI,Taku

Control of DNA methylation in Arabidopsis

■

佐藤俊輔

SATOU,Shunsuke

Changes in hepatic gene expression induced by Peg-Interferon plus Ribavirin therapy of chronic hepatitis C patients

■

芝野孝子

SHIBANO,Takako

Regulatory mechanisms of sexual differentiation of mouse germ cells

■

鈴木應志

SUZUKI,Aussie

Functional analysis of kinetochore proteins in vertebrate cells.

■

鈴木亜友美

SUZUKI,Ayumi

Genetic studies of neuronal circuit development in the mouse

■

鈴木郁夫

SUZUKI,Ikuo

Comparative developmental analysis of the chicken telencephalic structure

■

鈴木留美子

SUZUKI,RumikoAnalysis of restriction factors on synonymous sites■

JINAM,Timothy AdrianAnak Joseph

Population differentiation and genetic diversity in Southeast Asian populations

■

田口温子

TAGUCHI,Atsuko

A study of roles of the replication terminus region for proper chromosomal segregation in E.coli

■

高橋真保子

TAKAHASHI,Mahoko

Identification of non-coding regions conserved specifically in primates

■

竹内康造

TAKEUCHI,Kozo

Biochemical studies on constitutive kinetochore components■

田邉

TANAVE,Akira

Molecular and genetic basis of behavior diversity in mice

■

田中健太郎

TANAKA,Kentarou

Developmental robustness in embryonic anterior-posterior patterning in Drosophila and its genetic variability

■

津田勝利

TSUDA,Katsutoshi

A study of KNOX gene function in rice shoot development

■

塚原小百合

TSUKAHARA,Sayuri

Control of retrotransposons in Arabidopsis

華子

明弘

彰

Cell-autonomous regulation of axon guidance receptors in space and time as a novel mechanism of organogenesis

The genetic dissection of neural circuits regulating zebrafish behaviors
Localization patterns of guidance receptors in Drosophila axons: why and how

遺伝研で学んでいる大学院生　Graduate Students at NIG

73

研究を促進するための活動と行事
Activities and Events for the Promotion of Research

研究を促進するための活動
内部交流セミナー

Activities for the Promotion of Research

NIG Colloquia

研究所内における研究成果を発表し，討論する会で，毎週金曜日に開かれます。教員による発表の他，D5プログレスレポー
トとして博士課程５年生の研究紹介の場としても利用されています。
Seminars are held every Friday by researchers at the Institute to
discuss their progress during the past year. Presentations are
made not only by the faculty, but also by fifth year graduate students as a part of their D5 Progress Report.

バイオロジカルシンポジウム

2009年3月27日 桂 勲博士の講演
March 27,2009 Dr. Isao Katsura

Biological Symposia

先端の研究を行っている国内外の研究者を研究所に招き、講演討論を行います。幅広い分野の優れた講演が年間約80回行われています。
The Biological Symposium is held throughout the year, featuring
distinguished speakers in many areas of biological sciences, fromuniversities and institutions worldwide.
2009年3月16日 Patricia J. Wittkopp 博士の講演
March 16, 2009 Dr. Patricia J. Wittkopp

行事

Events研究所の一般公開

Open House

科学技術週間における行事の一環として，毎年４月上旬に各研究部門の展示や学術講演を行い，学術映画を上映するなど，研究所の一部を一般に公開しています。
As one of the events of the Science and Technology Week, theNational Institute of Genetics (NIG) opens its grounds and facilities tothe public. Visitors attend exhibits, special lectures and scientific
movies, as well as enjoying cherry blossoms in the institute campus.

公開講演会

Public Lecture

年1回、東京地区を中心に本研究所教員を講師として、一般を対象に遺伝学公開講演会を開催しています。
Once every autumn, NIG holds a public lecture in Tokyo, presented by its faculty.

2008年度の公開講演会
開催日：2008年11月8日㈯会場：秋葉原コンベンションホール（東京都千代田区外神田）
講演タイトル：

生きている動物の体内で細胞の形作りを観察する〜遺伝子はいかにして形をプログラムするのか？〜榎本 和生
植物ゲノムの多様性〜種のせめぎ合いと進化〜

倉田

のり

ゲノムの高度活用戦略〜哺乳類のエピジェネティクスと非コード RNA 〜 佐々木裕之

74

研究を促進するための活動と行事　Activities and Events for the Promotion of Research

2008年4月5日 一般公開
April 5, 2008 Open House

運営
Management

運営

Management

運営会議 Advisory Committee

研究所の運営に関する重要事項その他共同研究計画に関する事項で、所長が必要と認めるものについて、所長の諮問に応じる。
The Advisory Committee gives advice to the Director-General on administrative affairs including joint research programs.
（所外委員 五十音順）
大隅典子

菅野純夫

東北大学大学院医学系研究科教授

東京大学大学院新領域創成科学研究科教授

OSUMI, Noriko

Professor, Graduate School of Medicine, Tohoku University

SUGANO, Sumio

Professor, Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo

岡田典弘

東京工業大学大学院生命理工学研究科教授
Professor, Tokyo Institute of Technology school and
Graduate school of Bioscience and Biotechnology

関口睦夫

福岡歯科大学客員教授

OKADA, Norihiro

小川智子

岩手看護短期大学副学長

舘田英典

九州大学大学院理学研究院教授

OGAWA, Tomoko

Vice-Director, Iwate College of Nursing

近藤名古屋大学大学院理学研究科教授

滋

KONDO, Shigeru

Professor, Graduate School of Science, Nagoya University

篠崎一雄

独立行政法人理化学研究所植物科学研究センター長

SHINOZAKI, Kazuo

Director, Plant Science Center, RIKENSEKIGUCHI, Mutsuo Adjunct Professor, Fukuoka Dental College
TACHIDA, Hidenori

Professor, Faculty of Sciences, Kyusyu University

中村春木

大阪大学蛋白質研究所教授

西田栄介

京都大学大学院生命科学研究科教授

NAKAMURA, Haruki Professor, Institute for Protein Research, Osaka University
NISHIDA, Eisuke

Professor, Graduate School of Biostudies, Kyoto University

倉田のり

系統生物研究センター教授（所内委員 編成順）
山尾文明

分子遺伝研究系教授

YAMAO, Fumiaki

Professor, NIG

KURATA, Nori

Professor, NIG

荒木弘之

細胞遺伝研究系教授

仁木宏典

系統生物研究センター教授

ARAKI, Hiroyuki

Professor, NIG

NIKI, Hironori

Professor, NIG

広海

個体遺伝研究系教授

嶋本伸雄

構造遺伝学研究センター教授

HIROMI, Yasushi

Professor, NIG

SHIMAMOTO, Nobuo Professor, NIG

斎藤成也

集団遺伝研究系教授

五條堀

健

孝

生命情報・DDBJ 研究センター教授

SAITOU, Naruya

Professor, NIG

GOJOBORI, Takashi Professor, NIG

佐々木裕之

総合遺伝研究系教授

大久保公策

生命情報・DDBJ 研究センター教授

OKUBO, Kousaku

SASAKI, Hiroyuki

Professor, NIG

城石俊彦

系統生物研究センター教授

Professor, NIG

SHIROISHI, Toshihiko Professor, NIG

アドバイザリーボード Advisory Board

The board members give advice to the Director-General and/or the Advisory Committee regarding the principles and policies of
the institute.
岩槻邦男

竹市雅俊

独立行政法人理化学研究所発生・再生科学総合研究センター長IWATSUKI, Kunio

Director-General, Museum of Nature and Human Activities, Hyogo

TAKEICHI, Masatoshi Director, Center for Developmental Biology, RIKEN

榊

豊橋技術科学大学長

Walter J. Gehring
Tim Hunt
John Sulston

Professor, Biozentrum, University of Basel

Eric Wieschaus

Professor, Princeton University

佳之

兵庫県立人と自然の博物館長

SAKAKI, Yoshiyuki

President, Toyohashi University of Technology

杉村

国立がんセンター名誉総長

隆

SUGIMURA, Takashi President Emeritus, National Cancer Center

Principal Scientist, Cancer Research UK London Research Institute
Chair, Institute for Science, Ethics and Innovation,
The University of Manchester,

