大学共同利用機関法人 自然科学研究機構

基礎生物学研究所 要覧 2014

National Institute for Basic Biology

Contents002

ようこそ基礎生物学研究所へ

003

組織

004

基礎生物学研究所が目指すもの

006
008

年表
運営

009

プレスリリースより

015

細胞応答研究室（所長研）

016

神経細胞生物学研究室（椎名研）

018
020

細胞社会学研究室（濱田研）
形態形成研究部門（上野研）

022

発生遺伝学研究部門（小林研）

024

分子発生学研究部門（高田研）

026

初期発生研究部門（藤森研）

028
030

生殖細胞研究部門（吉田研）
生殖遺伝学研究室（田中研）

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075
076
077
078
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080

統合神経生物学研究部門（野田研）
脳生物学研究部門（山森研）
光脳回路研究部門（松崎研）
神経生理学研究室（渡辺研）
生物進化研究部門（長谷部研）
共生システム研究部門（川口研）
バイオリソース研究室（成瀬研）
構造多様性研究室（児玉研）
多様性生物学研究室
統合バイオオリオンプロジェクト
分子環境生物学研究部門（井口研）
環境光生物学研究部門（皆川研）
季節生物学研究部門（吉村研）
ゲノム情報研究室（内山研）
時空間制御研究室（野中研）
生物機能解析センター 生物機能情報分析室
生物機能解析センター 光学解析室
生物機能解析センター 情報管理解析室
生物機能解析センター 重信グループ
生物機能解析センター 亀井グループ
モデル生物研究センター
大学連携バイオバックアッププロジェクト
ナショナルバイオリソースプロジェクト
植物科学最先端研究拠点ネットワーク
NIBB リサーチフェロー
研究力強化戦略室 評価・情報グループ
研究力強化戦略室 広報グループ
研究力強化戦略室 国際連携グループ
受付・事務室
技術課

082
085
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088
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岡崎共通研究施設
基礎生物学研究所・生理学研究所 共通施設
岡崎共通施設総合研究大学院大学 基礎生物学専攻
大学院教育協力（特別共同利用研究員）
共同利用研究
受賞
プレスリリース一覧
基礎生物学研究所コンファレンス
EMBL との連携活動
テマセク生命科学研究所との連携活動
マックス・プランク植物育種学研究所との連携活動
インターナショナルプラクティカルコース
生物学国際高等コンファレンス (OBC)
ゲノムインフォマティクス・トレーニングコース
バイオイメージングフォーラム
生物画像データ解析トレーニングコース
NIBB Internship Program・大学生のための夏の実習
基礎生物学研究所 一般公開
社会との連携研究所の現況
自然科学研究機構 岡崎統合事務センター
研究教育職員・技術職員 INDEX
交通案内

大学共同利用機関法人 自然科学研究機構

基礎生物学研究所 要覧 2014

http://www.nibb.ac.jp

1ようこそ基礎生物学研究所へ
一つの生命体である私たちは、生命とは何だろう、なぜ働きでそれぞれの生き物らしさを発揮しています。ゲノム

我々がいるのだろう、と昔から考えてきました。どのようを調べると、全ての生物は外見的な違いよりもずっと近いな生き物も、外部から材料を取り入れ、自分の身体を作り、親戚なのだと分かります。遺伝子をたどって行くと、生物

次の世代を生み出す準備をし、子孫を残して死滅していきはみな太古の一つの生命体から生み出されたことが納得でます。どうしてこのような仕組みができ上がってきたのできます。

しょうか。また動物でも植物でも ､ 近縁の生き物はお互い

基礎生物学研究所では、生物の示す様々な性質や振る舞によく似ていて、しかし明らかに区別できる性質をもっていに対し、なぜ、どんな仕組みでそうなっているのか、一います。地球上には、高温や低温であったり、塩分が濃かっ

歩も二歩も踏み込んだ解答を与えようと、最先端の機器やたり、暗黒であったりと、様々な過酷な環境がありますが、分析手法を使って研究しています。生命や生物について知そんなところにも平気で住み着いている生き物がいます。

識を増やし、理解を深めていくことが私たちの使命です。

まさに多種多様な生物はどのようにして出現してきたので基礎生物学研究所は研究の推進を最大の使命としつつ、しょうか。生命についての不思議は考え出すと切りがあり総合研究大学院大学を構成する一員として、次世代の研究ません。

を担う大学院生の教育にも力を注いでいます。また大学共生命体は非生命体とは違った法則に従っていると考えられた時代もありましたが、生物学の研究が進んでくると、同利用機関として日本各地の大学等と共同研究を進めています。

生き物の振る舞いも基本は物理学や化学と同じ法則で理解

基礎生物学研究所は学術研究と教育の中心として幅広いできることが明らかになりました。しかし生き物は、目に活動を行っており、研究で得られた成果はもちろん、様々

見えないほどの微生物であってもその構造は精緻を極め、な情報を発信していこうと考えています。基礎生物学研究

体の中で起こっている化学反応は大変複雑です。一方、細所の活動について、皆様のご意見をお待ちしております。

菌も、昆虫も、哺乳類も、樹木も、生き物はすべて DNAからなる遺伝子をもち、遺伝子の総体、すなわちゲノムの2

基礎生物学研究所長

山本 正幸

組織

自然科学研究機構
機構長

佐藤 勝彦

副機構長

林 正彦
小森 彰夫
山本 正幸
井本 敬二
大峯 巖

理事

飯澤 隆夫
小森 彰夫
大峯 巖
岡田 清孝
観山 正見

監事

武田 洋
竹俣 耕一

細胞生物学領域

・細胞応答研究室（所長研）
・神経細胞生物学研究室（椎名研）
・細胞社会学研究室（濱田研）

発生生物学領域

・形態形成研究部門（上野研）
・発生遺伝学研究部門（小林研）
・分子発生学研究部門（高田研）
・初期発生研究部門（藤森研）

自然科学研究機構

核融合科学研究所
基礎生物学研究所
生理学研究所
分子科学研究所

所長
山本 正幸

運営会議

国立天文台

・生殖細胞研究部門（吉田研）

副所長（併任）上野 直人
研究主幹（併任）
野田 昌晴
小林 悟
吉田 松生
井口 泰泉
川口 正代司・生殖遺伝学研究室（田中研）
神経生物学領域

・統合神経生物学研究部門（野田研）
・脳生物学研究部門（山森研）
・光脳回路研究部門（松崎研）
・神経生理学研究室（渡辺研）

進化多様性生物学領域

・共生システム研究部門（川口研）
・バイオリソース研究室（成瀬研）
・構造多様性研究室（児玉研）
・多様性生物学研究室
・分子環境生物学研究部門（井口研）

環境生物学領域

・環境光生物学研究部門（皆川研）
・季節生物学研究部門（吉村研）

理論生物学領域

名誉教授
太田 行人
岡田 節人
江口 吾朗
竹内 郁夫
鈴木 義昭
毛利 秀雄
勝木 元也
長濱 嘉孝
大隅 良典
堀内 嵩
岡田 清孝
西村 幹夫

・生物進化研究部門（長谷部研）

・ゲノム情報研究室（内山研）
イメージングサイエンス研究領域 ・時空間制御研究室（野中研）
研究力強化戦略室
評価・情報グループ
国際連携グループ
広報グループ
共同利用グループ
男女共同参画推進グループ

モデル生物研究センター

・モデル動物研究支援室
・モデル植物研究支援室
・器官培養研究支援室

生物機能解析センター

・生物機能情報分析室
・光学解析室・情報管理解析室

IBBP センター
新規モデル生物開発センター
技術課

岡崎共通研究施設

岡崎統合バイオサイエンスセンター
計算科学研究センター
動物実験センター
アイソトープ実験センター

基礎生物学研究所・生理学研究所共通施設

廃棄物処理室・電子顕微鏡室・機器研究試作室

岡崎統合事務センター

2014 年 4 月 1 日現在

3

基礎生物学研究所が目指すもの

学術研究の推進基礎生物学研究所は、1977 年の創設以来、生命の営みの基本をなす遺伝子の働きや細胞の働きを探ると共に、生物が環境に適応し、そして多様な形と能力を持つに至った
仕組みを明らかにすることを目指して研究活動を行ってきました。細胞生物学、発生生物学、神経生物学、進化多様性生物学、環境生物学、理論生物学、イメージングサイエ
ンスなどの分野にわたる研究活動を、それぞれの研究に適した様々な生物を活用して展開しています。（→ P.15 〜）

共同利用研究の推進
大学共同利用機関
基礎生物学研究所は大学共同利用機関の一つです。大学
共同利用機関とは世界に誇る我が国独自の「研究者コミュ
ニティーによって運営される研究機関」であり、全国の研究者に共同利用・共同研究の場を提供する中核拠点として組織されました。重要な研究課題に関する先導的研究を進めるのみならず、全国の最先端の研究者が一堂に会し、未来の学問分野を切り拓くと共に新しい理念の創出をも目指した活動を行う拠点として、個別の大学では実施困難な機能と場を提供するのがその特色です。

共同利用研究基礎生物学研究所は大学共同利用機関として、大学・研究機関などに所属する所外の研究者に対し、共同研究、および所内の施設を利用して行われる研究課題を公募しています。2010 年度には、共同利用研究を強力にサポートする組織として、「生物機能解析センター」および「モデル生物研究センター」を設置しました。
（→ P.64）2012
年度には、災害等により生物遺伝資源が失われることを防ぐための大学連携バイオバックアッププロジェクトの中核拠点として「IBBP センター」が設置され、2013 年度よナショナルバイオリソース
ナショナルバイオリソースプロジェクトは、生物学研究に広く用いられる実験材料としてのバイオリソースのう
ち、国が特に重要と認めたものについて、体系的な収集、保存、提供体制を整備することを目的とした国家プロジェクトです。基礎生物学研究所は日本発のモデル生物「メダカ」の中核機関を担っており、国内外にリソースの提供を行っています。また、「アサガオ」の分担機関を担当しています。
（→ P.73）

4

り「生物遺伝資源新規保存技術開発共同利用研究」の公募を開始しました。
（→ P.72）
大型スペクトログラフは、世界最大の超大型分光照射設
備であり、「大型スペクトログラフ共同利用実験」の公募により国内外の多くの研究者に利用されています。その他、「重点共同利用研究」「モデル生物・技術開発共同利用研究」「個別共同利用研究」「生物画像処理・解析共同利用研究」「DSLM 共同利用実験」「次世代 DNA シーケンサー共同利用実験」「研究会」などを公募しています。（→ P.102）

国際連携活動

若手研究者の育成

世界各国の研究機関との国際連携活動

総合研究大学院大学

欧州分子生物学研究所 (EMBL) は、欧州 19 ヶ国の出総合研究大学院大学は基礎学術分野の総合的発展を目指

資により運営されている研究所です。基礎生物学研究所は、した大学院教育を行うために 1988 年に国により設置さ2005 年に開始された自然科学研究機構と EMBL との共れた学部を持たない大学院大学です。国内 18 の学術研究

同研究の中心となって、合同会議の開催や研究者・大学院

機関に学生を分散配置して教育を行います。基礎生物学研

生の相互訪問などの人的交流、および EMBL で開発された究所は、総合研究大学院大学生命科学研究科基礎生物学専

新型顕微鏡 DSLM を基礎生物学研究所に導入するなどの技

攻の基盤機関として大学院教育を行い、次世代の生物学を術交流を行っています。
（→ P.110）

担う若手研究者の養成を行っています。５年一貫制博士課
程と博士後期編入の２つのコースがあります。
（→ P.88 〜）

他大学の大学院教育への協力
基礎生物学研究所は大学共同利用機関として、国・公・私立大学の要請に応じてそれらの大学に所属する大学院学
生を「特別共同利用研究員」として受け入れ、大学院教育2010 年８月には、シンガポールのテマセク生命科学研
究所 (TLL) との学術交流協定が締結され、合同会議の開催
やプラクティカルコースの共同開催などが行われています。
（→ P.112）

基礎生物学研究所コンファレンス(NIBB Conference)
所内の教授等がオーガナイザーとなり、海外からの招待講演者を交えて開催される国際会議です。研究所創立の 1977 年に開催された第１回以来、基礎生物学分野の国際交流の貴重な機会となっています。2013 年度には第 61 回 NIBB Conference "Cellular Community in
Mammalian Embryogenesis" が開催されました。
（→ P.109）