総合企画室 Office of Strategy Planning and Coordination

運営会議共同利用委員会

所長の指揮の下，研究企画，評価，産学連携・広報の企画・調整を行うとともに，機構本部総合企画室に対応する。

委員長
五條堀

研究企画担当（所外委員）
岡田典弘

五條堀

孝

倉田のり
城石俊彦
荒木弘之
新領域融合研究センター担当

仁木宏典

評価担当

上田

広報・知財担当

鈴木睦昭

龍

孝

舘田英典
（所内委員）
荒木弘之

生命情報・DDBJ 研究センター教授

東京工業大学大学院生命理工学研究科教授
九州大学大学院理学研究院教授

細胞遺伝研究系教授

倉田のり

系統生物研究センター教授

嶋本伸雄

構造遺伝学研究センター教授

運営　Management75

運営Management

各種・個別委員会■生物遺伝資源委員会 所外委員（五十音順）
委員会名

委員長

将来計画委員会

五條堀

予算委員会

倉田のり

施設整備委員会

佐々木裕之

共通機器委員会

小林武彦

電子計算機委員会

中村保一

図書委員会

広海

健

セミナー委員会

小出剛

DNA データ研究利用委員会

藤山秋佐夫

事業委員会

嶋本伸雄

広報委員会

仁木宏典

知的財産委員会

嶋本伸雄

放射線安全委員会

荒木弘之

遺伝子組換え実験安全委員会

山尾文明

■

動物実験委員会

城石俊彦■

防火・防災管理委員会

管理部長

データベース等取扱い委員会

斎藤成也

生物遺伝資源委員会

城石俊彦■

マウス小委員会

城石俊彦■

イネ小委員会

倉田のり■

大腸菌小委員会

仁木宏典■

ハラスメント防止・対策委員会

倉田のり

孝

ヒトゲノム・遺伝子解析研究倫理審査委員会 大久保公策
安全衛生委員会

荒木弘之

利益相反委員会

所長

遺伝学博物館委員会

斎藤成也

■

■

■ DNA データ研究利用委員会 所外委員（五十音順）

明石良

宮崎大学フロンティア科学実験総合センター教授

伊佐正

自然科学研究機構生理学研究所教授

稲葉一男

筑波大学下田臨海実験センター長

岩槻邦男

兵庫県立人と自然の博物館館長

漆原秀子

筑波大学大学院生命環境科学研究科教授

江面浩

筑波大学大学院生命環境科学研究科教授

遠藤隆

京都大学大学院農学研究科教授

大熊盛也

独立行政法人理化学研究所筑波研究所バイオリソースセンター室長

小笠原直毅

奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科教授

岡田清孝

自然科学研究機構基礎生物学研究所長

岡本仁

独立行政法人理化学研究所脳科学総合研究センターグループディレクター

小幡裕一

独立行政法人理化学研究所筑波研究所バイオリソースセンター長

帯刀益夫

東北大学名誉教授

笠井文絵

独立行政法人国立環境研究所生物圏環境研究領域室長

金子嘉信

大阪大学大学院工学研究科准教授

亀井克彦

千葉大学真菌医学研究センター教授

河瀬真琴

独立行政法人農業生物資源研究所基盤研究領域ジーンバンク長

草場

広島大学大学院理学研究科教授

信

小林正智

独立行政法人理化学研究所筑波研究所バイオリソースセンター室長

酒泉

新潟大学理学部教授

満佐藤和広

岡山大学資源生物科学研究所教授

島本義也

東京農業大学生物産業学部教授

鈴木健一朗

独立行政法人製品評価技術基盤機構バイオテクノロジー本部部門長

芹川忠夫

京都大学大学院医学研究科教授

中辻憲夫

京都大学再生医科学研究所長

中村太郎

大阪市立大学大学院理学研究科准教授

中村幸夫

独立行政法人理化学研究所筑波研究所バイオリソースセンター室長

成瀬清

自然科学研究機構基礎生物学研究所准教授

西尾剛

東北大学大学院農学研究科教授

小笠原直毅

奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科教授

仁田坂英二

九州大学大学院理学研究院助教

金久

京都大学化学研究所教授

仁藤伸昌

近畿大学生物理工学部教授

菊地俊一

独立行政法人科学技術振興機構研究基盤情報部次長

深海

薫

独立行政法人理化学研究所筑波研究所バイオリソースセンター室長

中村春木

大阪大学蛋白質研究所教授

伴野豊

九州大学大学院農学研究院准教授

長村吉晃

独立行政法人農業生物資源研究所基盤研究領域ゲノムリソースセンター長

前川二太郎

鳥取大学農学部教授

服部正平

東京大学大学院新領域創成科学研究科教授

増井

独立行政法人医薬基盤研究所生物資源研究部主任研究官

藤田信之

独立行政法人製品評価技術基盤機構バイオテクノロジー本部ゲノム解析部門長

松居靖久

東北大学加齢医学研究所教授
大阪大学微生物病研究所教授

實

徹

水島

洋

東京医科歯科大学情報医科学センター准教授

松浦善治

宮野

悟

東京大学医科学研究所ヒトゲノム解析センター教授

松沢哲郎

京都大学霊長類研究所長

松本耕三

京都産業大学工学部教授

三谷昌平

東京女子医科大学医学部主任教授

森奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科教授■遺伝子組換え実験安全委員会 所外委員（五十音順）
青木久尚

日本大学名誉教授

大泉光一

青森中央学院大学経営法学部教授■動物実験委員会 所外委員
塩尻信義

76

静岡大学理学部教授

運営　Management

浩禎

森脇和郎

独立行政法人理化学研究所筑波研究所特別顧問

矢尾板芳郎

広島大学大学院理学研究科教授

山村研一

熊本大学発生医学研究センター教授

山本雅敏

京都工芸繊維大学ショウジョウバエ遺伝資源センター長

吉木淳

独立行政法人理化学研究所筑波研究所バイオリソースセンター室長

吉村崇名古屋大学大学院生命農学研究科付属鳥類バイオサイエンス研究センター長

運営Management

各種・個別委員会■マウス小委員会 所外委員（五十音順）■大腸菌小委員会 所外委員（五十音順）

相澤慎一

独立行政法人理化学研究所発生・再生科学総合研究センター副センター長

饗場弘二

鈴鹿医療科学大学薬学部薬学科教授

池中一裕

自然科学研究機構生理学研究所教授

秋山芳展

京都大学ウイルス研究所教授

伊藤豊志雄

財団法人実験動物中央研究所部長

磯野克己

財団法人かずさディー・エヌ・エー研究所参与

小幡裕一

独立行政法人理化学研究所筑波研究所バイオリソースセンター長伊藤維昭

京都産業大学工学部教授

甲斐知恵子

東京大学医科学研究所教授

小笠原直毅

奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科教授

木南

九州大学大学院薬学研究院教授

新潟大学大学院医歯学総合研究科教授

片山

芹川忠夫

凌

京都大学大学院医学研究科附属動物実験施設教授

亀井克彦

千葉大学真菌医学研究センター教授

松田潤一郎

独立行政法人医薬基盤研究所生物資源研究部研究リーダー

川岸郁朗

法政大学工学部教授

松本耕三

京都産業大学工学部教授

河村富士夫

立教大学理学部教授

森脇和郎

独立行政法人理化学研究所筑波研究所特別顧問

関口順一

信州大学大学院総合工学系研究科教授

八神健一

筑波大学生命科学動物資源センター教授

戸邉

大阪大学大学院医学系研究科准教授

山村研一

熊本大学発生医学研究センター教授

林

吉木

淳

独立行政法人理化学研究所筑波研究所バイオリソースセンター室長

藤田泰太郎

福山大学生命工学部教授

米川博通

財団法人東京都医学研究機構東京都臨床医学総合研究所副所長

堀内

自然科学研究機構基礎生物学研究所教授■イネ小委員会 所外委員（五十音順）

勉

亨
哲也

宮崎大学医学部教授嵩三木健良

九州大学名誉教授

吉田健一

神戸大学大学院農学研究科准教授

芦苅基行

名古屋大学生物機能開発利用研究センター教授

石川隆二

弘前大学農学生命科学部准教授■ヒトゲノム・遺伝子解析研究倫理審査委員会 所外委員（五十音順）

奥野員敏

筑波大学大学院生命環境科学研究科教授

青木久尚

日本大学名誉教授

北野英己

名古屋大学生物機能開発利用研究センター教授

小田日本大学法学部教授

佐藤

光

司

九州大学大学院農学研究院附属遺伝子資源開発研究センター教授

黒澤健司

神奈川県立こども医療センター医長

佐野芳雄

北海道大学大学院農学研究院教授

小林設郎

静岡県立三島北高等学校教諭

島本

奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科教授

野口基子

静岡大学元教授

谷坂隆俊

京都大学大学院農学研究科教授

渡邉妙子

財団法人佐野美術館館長

長戸康郎

東京大学大学院農学生命科学研究科教授

長村吉晃

独立行政法人農業生物資源研究所基盤研究領域ゲノムリソスセンター長

廣近洋彦

独立行政法人農業生物資源研究所基盤研究領域長松岡信

名古屋大学生物機能開発利用研究センター教授

吉村淳

九州大学大学院農学研究院教授

功■60周年記念事業委員会
五條堀

孝 （委員長）

城石

俊彦

荒木

弘之

斎藤

成也

広海

健

深川
丸山
内山
鈴木
森脇
川内
寺坂

竜郎
謙一
亮
睦昭
和郎 （財団法人遺伝学普及会理事長）
十郎 （（株）静岡新聞社三島支局長）
厚子 （広報外部委員）

運営　Management77管理部と技術課職員
Department of administration and Technical Section Staff

管理部と技術課職員

Department of administration and Technical Section Staff（ 2009年4月1日現在）

所長

Director

1

教授

Professors

21

准教授

Associate Professors

12

助教

Assistant Professors

26

客員教授 Adjunct Professors

10

小計

Subtotal

60（客員教授を除く
excluding Adjunct Professors）

管理部

Administration Staffs

18

技術課

Technicians

14

合計

Total

92（客員教授を除く
excluding Adjunct Professors）

管理部 Department of Administration
管理部長

General Manager 内山亮

UCHIYAMA, Akira

研究推進課 Research Promotion Section
課長Manager

副課長

Deputy Manager 前島耕志

MAEJIMA, Koji

副課長

Deputy Manager 新田清隆

NITTA, Kiyotaka

石代真敏

KOKUDAI, Masatoshi■ 研究推進チーム Research Promotion Team係長（兼）Subsection Chief 前島耕志

MAEJIMA, Koji

■ 総務 ・ 教育チーム General Affairs / Education Team係長（兼）Subsection Chief 新田清隆

NITTA, Kiyotaka

経営企画課 Management Project Section
課長Manager

副課長

Deputy Manager 引地光夫

廣瀬久幸

HIROSE, Hisayuki
HIKICHI, Mitsuo■ 財務 ・ 監査チーム Financial Affairs / Inspection Team係長（兼）Subsection Chief 引地光夫