インターナショナルプラクティカルコース(International Practical Course)
基礎生物学研究所が中心となって企画する国際実習コー
スです。国内外の研究者により編成された講師チームが研究技術を指導します。（→ P.114）

新領域の開拓の協力を行っています。（→ P.100）

大学生のための夏の実習
大学生向けの２泊３日の実習コースを 2011 年度より実施しています。生物学を学び始めた学生に向けて、研究体験の機会を提供しています。（→ P.120）

NIBB Internship Program
基礎生物学研究所を海外の学生にも広く知ってもらい、将来の研究交流の核となる人材を育てることを目的として、海外の大学生・院生を対象に、研究体験の機会を提供するプログラムです。（→ P.120）

ゲノムインフォマティクス・トレーニングコース
生物情報学を必ずしも専門としない生物学研究者が、ゲノムインフォマティクスを活用することによってそれぞれの研究を発展させるための基礎的技術・考え方を習得することを目的として開催される国内向けのトレーニングコー
スです。若手研究者を中心に、毎回、多くの受講希望者の応募があります。（→ P.116）

生物画像データ解析トレーニングコース
顕微鏡画像に代表される生物画像のデータ解析についてのトレーニングコースを 2013 年度より開始しました。
生物学研究者と画像研究者との共同研究を生み出す場とし生物学国際高等コンファレンスても機能しつつあります。（→ P.119）(Okazaki Biology Conference)
基礎生物学研究所は、生物学における新しい研究課題としての問題発掘を目指し今後生物学が取り組むべき新たな研究分野の国際的コミュニティ形成を支援するために、生物科学学会連合の推薦のもと、生物学国際高等コンファレ ン ス（Okazaki Biology Conference、 略 称 OBC) を2004 年より開催しています。（→ P.115）

5

年表1962 年頃から生物学研究者の間に研究所設立の要望が高1987 年 5 月

まり、関連学会 ( 日本動物学会、日本植物学会等 ) を中心に創設 10 周年を記念し、記念式典と施設公開を実施した。
「転種々検討がなされた。

換期をむかえた生物科学」と題した 10 周年記念講演会が京都にて開催された。

1966 年 5 月
日本学術会議は、第 46 回総会において、生物研究所 ( 仮称 )並びに生物科学研究交流センター ( 仮称 ) の設立について内閣総理大臣に勧告した。
創設１０周年記念式典

1973 年 10 月

1988 年 10 月

学術審議会は、分子科学研究所、基礎生物学研究所 ( 仮称 )日本初の大学院大学である、国立大学総合研究大学院大学

及び生理学研究所 ( 仮称 ) を緊急に設立すべき旨、文部大臣創設。基礎生物学研究所には生命科学研究科分子生物機構論に報告した。

専攻（３年制の博士課程 ）が設置された。

1977 年 5 月

1989 年 5 月

基礎生物学研究所 創設。生理学研究所と共に生物科学総合形質統御実験施設 設置。

研究機構を形成。桑原萬壽太郎 初代所長就任。3 研究系 ( 細胞生物学研究系・発生生物学研究系・制御機構研究系 )、培

1989 年 7 月

養育成研究施設及び技術課が設置された。創設当初は旧愛知竹内郁夫 第 4 代所長就任。

教育大旧図書館の建物を利用した。
1995 年 4 月
1977 年 12 月

毛利秀雄 第５代所長就任。

第１回 基礎生物学研究所コンファレンス 開催。
1997 年 1 月
1979 年 2 月

基礎生物学研究所実験研究棟に隣接して、形質統御実験棟が基礎生物学研究所 実験研究棟第１期竣工。

竣工した。

1997 年 5 月
1979 年の基礎生物学研究所 左手の建物が旧愛知教育大旧図書館建物

建築中の形質統御実験棟

創設 20 周年を迎え、記念式典が新たに竣工した岡崎コン
ファレンスセンターにて行われた。

1981 年 4 月
岡崎国立共同研究機構 創設。分子科学研究所及び生物科学

1998 年 5 月

総合研究機構 ( 基礎生物学研究所、生理学研究所 ) は総合化

形質転換生物研究施設 設置。

され、3 研究所は岡崎国立共同研究機構として一体的に運営されることとなった。

1999 年 4 月
生命環境科学研究センター 設置。

1983 年 4 月
金谷晴夫 第２代所長就任。

2000 年 4 月
共通研究施設として、統合バイオサイエンスセンター、計算

1984 年 10 月

科学研究センター、動物実験センター、アイソトープ実験セ

岡田節人 第３代所長就任。

ンター 設置。

1986 年 11 月

2001 年 4 月

最先端の研究技術の国内若手研究者への普及を目指し、第一

勝木元也 第６代所長就任。

回バイオサイエンストレーニングコースが開催された。

6

2002 年 3 月

2007 年 5 月

山手地区に山手１号館と２号館東が竣工。以後山手地区には基礎生物学研究所は創設 30 周年を迎えた。6 月 1 日には2004 年 3 月までに順次、5 号館までが竣工した。

30 周年記念式典が開催された。

現在の山手地区

2001 年 4 月
情報生物学研究センター 設置。

創設 30 周年記念式典

2009 年４月
基礎生物学研究所とドイツのマックス・プランク植物育種学

2004 年 1 月

研究所 (MPIPZ) との間で、植物科学分野での研究推進を目

生物学が取り組むべき新たな研究分野の国際的コミュニ的として学術交流協定を締結。８月には第１回の合同会議がティー形成を支援するための国際研究集会として、第 1

ドイツ・ケルンで開催された。

回 生 物 学 国 際 高 等 コ ン フ ァ レ ン ス（Okazaki Biology
Conference）が開催された。

2010 年 4 月
生物機能解析センターおよびモデル生物研究センターを設

2004 年 4 月

置。

大学共同利用機関法人自然科学研究機構 創設。国立大学法
人法の施行により、国立天文台、核融合科学研究所、基礎生

2010 年 7 月

物学研究所、生理学研究所及び分子科学研究所が統合再編さ

最先端研究基盤事業「低炭素社会実現に向けた植物研究の推れ、大学共同利用機関法人自然科学研究機構となった。3 研

進のための基盤整備」として採択された「植物科学最先端研

究系の廃止とともに研究部門名を変更し、新たに研究室を設

究拠点ネットワーク」事業を開始。

けた。統合バイオサイエンスセンターは岡崎統合バイオサイ
エンスセンターに名称変更。総合研究大学院大学は国立大学

2010 年 8 月

法人に移行。生命科学研究科分子生物機構論専攻に新たに５

基礎生物学研究所とシンガポールのテマセク生命科学研究所

年一貫制の博士課程が設置された。

(TLL) との間で学術交流協定が締結された。

2005 年 4 月

2012 年 7 月

総合研究大学院大学分子生物機構論専攻が基礎生物学専攻に

災害に強い生命科学研究の実現のために、生物遺伝資源の名称変更。

バックアップ体制を構築する「大学連携バイオバックアップ
プロジェクト (IBBP)」を国内７つの大学との連携により開2005 年 7 月

始。プロジェクトの中核拠点として IBBP センターを設置。

自然科学研究機構と欧州分子生物学研究所 (EMBL) との間で共同研究協定が調印された。基礎生物学研究所と EMBLとの連携活動を開始。
2007 年 1 月
バイオサイエンストレーニングコースにかわり、国内外の若手研究者を対象とした国際的な研究技術普及および交流活動

IBBP センター 生物遺伝資源保存施設

として、第 1 回インターナショナルプラクティカルコースが開催された。

2013 年 10 月
山本正幸 第 8 代所長就任。

2007 年 4 月
岡田清孝 第 7 代所長就任。

2013 年 10 月
研究力強化戦略室を設置。

7

運営
運営会議委員 (2014 年度 )

任期：2013 年 4 月 1 日～ 2015 年 3 月 31 日
◎議長

所外委員
太田 邦史

東京大学大学院 総合文化研究科 教授

胡桃坂 仁志早稲田大学理工学術院 先進理工学部・研究科 教授

近藤 孝男

名古屋大学大学院 理学研究科 特任教授

○ 高林 純示

京都大学 生態学研究センター 教授

田中 歩		

北海道大学 低温科学研究所 教授

月田 早智子

大阪大学大学院 生命機能研究科／医学系研究科 教授

箱嶋 敏雄

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

東山 哲也

名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所 教授

水島 昇		

東京大学大学院 医学系研究科 教授

森 郁恵		

名古屋大学大学院 理学研究科 教授

所内委員

8

井口 泰泉

分子環境生物学研究部門 ( 岡崎統合バイオサイエンスセンター ) 教授

上野 直人

形態形成研究部門 教授

川口 正代司

共生システム研究部門 教授

小林 悟		

発生遺伝学研究部門 ( 岡崎統合バイオサイエンスセンター ) 教授

◎ 高田 慎治

分子発生学研究部門 ( 岡崎統合バイオサイエンスセンター ) 教授

野田 昌晴

統合神経生物学研究部門 教授

長谷部 光泰生物進化研究部門 教授

藤森 俊彦

初期発生研究部門 教授

松崎 政紀

光脳回路研究部門 教授

山森 哲雄

脳生物学研究部門 教授

吉田 松生

生殖細胞研究部門 教授○副議長

基礎生物学研究所プレスリリースより

花の色素合成に関わり、花の色を濃くする遺伝子を発見
花の多くはアントシアニンという色素によって彩られています。アントシアニンを生産する効率を高めて、花色を濃くする遺伝子を、基礎生物学研究所 森田裕将元研究員（現名城大学）と星野敦助教、およびサントリー
グローバルイノベーションセンター株式会社、農研機構
花き研究所などの研究者からなる共同研究チームが発見しました。この成果は、2014 年 3 月 14 日に The
Plant Journal に掲載されました。
アントシアニンはフラボノイドと呼ばれるポリフェ
ノールの一種で、花や果実に含まれており、赤から青色

星野敦助教、森田裕将元研究員およびサントリー
グローバルイノベーションセンター株式会社の田中良和上席研究員を示す色素です。花の色の濃さはアントシアニンの含まれる量によって決まり、多く含まれるほど色が濃く鮮やかになります。研究グループは、アントシアニンの量が減ることで淡い色になったアサガオの突然変異体を見つけ、その原因遺伝子を特定しました。その結果、アントシアニンの生産効率を高めて、花の色を濃くしている遺伝子を新たに発見し、その遺伝子産物を EFP（Enhancer
of Flavonoid Production（フラボノイド生産促進因Yasumasa Morita, Kyoko Takagi, Masako FukuchiMizutani, Kanako Ishiguro, Yoshikazu Tanaka,
Eiji Nitasaka, Masayoshi Nakayama, Norio Saito,
Takashi Kagami, Atsushi Hoshino, and Shigeru Iida
“A chalcone isomerase-like protein enhances
flavonoid production and flower pigmentation”
The Plant Journal 78(2), 294–304. (2014)子））と名付けました。EFP は、EFP が機能しない場合に比べてアントシアンの生産効率を３倍程度に高めていました。
次に研究グループは、この EFP がヒルガオ科のアサガオだけでなくナス科のペチュニアとアゼナ科のトレニアにも存在し、それらの機能を抑制すると薄い花が咲く
ことを明らかにしました。このことから EFP は多様な植物で機能が保存されていることが示されました。また、
EFP がアントシアニンだけでなく、ほかにも無色のフラボノイド（フラボンとフラボノール）を作る効率も高めていることを明らかにしました。

EFP 遺伝子の機能を欠いた突然変異体（左）と正常なアサガオ（右）ペチュニアとトレニアにおける EFP の機能抑制の効果

9基礎生物学研究所プレスリリースより

精子幹細胞の知られざる性質が明らかに ～幹細胞は異なる状態を繰り返し行き来する～
基礎生物学研究所 生殖細胞研究部門の原健士朗助教と吉田松生教授の研究グループは、英国ケンブリッジ大学、
京都大学、神戸大学、理化学研究所、東北大学との共同研究により、マウスをモデルとして、精巣の中の生きた精子幹細胞の知られざる性質を明らかにしました。本成果は、2014 年 5 月２日に Cell Stem Cell 誌に掲載されました。
精子になる前の未分化な細胞（精原細胞）は、１つ１つの細胞がバラバラに分かれた「As 細胞」と、２個以上の細胞が繋がった「合胞体」という異なるタイプの細胞種に分類されます。これまで、「精子幹細胞は、ずっとAs 細胞であり続ける」と考える As モデルが広く支持されてきました。1971 年に提唱されたこの定説は、固定標本の観察に基づいて、精子幹細胞の性質を推定したも