HIKICHI, Mitsuo■ 調達チーム Supplies Team
係長

Subsection Chief 鈴木政敏

SUZUKI, Masatoshi■ 施設チーム Facilities Team
係長

Subsection Chief 石原光博

ISHIHARA, Mitsuhiro■ 人事・労務チーム Personnel Team
係長

Subsection Chief 鈴木結美子

SUZUKI, Yumiko

係長

Subsection Chief 渡邊

WATANABE, Akira

晃

技術課 Technical Section
課長（兼）Deputy Chief 倉田のり

KURATA, Nori

課長補佐

Assistant Chief 谷田勝教

YATA, Katsunori

動物班 Animal Unit
班長

Unit Leader

第一技術係長Technical Group-I Leader 古海弘康

境雅子

SAKAI, Masako
FURUUMI, Hiroyasu

植物・微生物班 Plant-Microbial Unit
班長

Unit Leader

第一技術係長Technical Group-I Leader 永口

第二技術係長Technical Group-II Leader 宮林登志江

原

登美雄
貢

HARA, TomioEIGUCHI, Mitsugu
MIYABAYASHI, Toshie

機器班 Mechanical Unit
班長（兼）

78

Unit Leader

谷田勝教

YATA, Katsunori

管理部と技術課職員　Department of administration and Technical Section Staff

沿革
History

沿革

History

昭和24年

６月１日

文部省所轄研究所として設置

1949

庶務部及び３研究部で発足
昭和28年

８月10日

小熊

捍

初代所長就任

１月１日

研究部を形質遺伝部，細胞遺伝部，
生理遺伝部に改組

８月１日

生化学遺伝部設置

昭和29年

７月１日

応用遺伝部設置

昭和30年

９月15日

変異遺伝部設置

10月１日

木原

昭和35年

４月30日

人類遺伝部設置

昭和37年

４月１日

微生物遺伝部設置

昭和39年

４月１日

集団遺伝部設置

昭和44年

４月１日

森脇大五郎

均

1953

第２代所長就任
1954
1955

第３代所長就任，


分子遺伝部設置
昭和49年

４月１日

植物保存研究室設置

1960

昭和50年

３月１日

田島彌太郎

10月１日

遺伝実験生物保存研究施設動物保

1962

昭和51年

10月１日

第４代所長就任

存研究室設置

1964

遺伝実験生物保存研究施設微生物1969

保存研究室設置
昭和58年

10月１日

松永

英

第５代所長就任

昭和59年

４月12日

大学共同利用機関に改組

遺伝実

験生物保存研究センター（哺乳動

1974
1975

物保存・無脊椎動物保存・植物保
存・微生物保存・遺伝資源の５研究室），遺伝情報研究センター（構造・組換えの２研究室）
，実験圃場
昭和60年

４月１日

1976

設置

1983

遺伝情報研究センターに合成・遺1984

伝情報分析の２研究室を設置
昭和62年

１月12日

日本 DNA データバンク稼働

昭和63年

４月８日

放射線・アイソトープセンター設置，遺伝情報研究センターにライ
ブラリー研究室を設置

10月１日

総合研究大学院大学生命科学研究科遺伝学専攻設置

平成元年

10月１日

富澤純一

第６代所長就任

平成５年

４月１日

遺伝実験生物保存研究センターに発生工学研究室を設置

平成６年

６月24日

遺伝情報研究センターに遺伝子機能研究室を設置

平成７年

４月１日

生命情報研究センター設置

平成８年

５月11日

構造遺伝学研究センター設置

1985

1987
1988

（遺伝情報研究センターの改組）
（生体高分子研究室設置，超分子機能・構造制御・遺伝子回路の４研
究室振替）
平成９年

４月１日

系統生物研究センター設置（遺伝

1989
1993

June 1

Established under the jurisdiction of the
Ministry of Education, Science, Sports andCulture. Started with an administrative department and three research departments.
Aug. 10 Prof. Kan Oguma was elected the 1st Director.
Jan. 1Three research departments were reorganized as the Departments of Morphological
Genetics, Cytological Genetics and Physiological Genetics.
Aug. 1
Department of Biochemical Genetics wasadded.
July 1
Department of Applied Genetics wasadded.
Sept. 15 Department of Induced Mutation wasadded.
Oct. 15 Prof. Hitoshi Kihara was elected the 2nd
Director.
Apr. 30 Department of Human Genetics wasadded.
Apr. 1
Department of Microbial Genetics wasadded.
Apr. 1
Department of Population Genetics wasadded.
Apr. 1
Prof. Daigoro Moriwaki was elected the 3rd
Director. Department of Molecular Biology
was added.
Apr. 1
Plant Genetic Stock Laboratory was established.
Mar. 1
Dr. Yataro Tajima was elected the 4th Director.
Oct. 1
Animal Section was added in the Genetic
Stock Center.
Oct. 1
Microbial Section was added in the Genetic Stock Center.
Oct. 1
Dr. Ei Matsunaga was elected the 5th Director.
Apr. 12 Reorganized as an inter-university research
institute for joint use by universities. The
DNA Research Center (DNA Structure andRecombinant DNA Laboratories) and theExperimental Farm were established. The
Genetic Stock Research Center was expanded into five laboratories: the Genetic
Resources Laboratory was added and theAnimal Section was divided into the Mammalian and Invertebrate Laboratories.
Apr. 1
The DNA Synthesis and DNA Data Analysis
Laboratories were added in the DNA Research Center.
Jan. 12 The DNA Data Bank of Japan began its
operations.
Apr. 8The Radio-isotope Center was established.
The Gene Library Laboratory was added in
the DNA Research Center.
Oct. 1The Graduate University for Advanced
Studies was established. The Departmentof Genetics, School of Life Science of the
University began accepting students.
Oct. 1
Dr. Jun-ichi Tomizawa was elected the 6th
Director.
Apr. 1The Mammalian Development Laboratory
was added in the Genetic Stock ResearchCenter.
沿革　History

79

沿革
History
実験生物保存研究センターの改組）（マウス系統研究分野 哺 乳 動 物 遺伝研究室・発生工学研究室，イネ系統研究分野植物遺伝研究室，大1994

June 24

1995

Apr. 1

1996

May 11

1997

Apr. 1

腸菌系統研究分野原核生物遺伝研
究室，無脊椎動物系統研究分野無脊椎動物遺伝研究室の５研究室振替）

生物遺伝資源情報総合センター設
置（系統情報研究室振替，生物遺伝資源情報研究室設置）
平成10年

10月１日

堀田凱樹

第７代所長就任

４月９日

個体遺伝研究系に初期発生研究部
門を設置，総合遺伝研究系に脳機能研究部門を設置

平成13年

４月１日

Oct. 1

生命情報・DDBJ 研究センター設置（生命情報研究センターの改組）
（分

1998

Apr. 92001

Apr. 1

2002

Apr. 1

2003

Apr. 1

2004

Apr. 1

子分類研究室振替，データベース
運用開発研究室設置，遺伝子発現解析研究室設置）
平成14年

４月１日

系統生物研究センターに遺伝子改変系統開発研究分野マウス開発研
究室，小型魚類開発研究室を設置

平成15年

４月１日

分子遺伝研究系に分子機構研究室，
系統生物研究センターに新分野創造研究室，生物遺伝資源情報総合センターに比較ゲノム解析研究室，
広報知財権研究室を設置

平成16年

４月１日

大学共同利用機関法人情報・シス
テム研究機構国立遺伝学研究所設
置

平成17年

12月１日

小原雄治

第８代所長就任

４月１日

知的財産室を設置
管理部に研究推進室を設置

平成18年

４月１日

新分野創造センター設置
（細胞系譜研究室，神経形態研究室，細胞建築研究室設置）

平成20年

４月１日

管理部を総務課，会計課及び研究推進室から研究推進課及び経営企
画課に再編

80

沿革　History

Dec. 12005

Apr. 1

2006

Apr. 12008

Apr. 1The Gene Function Research Laboratory
was added in the DNA Research Center.
The Center for Information Biology wasestablished.
The DNA Research Center was reorganized as the Structural Biology Center
consisting of 5 laboratories (Biological
Macromolecules, Molecular Biomechanism, Multicellular Organization, Biomolecular Structure and Gene Network).
The Genetic Stock Research Center was
reorganized as the Genetic Strains Research Center consisting of 5 laboratories(Mammalian Genetics, Mammalian Development, Plant Genetics, Microbial Genetics
and Invertebrate Genetics), and as theCenter for Genetic Resource Informationconsisting of 2 laboratories (Genetic Informatics and Genetic Resources).
Dr. Yoshiki Hotta was elected the 7th Director.
The Division of Early Embryogenesis wasadded in the Department of Developmental Genetics. The Division of Brain Function
was added in the Department of Integrated Genetics.
The Center for Information Biology was reorganized as the Center for Information
Biology and DNA Data Bank of Japan. The
new center consists of 5 laboratories. The
Laboratory of Molecular Classification of
the former center was renamed as theLaboratory for Research and Developmentof Biological Databases in the new center.
The Laboratory for Gene-Expression Analysis was added in the new center.
Two laboratories, Mouse Genomics Resource Laboratory and Model Fish Genomics Resource Laboratory, were added
to the Genetic Strains Research Center.
The Molecular Mechanisms was added tothe molecular Genetics. The Laboratry for
Frontier Research was added to the Genetic Strains Research Center. Two laboratories, Comparative Genomics Laboratory
and Publicity and Intellectual Propery Unit,
were added to the Center for Genetic Resource Information.
Reorganized as Research Organization ofInformation and Systems, Inter-University
Research Institute Corporation, together
with three other national institutes.
Dr. Yuji Kohara was elected the 8th Director.
Intellectual Property Unit was added. Research Promotion Section was added in
the Department of Administration.
The Center for Frontier Research was established. The Laboratory for Cell Lineage,
Neural Morphogenesis and Cell Architecture was added in the new center.
General Affairs Section, Finance Section,
and Research Promotion Section were reorganized into Research Promotion Section and Management Project Section in
the Department of Administration.

予算／科学研究費補助金
Budget / Grant-in-Aid for Scientific Research

予算
Budget
平成21年度(2009)

収入
区分

運営費交付金雑収入
大学院教育収入(×1,000yen)

Revenue

支出

金額

区分

Expenditure
金額

教育研究経費2,649,758

11,633

一般管理費

274,558

56,102

大学院教育経費

2,912,683

56,102

産学連携等研究収入及び寄付金収入等

1,401,799

産学連携等研究経費及び寄付金事業費等

1,401,799

合計

4,382,217

合計

4,382,217

科学研究費補助金
Grant-in-Aid for Scientific Research
平成20年度(2008)

研究種目

(×1,000yen)
交付額／交付件数

特定領域研究709,032 ／30

新学術領域研究29,100 ／ 1

基盤研究（S）

31,800 ／ 3

基盤研究（A）

42,100 ／ 4

基盤研究（B）

32,536 ／ 5

基盤研究（C）

11,900 ／ 9

萌芽研究5,700 ／ 3

若手研究（A）

6,400 ／ 1

若手研究（B）

14,400 ／10

若手研究（スタートアップ）

2,690 ／ 2

特別研究員奨励費

6,300 ／ 6

合計

891,958 ／74

予算／科学研究費補助金　Budget / Grant-in-Aid for Scientific Research81

2008年度に発行された論文一覧 Publications in 2008
Akihito et al. (2008). Evolution of Pacific Ocean and the Sea of Japan
populations of the gobiid species, Pterogobius elapoides and Pterogobius zonoleucus, based on molecular and morphological analyses. Gene
427, 7-18.
Aleström, P. et al. (2008). Views on four key questions about zebrafish
research. Zebrafish 5, 9-24.
Amano, T. et al. (2008). Chromosomal Dynamics at the Shh Locus:
Limb Bud-specific Differential Regulation of Competence and Active
Transcription. Dev. Cell in press.
Amemiya, Y. et al. (2009). Aminosilane Multilayer Formed on SingleCrystalline Diamond Surface with Controlled Nanoscopic Hardness andBioactivity by Wet Process. Langmuir 25, 203-209.
Araki, K. et al. (2008). Establishment of germline-competent embryonicstem cell lines from the MSM/Ms strain. Mamm. Genome in press.
Asakawa, K. et al. (2008). Targeted gene expression by the Gal4-UAS
system in zebrafish. Dev. Growth Differ. 50, 391-399.
Blancher, A. et al. (2008). Mitochondrial DNA sequence phylogeny offour populations of the widely distributed cynomolgus macaque(Macaca fascicularis fascicularis). J. Hered. 99, 254-264.
Calafell, F. et al. (2008). Evolutionary dynamics of the human ABO
gene. Hum. Genet. 124, 123-135.
Chen, Y.C. et al. (2009). Recapitulation of zebrafish sncga expression
pattern and labeling the habenular complex in transgenic zebrafish
using green fluorescent protein reporter gene. Dev. Dyn. 238, 746-754.
Chiba, H. et al. (2008). De novo DNA methylation independent establishment of maternal imprint on X chromosome in mouse oocytes.
Genesis 46, 768-774.
Collier, N. et al. (2008). BioCaster: Mining the Web for global healthsurveillance. Bioinformatics 24, 2940-2941.
Cornier, A.S. et al. (2008). Mutations in the MESP2 gene cause spondylothoracic dysostosis/Jarcho-Levin syndrome. Am. J. Hum. Genet. 82,
1334-1341.
David, C.N. et al. (2008). Evolution of complex structures: minicollagens shape the cnidarian nematocyst. Trends Genet. 24, 431-438.
Erickson, R.P. et al. (2008). An N-ethyl-N-nitrosourea-induced mutationin N-acetyltransferase 1 in mice. Biochem. Biophys. Res. Commun.
370, 285-288.

7123.
Harada, H. et al. (2008). Tracing retinal fiber trajectory with a methodof transposon-mediated genomic integration in chick embryo. Dev.
Growth Differ. 50, 697-702.
Hashiguchi, M. et al. (2008). Nodal/Bozozok-independent induction of
the dorsal organizer by zebrafish cell lines. Dev. Biol. 321, 387-396.
Hirasawa, R. et al. (2009). Dynamic transition of Dnmt3b expression inmouse pre- and early post-implantation embryos. Gene Expr. Patterns
9, 27-30.
Hirasawa, R. et al. (2008). Maternal and zygotic Dnmt1 are necessary
and sufficient for the maintenance of DNA methylation imprints during
preimplantation development. Genes Dev. 22, 1607-1616.
Hobo, T. et al. (2008). Various spatiotemporal expression profiles ofanther-expressed genes in rice. Plant Cell Physiol. 49, 1417-1428.
Hoki, Y. et al. (2009). A proximal conserved repeat in the Xist gene isessential as a genomic element for X-inactivation in mouse. Development 136, 139-146.
Hongoh, Y. et al. (2008). Complete genome of the uncultured Termite
Group 1 bacteria in a single host protist cell. Proc. Natl. Acad. Sci. USA
105, 5555-5560.
Hongoh, Y. et al. (2008). Genome of an endosymbiont coupling N2 fixation to cellulolysis within protist cells in termite gut. Science 322,
1108-1109.
Hori, T. et al. (2008). The CCAN makes multiple contacts with centromeric DNA and provides distinct pathways to the outer kinetochore.
Cell 135, 1039-1052.
Horiike, T. et al. (2009). Phylogenetic construction of 17 bacterial phylaby new method and carefully selected orthologs. Gene 429, 59-64.
Hotta, K. et al. (2008). Brachyury-downstream gene sets in a chordate,
Ciona intestinalis: Integrating notochord specification, morphogenesis
and chordate evolution. Evol. Dev. 10, 37-51.
Howe, D. et al. (2008). Big data: The future of biocuration. Nature 455,
47-50.
Hu, Y.G. et al. (2008). Regulation of DNA methylation activity throughDnmt3L promoter methylation by Dnmt3 enzymes in embryonic development. Hum. Mol. Genet. 1, 2654-2664.

Faucherre, A. et al. (2009). Afferent neurons of the zebrafish lateral line
are strict selectors of hair-cell orientation. PLoS ONE 4, 4477.

Hwang, J.S. et al. (2008). Cilium evolution: identification of a novel
protein, nematocilin, in the mechanosensory cilium of Hydra nematocytes. Mol. Biol. Evol. 25, 2009-2017.

Field, D. et al. (2008). Minimum Information about a Genome Sequence(MIGS) specification. Nat. Biotechnol. 26, 541-547.

Ichiyanagi, K. et al. (2008). Mobility pathways for vertebrate L1, L2,
CR1, and RTE clade retrotransposons. Mol. Biol. Evol. 25, 1148-1157.

Fujii, T. et al. (2008). Gasdermin D (Gsdmd) is dispensable for mouseintestinal epithelium development. Genesis 46, 418-423.

Inomata, K. et al. (2008). A new test for detecting ongoing selection.
Genetica 133, 321-334.

Fujimoto, R. et al. (2008). Evolution and control of imprinted FWA
genes in the genus Arabidopsis. PLoS Genet. 4, e1000048.

Ito, K. et al. (2008). Semaphorin 3F confines ventral tangential migration of lateral olfactory tract neurons onto telencephalon surface. J.
Neurosci. 28, 4414-4422.
Ito, Y. et al. (2008). Disruption of KNOX gene suppression in leaf byintroducing its cDNA in rice. Plant Sience 174, 357-365.

Futamura, N. et al. (2008). Characterization of expressed sequence tags
from a full-length enriched cDNA library of Cryptomeria japonica malestrobili. BMC Genomics 9, 383.

Itou, H. et al. (2008). Crystal structure of the PH1932 protein, a uniquearchaeal ArsR type winged-HTH transcription factor from Pyrococcus
horikoshii OT3. Proteins 70, 1631-1634.

Gao, Y.G. et al. (2008). Structural and functional characterization of the
LidR from Corynebacterium glutamicum: a transcriptional repressor
involved in L-lactate and sugar utilization. Nucleic Acids Res. 36, 7110-

Kawabe, A. et al. (2008). High DNA sequence diversity in pericentromeric genes of the plant Arabidopsis lyrata. Genetics 179, 985-995.

82

2008年度に発行された論文一覧　Publications between 2008 - 2009

Publications between 2008 - 2009

Fukuchi, S. et al. (2009). The GTOP database in 2009: updated content
and novel features to expand and deepen insights into protein structuresand functions. Nucleic Acids Res. 37, 333-337.

Publications between 2008 - 2009

Kohu, K. et al. (2008). Comparison of 30 immunity-related genes fromthe common marmoset with orthologues from human and mouse.
Tohoku J. Exp. Med. 215, 167-180.

Nemoto-Sasaki, Y. et al. (2008). Caenorhabditis eleganc galectins LEC1-LEC-11: Structural features and sugar-binding properties. Biochim.
Biophys. Acta 1780, 1131-1142.

Komiyama, T. et al. (2008). An evolutionary origin and selection process of goldfish. Gene 430, 5-11.

Nesterova, T.B. et al. (2008). Dicer regulates Xist promoter methylationin ES cells indirectly through transcriptional control of Dnmt3a. E p i genetics Chromatin 1, 2.

Kong, X. et al. (2009). Cohesin Associates with Spindle Poles in a
Mitosis-specific Manner and Functions in Spindle Assembly in Vertebrate Cells. Mol. Biol. Cell in press.
Kotani, T. et al. (2008). Misty somites, a maternal effect gene identified
by transposon-mediated insertional mutagenesis in zebrafish that isessential for the somite boundary maintenance. Dev. Biol. 316, 383-396.
Kubo, T. et al. (2009). A novel epistatic interaction at two loci causing
hybrid male sterility in an inter-subspecific cross of rice (Oryza sativaL.). Genes Genet. Syst. 83, 443-453.
Kuhara, A. et al. (2008). Temperature sensing by an olfactory neuron ina circuit controlling behavior of C. elegans. Science 320, 803-807.
Kumagai, H. et al. (2008). Large-scale microfabricated channel plates
for high-throughput, fully automated DNA sequencing. Electrophoresis 29, 1-10.

Nishiwaki, Y. et al. (2008). Mutation of cGMP phosphodiesterase 6a'subunit gene causes progressive degeneration of cone photoreceptor inzebrafish. Mech. Dev. 125, 932-946.
Oginuma, M. et al. (2008). Identification of presomitic mesoderm(PSM)-specific Mesp1 enhancer and generation of a PSM-specific
Mesp1/Mesp2-null mouse using BAC-based rescue technology. Mech.
Dev. 125, 432-440.
Ohyanagi, H. et al. (2008). Eukaryotic nuclear structure explains theevolutionary rate difference of ribosome export factors. Gene 421, 7-13.
Ohyanagi, H. et al. (2008). The origin of nucleus: Rebuild from theprokaryotic ancestors of ribosome export factors. Gene 423, 149-152.
Okamura, Y. et al. (2008). Notch signaling is required for the maintenance of enteric neural crest progenitors. Development 135, 3555-3565.

Kuramochi-Miyagawa, S. et al. (2008). DNA methylation of retrotransposon genes is regulated by Piwi family members MILI and MIWI2 inmurine fetal testes. Genes Dev. 22, 908-917.

Okamura, Y. et al. (2008). Pofut1 is required for the proper localizationof the Notch receptor during mouse development. Mech. Dev. 125, 663675.

Kurusu, M. et al. (2009). A conserved nuclear receptor, Tailless, isrequired for efficient proliferation and prolonged maintenance of mushroom body progenitors in the Drosophila brain. Dev. Biol. 326, 224-236.

Putnam, N.H. et al. (2008). The amphioxus genome and the evolution of
the chordate karyotype. Nature 453, 1064-1071.