原健士朗助教と吉田松生教授
Kenshiro Hara, Toshinori Nakagawa, Hideki
Enomoto, Mikiko Suzuki, Masayuki Yamamoto,Benjamin D. Simons, Shosei Yoshida"Mouse Spermatogenic Stem Cells ContinuallyInterconver t between Equipotent Singly
Isolated and Syncytial States"
Cell Stem Cell 14(5), 658-72. (2014)のでした。これを検証するには、生きた状態の As 細胞や合胞体を解析する必要がありましたが、当時の技術では困難でした。
研究グループは緑色蛍光タンパク質を利用した精巣ラ
イブイメージング法を用いて、定説となっていた As モ
デルと異なる精子幹細胞の性質を明らかにしました。蛍光標識した精原細胞を数日間観察し続けたところ、「As細胞」が細胞分裂する時には、ほぼ全ての場合「合胞体」になること、また、「合胞体」は細胞分裂に匹敵するくらいの高い頻度でバラバラに断片化して、新たな「As 細胞」が生まれることを発見しました。次いで、延べ 8000 時
間を超えるライブイメージング映像から精原細胞の挙動を解析し、「As 細胞」と「合胞体」は、細胞分裂と断片化によってお互いの状態を行き来していることを示しま

従来のモデル（A）と本研究が提唱する精子幹細胞モデル（B）

した。
さらに、数理モデル解析によって、１年以上続くマウ
ス精子形成は、ライブイメージングで観察された「As 細胞と合胞体の細胞分裂と断片化」の繰り返しによって支えられていることが強く示唆されました。これらの結果
から、「精子幹細胞は、タイプの異なる細胞（As 細胞と合胞体）がお互いの状態を繰り返し行き来しながら、どちらも区別なく幹細胞として機能する」という新説を提唱しました。

「合胞体（白矢頭）」がバラバラに断片化して、「As細胞（赤矢頭）」がうまれる様子

10基礎生物学研究所プレスリリースより

運動学習は大脳皮質深部の神経細胞
活動パターンとして記憶される
基礎生物学研究所 光脳回路研究部門の正水芳人研究員、田中康裕研究員、松崎政紀教授らのグループは、東京大学大学院医学系研究科（喜多村和郎准教授）、玉川
大学脳科学研究所（礒村宜和教授）、日本医科大学（岡田尚巳教授）との共同研究により、マウスが道具を使って運動課題を学習する過程において、２光子顕微鏡を用

松崎政紀教授、正水芳人研究員、田中康裕研究員

いたカルシウムイメージング法により、訓練期間２週間にわたって課題実行中の運動野第 2/3 層（脳表から約200 μ m の深さ）の神経細胞と脳表から約 500 μm の深さにある第 5 層の神経細胞の、延べ八千個の活動を計測することに成功しました。その結果、学習期間において動物が運動課題に熟達する中期から後期にかけて、学習した運動の記憶が大脳皮質深層、特に大脳基底核へ信号を送る細胞の新たな活動パターンとして保持さYoshito Masamizu, Yasuhiro R. Tanaka, Yasuyo H.
Tanaka, Riichiro Hira, Fuki Ohkubo, Kazuo Kitamura,
Yoshikazu Isomura, Takashi Okada, and Masanori
Matsuzaki“Two distinct layer-specific dynamics of corticalensembles during learning of a motor task”
Nature Neuroscience 17, 987–994. (2014)

れることがわかりました。本成果は、2014 年 6 月 2日に Nature Neuroscience 誌に掲載されました。

前足を使って一定時間レバーを引くと水がもらえるというマウスにとって難度の高い運動課題
２光子顕微鏡を用いた運動野のカルシ
ウムイメージング
運動課題実行中の多数の神経細胞の時系列
活動パターン（64 個の神経細胞の活動を色コードして表示）から、実際のレバーの動きを予測し、その精度を予測精度情報量
として定量化することで、レバー運動がどの程度、細胞集団の活動パターンとして保持されているかを評価することができる。

本研究で得られた成果のまとめ：
新しい運動の練習を続けると、大脳皮質運動野第 5 層で、予測精度情報量を高める細胞（黒丸）が増え、より効果的に脊髄に信号を送る新しい神経回路（赤囲み）ができ、練習した運動が熟練化する。

11

基礎生物学研究所プレスリリースより

インドメダカの性決定遺伝子を発見

基礎生物学研究所 バイオリソース研究室の竹花佑介
助教と成瀬清准教授は、新潟大学、国立遺伝学研究所、
宇都宮大学、東北大学東北メディカル・メガバンク機
構との共同研究により、インドやタイなどに生息する
メダカ近縁種「インドメダカ」の性決定遺伝子を発見し、性染色体の多様化をもたらした分子機構の一端を明らかにしました。この成果は、2014 年 6 月 20 日に
Nature Communications 誌に掲載されました。
脊椎動物の性決定機構には著しい多様性が認められますが、性決定遺伝子の実体やその多様化過程は多くの動物においてが明らかにされていません。そこで研究グ

成瀬清准教授と竹花佑介助教

ループは、近縁な種間で性染色体が異なるメダカ属魚類に注目し、インドメダカの性染色体上に存在する新奇性決定遺伝子を探索しました。
その結果、インドメダカの性決定遺伝子は Y 染色体上の Sox3 遺伝子であることを明らかにしました。
Sox3 遺伝子は X 染色体上にも存在しますが、隣接する発現調節領域（SD 領域）の塩基配列は X 染色体とY 染色体の間で大きく異なり、Y 染色体上の SD 領域