Kurusu, M. et al. (2008). A screen of cell-surface molecules identifies
leucine-rich repeat proteins as key mediators of synaptic target selectionin the Drosophila neuromuscular system. Neuron 59, 972-985.
Kurusu, M. et al. (2008). Receptor tyrosine phosphatases regulate birthorder-dependent axonal fasciculation and midline repulsion during
development of the Drosophila mushroom body. Mol. Cell. Neurosci.
38, 53-65.
Liu, Y.H. et al. (2008). Mosaic genealogy of the Mus musculus genome
revealed by 21 nuclear genes from its three subspecies. Genes Genet.
Syst. 83, 77-88.
Macdonald, S.T. et al. (2008). Epiblastic Cited2 deficiency results in
cardiac phenotypic heterogeneity and provides a mechanism for haploinsufficiency. Cardiovasc. Res. 79, 448-457.
Masaki, S. et al. (2009). Loss of yata, a Novel Gene Regulating the Subcellular Localization of APPL, Induces Deterioration of Neural Tissues
and Lifespan Shortening. PLoS ONE 4, 1-19.
Murakami, K. et al. (2008). BAC library construction and BAC end
sequencing of five Drosophila species: the comparative map with the D.
melanogaster genome. Genes Genet. Syst. 83, 245-256.
Murakami, K. et al. (2008). Structural basis for tropomyosin overlap inthin (actin) filaments and the generation of a molecular swivel by troponin-T. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 7200-7205.
Nagaoka, S. et al. (2008). Identification of five phospho-beta-glycosidases from Lactobacillus gasseri ATCC33323T cultured in lactose
medium. Biosci. Biotechnol. Biochem. 72, 1954-1957.
Nagayoshi, S. et al. (2008). Insertional mutagenesis by the Tol2 transposon-mediated enhancer trap approach generated mutations in two
developmental genes: tcf7 and synembryn-like. Development 135, 159169.
Nakadate, Y. et al. (2009). The formation of argpyrimidine, a methylglyoxal–arginine adduct, in the nucleus of neural cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 378, 209-212.

Rensing, S.A. et al. (2008). The Physcomitrella Genome Reveals Evolutionary Insights into the Conquest of Land by Plants. Science 319,
64-69.
Rice Annotation Project: Tanaka, T. et al. (2008). Rice annotation project
database (RAP-DB): 2008 update. Nucleic Acids Res. 36, 1028-1033.
Ross-Ibarra, J. et al. (2008). Patterns of polymorphism and demographic
history in natural populations of Arabidopsis lyrata. PLoS ONE 3,
e2411.
Saar, K. et al. (2008). SNP and haplotype mapping for genetic analysis
in the rat. Nat. Genet. 40, 560-566.
Saga, Y. (2008). Mouse germ cell development during embryogenesis.
Curr. Opin. Genet. Dev. 18, 337-341.
Saga, Y. (2008). Sexual development of mouse germ cells: Nanos2 promotes the male germ cell fate by suppressing the female pathway. Dev.
Growth Differ. 50, 141-147.
Sagai, T. et al. (2009). A cluster of three long-range enhancers directs
regional Shh expression in the epithelial linings. Development in press.
Sakuraba, Y. et al. (2008). Identification and characterization of newlong conserved noncoding sequences in vertebrates. Mamm. Genome
19, 703-712.
Santoriello, C. et al. (2009). Expression of H-RASV12 in a zebrafish
model of Costello syndrome causes cellular senescence in adult proliferating cells. Dis. Models Mech. 2, 56-67.
Saruhashi, S. et al. (2008). Comprehensive analysis of the origin of
eukaryotic genomes. Genes Genet. Syst. 83, 285-291.
Sato, K. et al. (2009). Development of 5006 Full-Length CDNAs in
Barley: A Tool for Accessing Cereal Genomics Resources. DNA Res.
16, 81-89.
Shigeta, Y. et al. (2008). Association of morphine-induced antinociception with variations in the 5' flanking and 3' untranslated regions of theμ opioid receptor gene in 10 inbred mouse strains. Pharmacogenet.
Genomics 18, 927-936.

2008年度に発行された論文一覧　Publications between April 2008 - March 200983

Toda, H. et al. (2008). UNC-51/ATG1 kinase regulates axonal transport
by mediating motor-cargo assembly. Genes Dev. 22, 3292-3307.

Sugawara, H. et al. (2009). DDBJ dealing with mass data produced by
the second generation sequencer. Nucleic Acids Res. 37, 16-18.

Tokunaga, M. et al. (2008). Highly inclined thin illumination enables
clear single-molecule imaging in cells. Nat. Methods 5, 159-161.

Suster, M.L. et al. (2009). A novel conserved evx1 enhancer links spinal
interneuron morphology and cis-regulation from fish to mammals. Dev.
Biol. 325, 422-433.

Tsunewaki, K. et al. (2008). Evolutionary dynamics of wheat mitochondrial gene structure with special remarks on the origin and effects of
RNA editing in cereals. Genes Genet. Syst. 83, 301-320.

Suwabe, K. et al. (2008). Separated transcriptomes of male gametophyte
and tapetum in rice: validity of a laser microdissection (LM) microarray. Plant Cell Physiol. 49, 1407-1416.

Uehara, S. et al. (2008). Specific expression of Gsta4 in mouse cochlearmelanocytes: a novel role for hearing and melanocyte differentiation.
Pigment Cell Melanoma Res. in press.

Suzuki, H. et al. (2008). Nanos3 maintains the germ cell lineage in themouse by suppressing both Bax-dependent and -independent apoptotic
pathways. Dev. Biol. 318, 133-142.

Umezawa, T. et al. (2008). Sequencing and Analysis of Approximately
40 000 Soybean cDNA Clones from a Full-Length-Enriched cDNA
Library. DNA Res. 15, 333-346.

Suzuki, Y. (2008). False-positive results obtained from the branch-test of
positive selection. Genes Genet. Syst. 88, 331-338.

Urasaki, A. et al. (2008). Efficient transposition of the Tol2 transposable
element from a single-copy donor in zebrafish. Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 105, 19827-19832.

Suzuki, Y. (2008). Phylogenetic window analysis for detecting chronological changes in natural selection. Open Evol. J. 2, 13-30.
Suzuki, Y. (2008). Positive selection operates continuously on hemagglutinin during evolution of H3N2 human influenza A virus. Gene 427,
111-116.
Taji, T. et al. (2008). Large-scale collection and annotation of full-length
enriched cDNAs from a model halophyte, Thellungiella halophila.
BMC Plant Biol. 8, 4273-4732.
Takada, T. et al. (2008). Mouse inter-subspecific consomic strains forgenetic dissection of quantitative complex traits. Genome Res. 18, 500508.
Takagi, K. et al. (2008). Involvement of stem cell factor and its receptor
tyrosine kinase c-kit in pain regulation. Neuroscience 153, 1278-1288.
Takahashi, A. et al. (2008). Multigenic factors associated with a hydrocephalus-like phenotype found in inter-subspecific consomic mousestrains. Mamm. Genome 19, 333-338.
Takahashi, A. et al. (2008). Systematic analysis of emotionality in consomic mouse strains established from C57BL/6J and wild-derived
MSM/Ms. Genes Brain Behav. 7, 849-858.
Takahashi, K.H. et al. (2009). Reduced X-linked rare polymorphism inmales in comparison to females of Drosophila melanogaster. J. Hered.
100, 97-105.
Takahashi, Y. et al. (2008). Transposon-mediated stable integration andtetracycline-inducible expression of electroporated transgenes inchicken embryos. Methods Cell Biol. 87, 271-280.
Takeda, J. et al. (2008). Low conservation and species-specific evolutionof alternative splicing in humans and mice analysed with comparative
genomics using well-annotated full-length cDNAs. Nucleic Acids Res.
36, 6386-6395.

84

Urasaki, A. et al. (2008). Transposition of the vertebrate Tol2 transposable element in Drosophila melanogaster. Gene 425, 64-68.
Wan, J. et al. (2008). Characterization of the antimicrobial peptide attacin loci from Glossina morsitans. Insect Mol. Biol. 17, 293-302.
Watanabe, T. et al. (2008). Endogenous siRNAs from naturally formed
dsRNAs regulate transcripts in mouse oocytes. Nature 453, 539-543.
Watanabe, Y. et al. (2009). Molecular spectrum of spontaneous de novo
mutations in male and female germ line cells of Drosophila melanogaster. Genetics 181, 1035-1043.
Yamaguchi-Kabata, Y. et al. (2008). Distribution and effects of nonsense
polymorphisms in human genes. PLoS ONE 3, 3393.
Yamazaki, Y. et al. (2009). National BioResource Project Information
Center. Exp. Anim. 58, 75-84.
Yano, T. et al. (2008). Autophagic control of listeria through intracellular
innate immune recognition in drosophila. Nat. Immunol. 9, 908-916.
Yasuhiko, Y. et al. (2008). Functional importance of evolutionally conserved Tbx6 binding sites in the presomitic mesoderm (PSM) specificenhancer of Mesp. Development 135, 3511-3519.
Yoshida, H. et al. (2008). Identification of the Drosophila core 1 β
1,3-galactosyltransferase gene that synthesizes T antigen in the embryonic central nervous system and hemocytes. Glycobiology 18, 10941104.
Yoshida, T. et al. (2008). Cell lineage in mammalian craniofacial mesenchyme. Mech. Dev. 125, 797-808.
Yoshikawa, S. et al. (2008). G2R Cre reporter transgenic zebrafish. Dev.
Dyn. 237, 2460-2465.

2008年度に発行された論文一覧　Publications between April 2008 - March 2009

Publications between 2008 - 2009

Shiomi, D. et al. (2008). Determination of bacterial rod shape by a novel
cytoskeletal membrane protein. EMBO J. 27, 3081-3091.

平成20年度

公募による共同研究　Collaborative Research

国立遺伝学研究所は，遺伝学に関する総合研究の中核として，大学，他研究機関との共同研究を積極的に受け入れています。
「共同研究Ａ」に採択されると，実験・討論のために遺伝研を訪問するための旅費・滞在費が支給されます。
「共同研究Ｂ」では旅費・滞在費及び研究費が支給されます。

共同研究Ａ

研究課題

研究代表者

1 DNA のトポロジーが ES 細胞の分化に及ぼす影響大山隆

早稲田大学教育・総合科学学術院

2 高等真核生物におけるヒストン修飾ダイナミクスの解析木村宏

大阪大学大学院生命機能研究科

3 クロマチン構造変換におけるヒストン H2AZ アイソフォームの機能解析

原田昌彦

東北大学大学院農学研究科

4 CENP-O クラス複合体の結晶構造解析

前仲勝実

九州大学生体防御医学研究所

5 ユビキチン系による組換え修復の制御機構

岩崎博史

横浜市立大学大学院

6 「template switching 型」の DNA 損傷乗り越えのユビキチンおよび SUMO 修飾による制御構の解明

関政幸

東北大学大学院薬学研究科

7 ユビキチン化による損傷トレランスの制御機構の解明

立石智

熊本大学発生医学研究センター

8 オーキシンデグロン法を用いた複製因子の解析

鐘巻将人

大阪大学理学研究科生物科学専攻

9 出芽酵母 S1d2タンパク質のリン酸化による構造変化の解析

白川昌宏

京都大学大学院工学研究科

10 染色体複製における出芽酵母 DNA ポリメラーゼ ε の役割

真木智子

奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科

11 海馬層特異的軸索投射を制御する膜タンパク質局在機構の解析

大隅典子

東北大学大学院医学研究科附属創生応用医学研究センター形態形成解析分野

12 腸管運動活性化ホルモンの探索

高橋俊雄

財団法人サントリー生物有機科学研究所

13 ゼブラフィッシュを用いたボディープラン遺伝子ネットワークの解析

浅原弘嗣

国立成育医療センター研究所移植･外科研究部

14 ゼブラフィッシュ Ga14エンハンサートラップ系統を用いた器官形成研究伊藤素行

名古屋大学高等研究院

15 ゼブラフィッシュ成魚脳室下帯における神経細胞の産生 ･ 移動機構の解析

澤本和延

名古屋市立大学大学院医学研究科再生医学分野

16 ゼブラフィッシュ概日分子時計の in vivo リアルタイムモニター法の構築

八木田和弘 大阪大学大学院医学系研究科神経生物学･形態学講座

17 To12 トランスポゾンによるジーントラップ法を用いたゼブラフィッシュ嗅覚神経系の遺伝学的解析 吉原良浩

独立行政法人理化学研究所脳科学総合研究センター

18 哺乳動物におけるゲノム情報進化と形質進化

植田信太郎 東京大学大学院理学系研究科

19 哺乳類ゲノム大規模 SNP 解析

太田聡史

独立行政法人理化学研究所バイオリソースセンター

20 植物トランスポゾンの分子進化に関する研究

貴島祐治

北海道大学大学院農学研究院

21 遺伝子量補償機構の異常がマウス胎盤発生におよぼす影響

三瀬名丹

独立行政法人理化学研究所バイオリソースセンター

22 抗原受容体遺伝子組換えを誘導する転写因子 E2A の機能解析縣

京都大学大学院医学研究科

23 核難溶性蛋白質 ISP36の機能解析

堀米恒好

保年

24 Na1m-6 細胞の誘導型遺伝子発現ノックアウトシステムを利用した新規 small G 蛋白質 Rag family の解析 関口

新潟大学自然科学系自然構造科学系列

猛

九州大学大学院医学研究院分子生命科学系細胞工学

25 口蓋発生における Shh の役割

井関祥子

東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科分子発生学分野

26 MSM系統の染色体を保持するコンソミック系統および野生マウス由来の系統を用いた肺腫瘍発生感受性の解析

宮下信泉

香川大学総合生命科学実験センター

27 加齢と毛周期に依存して毛色を変化させるマウス新規突然変異体の表現型解析と原因遺伝子のマッピング 山本博章

東北大学大学院生命科学研究科

28 脊椎動物初期発生における転写因子 Mesp2の発現制御機構の解析

菅野純

国立医薬品食品衛生研究所毒性部

29 マウス生殖細胞における Nanos2遺伝子の機能解析鈴木敦

横浜国立大学学際プロジェクト研究センター

30 線毛運動に必須な新規遺伝子、ktu のマウスを用いた機能解析

武田洋幸

31 プロセシング酵素 PC6による形態形成の制御

西松伸一郎 川崎医科大学医学部分子生物学1（発生学）教室

32 HMI マウス系統型ミューオピオイド受容体遺伝子の機能解析

池田和隆

財団法人東京都医学研究機構･東京都精神医学総合研究所

33 活動性の個体差に関与する遺伝因子の探索：筑波高 ･ 低活動系マウスにおける検討加藤克紀

筑波大学大学院人間総合科学研究科

34 コンソミックマウス系統における社会行動の比較分析

富原一哉

鹿児島大学法文学部

35 ゼブラフィッシュを用いたノンコーディング RNA の機能解析

剣持直哉

宮崎大学フロンティア科学実験総合センター

36 ゼブラフィッシュの卵成熟、排卵の分子機能の解析

徳元俊伸

静岡大学理学部

37 魚類における高温環境下で発現する遺伝子の定量解析中嶋正道

東北大学大学院農学研究科

38 培養系におけるメダカ生殖細胞への遺伝子導入法の確立

山下正兼

北海道大学大学院先端生命科学研究院

39 イネの発育、形態関連遺伝子の機能解析

長戸康郎

東京大学大学院農学生命科学研究科

40 ヒト腸管付着性血液型プロバイオティック乳酸菌のアドヘシンの構造遺伝子解析および分子系統解析齋藤忠夫

東北大学大学院農学研究科生物産業創成科学専攻

41 ショウジョウバエ遺伝資源データベース検索システムの開発と統合に関する研究山本雅敏

京都工芸繊維大学

東京大学大学院理学系研究科

公募による共同研究　Collaborative Research85

42 緑膿菌の外毒素ピオシアニン産生に関与する因子の構造生物学的解析

荒牧弘範

第一薬科大学薬学部

43 バクテリアべん毛モーターと ATP 合成モーターの共通性

難波啓一

大阪大学大学院生命機能研究科

44 膜蛋白質複合体結晶の高品質化

村上

東京工業大学大学院生命理工学研究科

45 膜蛋白質安永卓生

九州工業大学情報工学部

46 細胞分裂 M 期において染色体整列に機能するキネシン様モーター蛋白質の構造決定山本東京大学医科学研究所

47 Micrococcus luteus K-3 株由来耐塩性グルタミナーゼの耐塩化機構に関する研究

吉宗一晃

48 ミトコンドリア DNA 解析に基づいたニワトリとキンギョの分子進化学的研究

小見山智義 東海大学医学部医学科

49 歯の細胞外基蛋白質遺伝子の同定および硬組織の石灰化遺伝子群の系統解析

佐藤秋絵

鶴見大学歯学部解剖学第250 生体膜におけるリン脂質分子運動の細胞形態形成における役割

梅田真郷

京都大学化学研究所

51 神経突起のパターン形成における非典型的カドヘリンの機能解析

上村

京都大学大学院生命科学研究科

52 酵母異数体の生存能の遺伝的制御機構

丹羽修身

かずさ DNA 研究所

53 有機ビスマス化合物の細胞死誘導機構

矢倉達夫

関西学院大学理工学部生命科学科

54 継代過程におけるエピジェネティックな遺伝子発現調節機構の解明

沖福井大学大学院工学研究科生物応用化学

55 刺胞動物の軸性と関連する運動パターンについての進化発生学的解析

並河

56 緑藻とヒドラの共生に関する進化学的研究2

小早川義尚 九州大学大学院理学研究院生物科学部門

57 国立遺伝学研究所蔵ゴールドシュミット文庫の遺伝学史的研究

溝口

58 霊長類ゲノム比較による塩基組成進化の解析

河合洋介

59 エピゲノム解析技術を用いた発達障害疾患解明へのアプローチ

久保田健夫 山梨大学大学院医学工学総合研究部環境遺伝医学

60 RNA が関与するエピジェネティクスと遺伝子発現制御に関する研究

北條浩彦

61 Plexin 遺伝子変異マウスに見られる大脳皮質形成異常の解析

畠中由美子 奈良先端科学技術大学院大学物質創成科学（バイオサイエンス）研究科

62 骨髄間質細胞をvectorとして用いたherpes simplex virus thymidine kinase geneによる悪性神経膠芽腫の遺伝子治療

森健太郎

順天堂大学医学部脳神経外科

63 マウス表現型共有データベースの開発桝屋啓志

独立行政法人理化学研究所バイオリソースセンター
マウス表現型知識化開発研究ユニット

64 RNG105によるシナプス形成 ･ 可塑性制御メカニズムの解析

椎名伸之

東京工業大学大学院生命理工学研究科

65 滅数分裂期染色体動態の制御機構の解明

山本静岡大学理学部

66 シビレエイ電気器官の EST データベースの作成と機能解析

重本和宏

地方独立行政法人東京都健康長寿医療
セ ン ター研 究 所 老 年 病 研 究 チーム

67 哺乳類染色体の多様性解析

黒木陽子

独立行政法人理化学研究所基幹研究所 先端計算科学研究
領域システム計算生物学研究グループ メタシステム研究チーム

68 好塩性アーキアの高塩濃度下における転写機構の解析

仲宗根薫

近畿大学工学部生物化学工学科

69 ショウジョウバエ視細胞を用いた蛋白質輸送 ･ 修飾機能の解明

後藤聡

三菱化学生命科学研究所研究部門糖鎖制御学グループ

70 個々のゲノムの遺伝的構造の推定

間野修平

名古屋市立大学大学院システム自然科学研究科

71 脳 ･ 神経関連遺伝子群の進化的解析のための知識メディア技術によるデータベース検索方法の開発

田中譲

北海道大学大学院情報科学研究科

72 軟体動物 / 頭足類の脳神経系の発達と進化を遺伝子発現から探る小倉淳

お茶の水女子大学生命情報学

73 C 型肝炎ウイルスと宿主の相互作用としての遺伝子発現情報解析

市田隆文

順天堂大学医学部消化器内科

74 イネ花粉突然変異体の単離と解析

上田健治

秋田県立大学生物資源科学部