Yusuke Takehana, Masaru Matsuda, Taijun Myosho,
Maximiliano L. Suster, Koichi Kawakami, Tadasu
Shin-I, Yuji Kohara, Yoko Kuroki, Atsushi Toyoda,
Asao Fujiyama, Satoshi Hamaguchi, Mitsuru
Sakaizumi and Kiyoshi Naruse“Co-option of Sox3 as the male-determining factor
on the Y chromosome in the fish Oryzias dancena”
Nature Communications 5, 4157. (2014)

が性決定時期の生殖巣におけるオス特異的な Sox3 発
現を誘導することがわかりました。
本 研 究 に よ り、 イ ン ド メ ダ カ の 性 決 定 遺 伝 子 は、
Sox3 遺伝子座における対立遺伝子の分化によって生じたことを示唆されました。つまり、始めは２つの染色体間で働き方が同じであったであろう Sox3 遺伝子の片方が、少しずつ働き方を変化させることで、オスを決める遺伝子に進化してきたと考えられます。

インドメダカの XY 性染色体と SD 領域
性決定に関わる SD 領域は染色体上で 14 万塩基対、Ｙ染色体上で 31 万塩基対あり、その近傍に Sox3 遺伝子が存在する。Sox3 は X 染色体（Sox3X）にも Y 染色体（Sox3Y）にもあるが、両者のアミノ酸配列には違い

インドメダカのメス（上段）とオス（下段）

12

がない。

基礎生物学研究所プレスリリースより

植物ホルモンのサイトカイニンは葉から根に長距離移動してマメ科植物の根粒数を制御する
基礎生物学研究所 共生システム研究部門の佐々木武
馬大学院生と川口正代司教授らは、理化学研究所環境資
源科学研究センター榊原均グループディレクターらとの共同研究により、マメ科植物において、植物ホルモンとして知られるサイトカイニンが、根から輸送される
糖ペプチドシグナルを受けて葉で合成され、葉から根川口正代司教授と佐々木武馬大学院生に長距離移動して根粒の数を制御していることを発見しました。この成果は２０１４年９月１９日に Nature
Communications 誌に掲載されました。
研究グループは、根粒の数が抑制される形質転換体、過剰形成される変異体、および、野生株の地上部における 38 種類の植物ホルモン量を定量し比較しました。こTakema Sasaki, Takuya Suzaki, Takashi Soyano,
Mikiko Kojima, Hitoshi Sakakibara and Masayoshi
Kawaguchi“Shoot-derived cytokinins systemically regulate root
nodulation”
Nature Communications 5, 4983. (2014)の結果、地上部におけるサイトカイニン前駆体の量がこ
れらの植物間で有意に異なり、サイトカイニンが根粒の数を制御する長距離シグナルの実体の候補として浮かび上がりました。
葉でつくられたサイトカイニンが、根粒形成においてどのような機能を果たしているのかを調べるために、サイトカイニンを地上部から与え、根粒の形成数を計測しました。その結果、地上部から与えたサイトカイニンは、根粒形成を抑制しました。また、同位体ラベル化したサ
イトカイニンを用いて、サイトカイニンの植物体内での移動の様子を調べると、サイトカイニンは地上部から地下部に輸送される、つまり長距離シグナル分子として働きうることがわかりました。研究グループは、地上部由来のサイトカイニンが、根において根粒数を全身的かつ根粒の数を制御する長距離シグナリングの概略図

抑制的に制御することを示しました。

野生株、har1 変異体、CLE-RS1/2 過剰発現体（CLE-RS1/2ox）の根における表現型と地上部におけるサイトカイニン前駆体の定量結果

13基礎生物学研究所プレスリリースより新しいレーザー光源を用いた生体深部を高速かつ広い視野で観察できる
顕微鏡を開発光シート顕微鏡は、生きた胚や生物個体を高速で３次元観察できる顕微鏡法として、この数年脚光を浴びています。この光シート顕微鏡と、生体深部の観察を得意とする２光子励起顕微鏡を組み合わせた顕微鏡（２光子・光シート顕微鏡）は両者の利点を併せ持ったものになりますが、これには視野が狭いという欠点があり、ショウ
ジョウバエ胚のような小さな標本の観察（視野は 0.25
mm 以下程度）にしか使えていませんでした。
今回、愛媛大学大学院医学系研究科の大嶋佑介助教、
基礎生物学研究所の丸山篤史研究員、野中茂紀准教授、
成瀬清准教授らの研究グループは、光源としてこれまでとは特性の違う、工業用の高パルスエネルギー赤外線レーザーを用いることで、２光子・光シート顕微鏡の視野を大幅に広げることに成功し、これがメダカの稚魚全体のような、より大きな生きた標本のイメージング

本研究で開発した広い視野で２光子励起蛍光が観察できる光シート顕微鏡

Atsushi Maruyama, Yusuke Oshima, Hiroko
Kajiura-Kobayashi, Shigenori Nonaka, Takeshi
Imamura, and Kiyoshi Naruse“Wide field intravital imaging by two-photonexcitation digital-scanned light-sheet microscopy(2p-DSLM) with a high-pulse energy laser”
Biomedical Optics Express, 5, 3311–3325. (2014)に使えることを実証しました。この成果は Biomedical
Optics Express 誌 2014 年 10 月 1 日号に掲載されました。
本研究では、もともと材料加工用に開発されたレーザー（FCPA μ jewel D-1000）を顕微鏡光源として用いる試みを行いました。このレーザーは従来の超短パ
ルス赤外線レーザーに比べ、パルスの繰り返し周波数が低く、その代わり１パルスあたりのエネルギー密度が高いという特徴を持ちます。これにより、1 mm 程度の広い視野での観察が可能になりました。また、本研究ではメダカを生かしたままイメージングできることを実証し、心臓が拍動するようすを高速（0.05 sec/frame）

生きたメダカの高速ライブイメージングで観察することにも成功しました。

メダカ稚魚の２光子励起蛍光による３次元観察

14

細胞応答研究室

減数分裂の制御機構
接合

細胞は、自分の周囲にある栄養素やホルモンの量をはじめ、温度や圧力なども感知して、どのような活動を行う

減数第一分裂 第二分裂

かを決定する。特に、卵子や精子を生み出す生殖細胞は、周囲の条件に応答して、染色体の数を半減させる特殊な細胞分裂である減数分裂を開始する。本研究室では減数分裂を行う最も単純な生物である分裂酵母を用いて、細胞が周囲の状況に応じて二分裂で増え続ける状態から減数分裂へと活動を切り替える仕組みを調べている。