共同研究Ｂ

研究代表者

研究課題

聡

雅

匡

昌也
洋

元

歩

独立行政法人国立科学博物館動物研究部

立正大学 社会福祉学部
立命館大学総合理工学院生命科学部

国立精神･神経センター神経研究所遺伝子工学研究部

1 ユビキチン・プロテアソーム系による DNA 修復タンパク質の制御機構

菱田

2 トランスポゾン技術を利用した脊索動物の遠位エンハンサーの比較研究

笹倉靖徳

筑波大学下田臨海実験センター

3 比較ゲノム情報に基づくヒトおよび類人猿の相対的分岐年代の解析

北野

茨城大学工学部

4 食欲変動に関するキイロショウジョウバエ新規自然変異体の解析〜食欲調節の遺伝子ネットワーク基盤の解析に向けて

尾崎まみこ 神戸大学

5 トランスジェニックマウスを用いた AmnSINE1配列由来の遺伝子発現制御領域の解析

岡田典弘

東京工業大学生命理工学研究科

6 男性不妊症精子と反復流産胎児の網羅的メチル化解析

有馬隆博

東北大学大学院医学系研究科

7 DNA複製に伴うクロマチン形成機構とS期に合成されるde novoヒストンのアセチル化修飾の生物学的意義の解明

高見恭成

宮崎大学医学部機能生化学分野

8 コンソミックマウスを用いた免疫病・感染症感受性遺伝子の解析

笠原正典

北海道大学大学院医学研究科

9 野生由来マウス系統におけるオス求愛歌の解析

菊水健史

麻布大学獣医学部動物応用科学科伴侶動物学

10 イネの生殖隔離機構とゲノムインプリンティング木下哲

奈良先端科学技術大学院大学

11 染色体複製制御機構の動的解析片山勉

九州大学大学院薬学研究院

86

公募による共同研究　Collaborative Research

卓

独立行政法人産業技術総合研究所ゲノムファクトリー研究部門

誉

大阪大学微生物病研究所

研究会

研究会名

研究会代表者

1 細胞核 ･ 染色体 ･ クロマチンの機能構造構築と動態大山隆

早稲田大学教育 ･ 総合科学学術院

2 ユビキチン ･SUMO による DNA 修復系の制御

菅澤薫

神戸大学自然科学系先端融合研究環バイオシグナル研究センター

3 遺伝情報デコード ･ 蛋白精製ワークショップ伊藤敬

長崎大学大学院医歯薬学総合研究科

4 遺伝子改変ゼブラフィッシュを用いた生体内イメージングと脊椎動物高次生命現象の遺伝学的研究

川上浩一

国立遺伝学研究所初期発生研究部門

5 中立進化論の現在

斎藤成也

国立遺伝学研究所集団遺伝研究部門

6 Notch シグナル研究会

松野健治

東京理科大学基礎工学部

7 行動遺伝学研究会

森裕司

東京大学大学院農学生命科学研究科

8 イネ分子遺伝学の新展開

長戸康郎

東京大学大学院農学生命科学研究科

9 高等植物の生殖過程を制御する因子の多様性と生殖隔離渡辺正夫

東北大学大学院生命科学研究科

10 単細胞における複合システム系の連帯と統合小川徹

名古屋大学大学院理学研究科

11 モデル動物における神経系の遺伝学−発生から行動まで−石原健

九州大学理学研究院生物科学部門

12 生命科学の基本原理解明のためのナノバイオロジー

竹安邦夫

京都大学大学院生命科学研究科

13 トランスポゾンに基づくゲノム ･ 遺伝子研究川上浩一

国立遺伝学研究所初期発生研究部門

14 パーソナルゲノム時代のヒトゲノム多様性研究

五條堀

孝 国立遺伝学研究所遺伝情報分析研究室

15 Bioin for matics の将来的課題

五條堀

孝 国立遺伝学研究所遺伝情報分析研究室

16 定量生物学の会遺伝研研究会

木村

平成20年度暁

国立遺伝学研究所細胞建築研究室

民間等との共同研究　Joint Research with the Private Sector

静岡県立静岡がんセンター

形質遺伝研究部門

特任教授

研究担当者

契約期間

広瀬

進

20.８.18～21.３.31
19.７.１～21.６.30

協和発酵キリン株式会社

初期発生研究部門

教授

川上浩一

独立行政法人理化学研究所

人類遺伝研究部門

教授

佐々木裕之 20.５.１～22.３.31

株式会社ＡＣＴＧｅｎ
独立行政法人理化学研究所

教授

柴原慶一

助教

西嶋

仁

21.１.１～22.12.31

哺乳動物遺伝研究室

教授

城石俊彦

助教

田村

勝

20.４.１～22.３.31

系統生物研究センター

育種遺伝研究部門

株式会社医学生物学研究所	

系統生物研究センター

哺乳動物遺伝研究室

教授

城石俊彦

20.７.22～21.３.31

協和発酵キリン株式会社

系統生物研究センター

原核生物遺伝研究室

教授

仁木宏典

18.６.15～21.３.20

比較ゲノム解析研究室

教授

藤山秋佐夫 20.４.１～22.３.31

独立行政法人理化学研究所

生物遺伝資源情報総合センター

独立行政法人海洋研究開発機構

生物遺伝資源情報総合センター

比較ゲノム解析研究室

特任准教授

豊田

敦

20.７.８～22.３.31

独立行政法人科学技術振興機構

生物遺伝資源情報総合センター

比較ゲノム解析研究室

特任准教授

豊田

敦

20.７.17～21.３.31

独立行政法人理化学研究所

生物遺伝資源情報総合センター

比較ゲノム解析研究室

特任准教授

豊田

敦

21.１.５～21.３.31

独立行政法人産業技術総合研究所

構造遺伝学研究センター

超分子機能研究室

教授

嶋本伸雄

助教

中山秀喜

17.11.１～20.９.30

オリンパス株式会社

構造遺伝学研究センター

超分子機能研究室

教授

嶋本伸雄

助教

中山秀喜

20.10.１～21.３.31

独立行政法人理化学研究所
生命情報・ＤＤＢＪ研究センター 遺伝情報分析研究室 教授


五條堀

孝

准教授

池尾一穂

16.10.１～21.３.31

独立行政法人産業技術総合研究所
生命情報・ＤＤＢＪ研究センター 遺伝情報分析研究室 教授


五條堀

孝

准教授

池尾一穂

18.10.18～21.３.31

北海道大学大学院情報科学研究科
生命情報・ＤＤＢＪ研究センター 遺伝情報分析研究室 教授


五條堀

孝

准教授

池尾一穂

18.10.18～21.３.31

助教

鈴木善幸

19.12.28～21.３.20

独立行政法人水産総合研究センター中央水産研究所 日本ソフトウエアマネージメント株式会社
生命情報・ＤＤＢＪ研究センター 遺伝情報分析研究室 教授 五條堀 孝 准教授 池尾一穂 助教
鈴木善幸

20.４.15～22.３.31

株式会社メディクローム

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

遺伝情報分析研究室

教授

五條堀

孝

独立行政法人産業技術総合研究所 社団法人バイオ産業情報化コンソーシアム 独立行政法人農業生物資源研究所
生命情報・ＤＤＢＪ研究センター 遺伝情報分析研究室 教授 五條堀 孝 准教授 池尾一穂

大量遺伝情報研究室 助教 福地佐斗志 16.７.１～21.３.31
独立行政法人理化学研究所

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター

データベース運用開発研究室

特任教授

菅原秀明

17.４.１～21.２.27

かずさディー・エヌ・エー研究所 生物遺伝資源情報総合センター 比較ゲノム解析研究室 教授 藤山秋佐夫 特任准教授 豊田 敦 21.１.５～22.３.31

民間等との共同研究　Joint Research with the Private Sector

87平成20年度

受託研究　Commissioned Research

委託者／研究課題

研究代表者

契約期間

教授

荒木弘之

20.４.１～21.３.31

科学技術振興機構／脳神経ネットワーク形成における脂質機能の網羅的解析
新分野創造センター 神経形態研究室 准教授


榎本和生

20.４.１～21.３.31

科学技術振興機構／脳・神経系における「情報の変換」の解明を目指して
構造遺伝学研究センター 構造制御研究室 助教
木村幸太郎 20.４.１～21.３.31

科学技術振興機構／バイオ基幹情報資源の高準化と共用化
生命情報・ＤＤＢＪ研究センター データベース運用開発研究室 特任教授


菅原秀明

20.４.１～21.３.31

日本学術振興会／人類学および進化生物学分野に関する学術動向の調査研究


教授

斎藤成也

20.４.１～21.３.31

しずおか産業創造機構／染色体分配研究を軸にしたバイオメディカル事業への新展開
分子遺伝研究部門 教授

深川竜郎

20.４.１～21.３.31

しずおか産業創造機構／ソラレン誘導体によるがん診断法の確立


広瀬

進

20.４.１～21.３.31

柴原慶一

20.４.１～21.３.31

科学技術振興機構／複製タンパク質の集合を制御する分子スイッチの解析

微生物遺伝研究部門

集団遺伝研究部門

形質遺伝研究部門

特任教授

しずおか産業創造機構／ヒト疾患原因遺伝子のジーンターゲティング細胞株の作製とその応用
育種遺伝研究部門 准教授


農業・食品産業技術総合研究機構 生物系特定産業技術研究支援センター／ゼブラフィッシュ培養精子による逆遺伝学技術の確立および精子形成調節因子の解明
系統生物研究センター 小型魚類開発研究室 准教授 酒井則良
20.４.１～21.３.31

新エネルギー・産業技術総合開発機構／ナノテクノロジープログラム（ナノマテリアル・プロセス技術）／
ナノテク・先端部材実用化研究開発／ナノ細胞マッピング用ダイヤモンド・ナノ針の研究開発
構造遺伝学研究センター 超分子機能研究室 教授 嶋本伸雄

助教 中山秀喜

17.11.１～20.９.30

財団法人日本宇宙フォーラム／小型魚類の自発摂餌システムの開発
20.４.１～20.９.30

初期発生研究部門

名古屋大学／イネ生殖細胞分化関連遺伝子の単離と機能解析


教授

川上浩一

准教授

野々村賢一 20.４.１～21.２.27

理化学研究所／細胞内特殊構造（セントロメア及び P-body）構成タンパク質の可視化やプロテオミクス研究に資するマウスコレクションの作製
系統生物研究センター 発生工学研究室 教授

分子遺伝研究部門 教授

相賀裕美子
20.４.１～21.３.31
深川竜郎

ＢｉｏＲＯＩＳ株式会社／培養細胞安定化培養液の開発


教授

深川竜郎

20.４.１～21.１.31

文部科学省／イネ属遺伝子資源の収集・保存・提供と高度情報化
系統生物研究センター 植物遺伝研究室 教授

倉田のり

20.４.１～21.３.31

文部科学省／原核生物遺伝資源（大腸菌・枯草菌）の整備と活用
系統生物研究センター 原核生物遺伝研究室 教授


仁木宏典

20.４.１～21.３.31

文部科学省／情報発信体制の整備とプロジェクトの総合的推進
生物遺伝資源情報総合センター 系統情報研究室 准助教

生命情報・ＤＤＢＪ研究センター データベース運用開発研究室 特任教授


山﨑由紀子
20.４.１～21.３.31
菅原秀明

文部科学省／ラット LE/Stm の BAC エンドシークエンス
生物遺伝資源情報総合センター 比較ゲノム解析研究室 教授


藤山秋佐夫 20.７.１～21.３.31

文部科学省／ショウジョウバエ遺伝資源の収集・総合的維持管理・提供
系統生物研究センター 無脊椎動物遺伝研究室 教授上田

文部科学省／メダカ完全長ｃＤＮＡリソースの整備
生物遺伝資源情報総合センター 比較ゲノム解析研究室 教授

生物遺伝資源情報総合センター 生物遺伝資源情報研究室 教授


藤山秋佐夫
20.７.１～21.３.31
小原雄治

文部科学省／ゼブラフィッシュの収集・保存及び提供



川上浩一
酒井則良

実験圃場

分子遺伝研究部門

ナショナルバイオリソースプロジェクト

理化学研究所／初期発生過程異常関連マウスの開発


88

受託研究　Commissioned Research

系統生物研究センター

初期発生研究部門 教授
小型魚類開発研究室 准教授

系統生物研究センター

発生工学研究室教授

龍20.４.１～21.３.31

20.４.１～21.３.31

相賀裕美子 20.４.１～21.３.31

ゲノムネットワークプロジェクト
文部科学省／ヒトゲノムネットワーク情報システムの構築
生命情報・DDBJ 研究センター 遺伝情報分析研究室 教授 五條堀
文部科学省／哺乳類生殖細胞の性分化に関わるゲノムネットワークの解析
系統生物研究センター 発生工学研究室 教授


孝 20.４.１～21.３.31

相賀裕美子 20.４.１～21.３.31

ターゲットタンパクプログラム
文部科学省／ターゲットタンパク研究情報プラットフォームの構築運用
生命情報・ＤＤＢＪ研究センター データベース運用開発研究室 特任教授


菅原秀明

20.４.１～21.３.31

統合データベースプロジェクト
文部科学省／塩基配列アーカイブのデータベース構築と統合への貢献
生命情報・DDBJ 研究センター 遺伝情報分析研究室 教授 五條堀

平成20年度

孝 20.４.１～21.３.31

表彰・受賞歴　Awards・Honors

内容

氏名平成20年度科学技術分野の文部科学大臣表彰若手科学者賞

新分野創造センター神経形態研究室

日本遺伝学会 Best Paper 賞

育種遺伝研究部門

准教授

榎本和生

技術職員

三浦明日香

日本遺伝学会 Best Paper 賞

微生物遺伝研究部門

特任研究員

平井和之

日本遺伝学会 Best Paper 賞

哺乳動物遺伝研究室

特任研究員

岡

平成20年度彩子

知的財産権　Intellectual Property rights

特許出願等件数
国内出願

外国出願 ※ １

PCT 国内移行 ※ ２

国内登録

外国登録

3（2）

2（1）

5（0）

1（1）

1（0）

（ ）は他機関等と共有するものの内数※１：PCT等は指定国数に拘わらず「１」とカウント※２：移行国1で「１」とカウント、ただしEPは「１」でカウントとする機構内単独出願発明（国内外）2件
発明の名称

発明者

出願番号

microRNA が塩基対合しその発現を制御する mRNA の cDNA クローンを得る方法

安達佳樹

特願2008-107343

microRNA が塩基対合しその発現を制御する mRNA の cDNA クローンを得る方法

安達佳樹

61/141369

企業との共同出願発明（国内外）3件

表彰・受賞歴／知的財産権　Awards・Honors / Intellectual Property rights

89

PCT 国内移行

5件

発明の名称

発明者

各国出願番号

嶋本伸雄

特願2008-511966
CN 200780012843.1
KR 2008-7024786
US 12/297,011
EP 7737066.6

発明の名称

発明者

出願番号（PCT 出願番号）

抗体固定方法および抗体固定基盤

嶋本伸雄 ほか

第4228101号

ゲノムライブラリー作製方法、および同方法により作製されたゲノムライブラリー

嶋本伸雄 ほか

No.125379

発明者

公開番号

マルチウェルインキュベーション装置及びこれを用いた分析方法

特許登録（国内外）2件

2008年度公開特許公報及び国際特許公報公開件数

9件

発明の名称

コーティング基板の製造方法、前記方法により製造されるコーティング基板、およびその用途 嶋本伸雄 ほか

特開2008-169080

恒常不活性化Ｘ染色体を有するモデル非ヒト哺乳動物およびその製造方法

佐渡敬特開2008-109885

共通ＤＮＡ断片の検出方法

五條堀孝

特開2009-27989

カプサイシン受容体の活性調節剤、及びそれを用いた医薬組成物

小出剛

特開2009－17784

標的組換え細胞とランダム挿入細胞とを判別する方法およびその用途

柴原慶一 ほか

特開2008-271865

細胞内及び細胞間の微小空間計測用カンチレバー

嶋本伸雄

特開2008-199936

テトラサイクリン誘導型遺伝子発現系に使用する目的遺伝子導入ベクター、
トランスアクチベーター発現用ベクターおよび用途

柴原慶一 ほか

モデルマウス、その製造方法およびその用途

城石俊彦 ほか

WO/2008/084566

相同性検索システム、相同性検索装置および相同性検索方法

五條堀孝 ほか

WO/2008/108297

90

表彰・受賞歴／知的財産権　Awards・Honors / Intellectual Property rights

WO/2008/050774

大学共同利用機関法人

情報・システム研究機構

Research Organization of Information and Systems［機構東京連絡所所在地］〒105-0001
東京都港区虎ノ門4-3-13
神谷町セントラルプレイス2階
TEL（03）6402-6200
http://www.rois.ac.jp/
機構長
President

堀田凱樹

Yoshiki Hotta［機構所属研究所］

国立極地研究所

National Institute of Polar Research〒190-8518 東京都立川市緑町10-3
TEL
（042）
512-0608

http://www.nipr.ac.jp/

国立情報学研究所

National Institute of Informatics〒101-8430 東京都千代田区一ツ橋2-1-2
TEL（03）
4212-2000

http://www.nii.ac.jp/

統計数理研究所

The Institute of Statistical Mathematics〒106-8569 東京都港区南麻布4-6-7
TEL（03）
3446-1501
http://www.ism.ac.jp/

国立遺伝学研究所

National Institute of Genetics〒411-8540 静岡県三島市谷田1111
TEL
（055）
981-6707

http://www.nig.ac.jp/

Organization

機構の理念
生命，環境，情報など，21世紀の人間の変容に関わる重要課題の解決には，従来の学問領域の枠にとらわれない研究への取り組みが必要となっています。
情報・システム研究機構は，４研究所が連携することにより，生命，地球，環境，社会などに関わる複雑な問題を情報とシステムという視点から総合的に捉え，実験・観測による多種・大量のデータの産生とそこからの情報の抽出，真理の発見，データベースの構築とその活用法の開発などの諸課題に関して，分野の枠を超えた融合的な研究を通して，新分野の開拓を図るものです。また，その成果と新たな研究領域に対する研究基盤を広く共同利用に供することを目的としています。
さらに，複雑なシステムに関する情報学的研究の方法論，データベース
やネットワークの高度利用に関する研究開発と事業を通して，学術研究に関わる国内外の諸機関に対して，研究の機動的，効果的展開を支援するための情報基盤を提供することも大きな使命です。
このように，情報・システム研究機構においては，各研究所が従来から進めてきた大学共同利用機関としての研究の充実発展に加え，これまでの研究所の枠を超えた先端的な融合研究を新たな構想の下に推進していこう
としています。

Philosophy and Concept
Science today is experiencing a revolution characterized by the remarkable progress in experimental as well as computing technologies that enable
us to produce and handle a large amount of data. This is best exemplified ingenome science, but is also true in other fields such as earth, environmental
and social sciences. The Research Organization of Information and Systems(ROIS) is established to promote research activities of the inter-university collaborative institutes by integrating their effort to create new paradigms along
this current scientific trend. Each of the four institutes has its own history andresearch activities, but they are selected not because they are specialized inclosely related fields, but they complement each other for future researchdevelopment.
Through the interdisciplinary cooperation, we will be able to create newparadigms that conform to the current science revolution. In order to explore
the new vistas in ROIS, we organized “Transdisciplinary Research Integration
Center (TRIC)” where collaborative and integrative research projects are promoted. For the first term, we would like to place emphasis on biological information, earth and environmental information and basis of informatics andinference. We would like to expand our activities to other systems, in the
future. By doing so, we hope to go far beyond the original discipline of each
institute, and to enhance our role as inter-university collaborative research
institutes.

情報・システム研究機構　Research Organization of Information and Systems

91

92

シンボルマークは減数分裂第一中期の分裂像を図案化したもので，「地球の歴史は地層に，生物の歴史は染色体に記されてある」（木原 均，1946）を表している。
Symbol mark of the Institute, which designs themetaphase plate of the first meiotic division andsymbolizes the remark by Dr. Hitoshi Kihara(1946): “The history of the earth is recorded in
the layers of its crust; the history of all organisms
is inscribed in the chromosomes.”〈研究所の敷地と建物〉
土地総面積

106,959㎡

Institute Facilities and Grounds

内訳

Details

研究所敷地

96,069㎡

宿舎敷地

10,890㎡

Institute area

Residential area

建築面積15,843㎡

建物延面積

37,357㎡

Building area
(Total floor space)（2009年4月1日現在）

2009年5月 発行

MAY, 2009

大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構

国立遺伝学研究所

Research Organization of Information and Systems
National Institute of Genetics

国立大学法人 総合研究大学院大学

生命科学研究科・遺伝学専攻

Department of Genetics, The Graduate University
for Advanced Studies (SOKENDAI)

要覧 2009年度
http://www.nig.ac.jp

国立遺伝学研究所管理部〒411-8540 静岡県三島市谷田1111

Yata 1111, Mishima, Shizuoka-ken 411-8540 JAPANTEL 055-981-6707

FAX 055-981-6715