分裂酵母の有性生殖過程 ( 赤 : 核膜、緑 : 微小管 )生殖細胞の形成に欠かせない特殊な細胞分裂である減数分裂開始する仕組みの解明に取り組んでいる。

精子や卵子などの一倍体の配偶子を形成する上で欠かせない減数分裂では、一度の DNA 合成の後、二度の連続した染

減数分裂期の遺伝子発現制御

色体分配が行われる。この間に、高頻度の遺伝子組換えや、細胞は、遺伝子発現を切り替えることで、環境の変化に応

相同染色体が両極に分かれる特殊な染色体分配など、体細胞答して、様々な機能を獲得していく。分裂酵母細胞も、減数では見られない興味深い特徴がある。本研究室は、未だ謎の分裂期に入ると、数多くの遺伝子の発現が上昇することが知

多い減数分裂の制御系を解き明かすため、分裂酵母をモデルられている。減数分裂期の遺伝子発現の上昇に、転写産物の系として、細胞が環境の変化を感知して、減数分裂を行って時期特異的な分解制御が大きく寄与していることが我々の解配偶子を形成するまでの過程を分子レベルで記載することを

析により示されている。当研究室では、減数分裂期の遺伝子目標としている。

発現に欠かせない、RNA 分解を制御する RNA 結合タンパ
ク質と非コード RNA の機能解明を目指し、研究を行ってい分裂酵母の有性生殖る。

分裂酵母は栄養源が豊富な状態では、一倍体で体細胞分裂を行い増殖する。培地中の栄養源が枯渇してくると、分裂酵
母は有性生殖過程へと移行する。二つの一倍体細胞が接合して二倍体となり、引き続いて減数分裂を行い、最終的に配偶子に相当する胞子を形成して、環境の回復を待つ。単純な生物である分裂酵母の有性生殖過程を研究することで、種を超えて保存されている、細胞が栄養源を認識する仕組みや、配偶子形成の根幹をなす分子機構に迫ることができると期待される。

TOR キナーゼによる栄養源の認識
真 核 生 物 で 保 存 さ れ た TOR キ ナ ー ゼ (Target ofRapamycin) は、外界の状況を細胞内に伝えて増殖を制御する経路において中心的な役割を果たしており、様々な疾患との関わりからも注目を集めている。分裂酵母は、他の生物種と同様に、二つのタイプの TOR 複合体を有している。興
味深いことに、一方の TOR 複合体は、有性生殖の開始に対して正に、他方は負に働いている。当研究室では、分裂酵母
細胞が、栄養状態を TOR 経路を介して伝達し、有性生殖を

所長
山本 正幸

特任准教授
山下 朗

参考文献
1. Shichino, Y., Yamashita, A. and Yamamoto, M. (2014). Meiotic
long non-coding meiRNA accumulates as a dot at its genetic
locus facilitated by Mmi1 and plays as a decoy to lure Mmi1.
Open Biol. 4, 140022.
2. Otsubo, Y.*, Yamashita, A.*, Ohno, H. and Yamamoto, M. (2014). S.
pombe TORC1 activates the ubiquitin-proteasomal degradation of
the meiotic regulator Mei2 in cooperation with Pat1 kinase. J. Cell
Sci. 127, 2639-2646. (*: equal contribution)
3. Arata, M., Sato, M., Yamashita, A. and Yamamoto, M. (2014).
The RNA-binding protein Spo5 promotes meiosis II by regulating
cyclin Cdc13 in fission yeast. Genes Cells 19, 225-238.
4. Yamashita, A., Takayama, T., Iwata, R. and Yamamoto, M.
(2013). A novel factor Iss10 regulates Mmi1-mediated selective
elimination of meiotic transcripts. Nucleic Acids Res. 41, 96809687.
5. Yamashita, A., Fujita, Y. and Yamamoto, M. (2013). Proper
microtubule structure is vital for timely progression throughmeiosis in fission yeast. Plos One 8, e65082.
6. Aoi, Y., Arai, K., Miyamoto, M., Katsuta, Y., Yamashita, A., Sato, M.
and Yamamoto, M. (2013). Cuf2 boosts the transcription of APC/C
activator Fzr1 to terminate the meiotic division cycle. EMBO Rep.
14, 553-560.

博士研究員
大坪 瑶子
七野 悠一
事務支援員
坂神 真理

15

神経細胞のネットワーク形成におけるmRNA 輸送と局所的タンパク質合成機構
私たちがものを考えたり記憶したりする時、神経ネットワークを通じて神経興奮が伝えられている。神経ネットワークの形成には、それぞれの神経細胞から配線となる突起が伸び、突起どうしが然るべき相手とつながることが極めて重要である。この神経ネットワーク形成の様々な局面で、突起への mRNA 輸送とそれに伴う局所的なタンパク質合成が必要であることが明らかになりつつある。タンパク質合成はすべての種類の細胞の生命基盤であるが、それが突起内の局所で起きるという特殊性が、神経ネットワークを正しく構築する鍵を握っている。我々は、マウスをモデル生物とし、神経細胞における mRNA 輸送と局所的タンパク質合成メカニズムを
分子・細胞・個体レベルで明らかにすることを目指して研究をおこなっている。
Members

准教授
椎名 伸之
助教
中山 啓
総合研究大学院大学
大学院生
大橋 りえ
片山 香織
技術支援員
松田 知里

マウス大脳の神経培養細胞
神経細胞から伸びた 2 種類の突起、軸索 ( 緑 ) と樹状突起 ( 赤 ) が、互いにつながって神経ネットワークを形成している。

16

神経細胞生物学研究室

http://www.nibb.ac.jp/neurocel/

何がどんな mRNA を運ぶのか ?

た、その機能破綻が神経変性疾患などの病気とどのような関神経細胞からは 2 種類の突起、軸索と樹状突起が伸び出し連があるかについて解析を開始している（文献 1）。

ているが、樹状突起には特定の mRNA が固まりになって輸送されている。この固まりには他にリボソームなどタンパク質合成に必要な因子も含まれており、この巨大複合体がmRNA 輸送・翻訳制御装置であることが明らかにされてきた。この複合体は”RNA granule”と呼ばれている。
我々は RNA granule に含まれる新規の RNA 結合タンパク質を発見し、RNG105 と名付けた ( 文献 4)。RNG105
遺伝子破壊マウスの解析から、RNG105 が RNA granuleによる mRNA 輸送に関わることが明らかになった ( 図 1、
文献 2)。
RNG105 によって輸送される mRNA には様々な種類があり、それらを網羅的に同定すること、およびそれらが選択的に RNG105 に結合するメカニズムを明らかにすることが、

mRNA 輸送様式は一つだけか ?
我 々 は RNG105 の ホ モ ロ グ RNG140 の 解 析 も 進 め

今後の重要な課題の一つである。
図 1. RNG105 による神経
樹状突起への mRNA 輸送
野 生 型 の 神 経 細 胞 ( 上 )、RNG105 遺 伝 子 を 破 壊
し た 神 経 細 胞 ( 中 )、 お よ
び RNG105 を大量発現した神経細胞 ( 下 ) で特定のmRNA を 緑 色 に 光 ら せ た(FXYD1 mRNA に緑色蛍光タンパク質 (GFP) を結合している )。細胞体 ( 白矢頭 )から樹状突起 ( 黄矢頭 ) へのmRNA 輸 送 は、RNG105
遺伝子破壊神経では減少し、逆に RNG105 大量発現神経では増加している。

mRNA 輸送と局所的タンパク質合成はなぜ必要か ?
樹状突起へ輸送された mRNA は、他の神経細胞軸索からの興奮刺激を受けた部位で局所的にタンパク質に翻訳され、その部位の軸索−樹状突起の結合 ( シナプス結合 ) の強化に関与すると考えられている。この強化は学習記憶の成立のために必要である。
RNG105 遺伝子破壊マウスでは、樹状突起でのシナプス結合が減少し、神経ネットワークが極めて貧弱になることを明らかにした ( 図 2、文献 2)。驚くことにその貧弱化は既に胎仔期で起こっており、このマウスは学習記憶以前に呼吸すらできなかった。
現 在、 成 体 マ ウ ス で RNG105 遺 伝 子 破 壊 を お こ な う
他、RNG105 結 合 タ ン パ ク 質 群 に も 解 析 を 広 げ、RNAgranule の機能が学習記憶にどのような影響を及ぼすか、ま

准教授
椎名 伸之

図 2. RNG105 遺伝子破壊による神経ネットワークの貧弱化
野生型 ( 左 ) および RNG105 遺伝子破壊 ( 右 ) マウスの大脳神経細胞を培養したもの。白い固まりは細胞体が複数集まったもので、そこから突起が伸びてネッ
トワークを形成している。

て い る。RNG140 も RNA 結 合 タ ン パ ク 質 で あ る が、
RNG105 とは全く異なる RNA granule を形成して神経樹状突起に局在することを明らかにした ( 文献 3)。おそらく RNA granule は複数種類存在し、それぞれが異なる
機能と制御メカニズムを持っていると予想される。今後、
RNG140 遺伝子破壊などによる機能解析をおこなうことによって、RNA granule の多様性の解明を目指す。
参考文献
1. Shiina, N., and Nakayama, K. (2014). RNA granule assemblyand disassembly modulated by nuclear factor associated withdsRNA 2 and nuclear factor 45. J. Biol. Chem. doi: 10.1074/jbc.
M144.556365.
2. Shiina, N., Yamaguchi, K., and Tokunaga, M. (2010). RNG105
deficiency impairs the dendritic localization of mRNAs for Na +/K+ ATPase subunit isoforms and leads to the degeneration ofneuronal networks. J. Neurosci. 30, 12816-12830.
3. Shiina, N., and Tokunaga, M. (2010). RNA granule protein
140 (RNG140), a paralog of RNG105 localized to distinct RNA
granules in neuronal dendrites in the adult vertebrate brain. J.
Biol. Chem. 285, 24260-24269.
4. Shiina, N., Shinkura, K., and Tokunaga, M. (2005). A novel RNAbinding protein in neuronal RNA granules: regulatory machinery
for local translation. J. Neurosci. 25, 4420-4434.
5. Mimori-Kiyosue, Y., Shiina, N., and Tsukita, S. (2000).
Adenomatous polyposis coli (APC) protein moves along
microtubules and concentrates at their growing ends in epithelial
cells. J. Cell Biol. 148, 505-518.
6. Kubo, A., Sasaki, H., Yuba-Kubo, A., Tsukita, S., and Shiina, N.
(1999). Centriolar satellites: molecular characterization, ATPdependent movement toward centrioles and possible involvement
in ciliogenesis. J. Cell Biol. 147, 969-980.

助教
中山 啓

17

胎盤形成と細胞間相互作用
陸生脊椎動物は地上生活を行うために乾燥から身を守る方法を獲得しなくてはならなかった。は虫類や鳥類の胚は乾燥を防ぎ、かつ水中と同じ環境を保つために様々な組織や構造物で保護されている。胚は羊水で満たされた膜（羊膜）の中で成長し、その胚の成長に必要な栄養供給源となる卵黄は卵黄膜に包まれ、胚によって作り出される老廃物は尿膜の中に貯蔵される。胚の呼吸は卵膜を通して行われる。これ
ら全てが固い構造物の卵殻に包まれている。哺乳類は卵黄と同時に卵殻を失い、その代りとして母体の子宮に着床するようになった。それにより乾燥を防ぎ、栄養や酸素を母体から吸収し、老廃物を母体に渡すように進化した。ヒトやマウスの胎盤は呼吸に必要な卵膜と老廃物を貯蔵する尿膜が一体化した組織である。われわれは
Notch2 遺伝子を通してみた、マウスの胎盤の発生や進化を研究している。
Members

助教
濱田 義雄
技術支援員
権田 尚子

発生中のマウスの胎盤での血流。
母親の血液は図の上から下方に向かって胎盤の中に入ってくる。一方、胎児の血液は図の下から上方に向かって入る。胎盤の中では双方の血液は合胞体栄養細胞に依って仕切られる。A,B,C は妊娠 9.5, 10.5, 11.5
日頃の胎盤の模式図である。

18

細胞社会学研究室
胎盤は哺乳類の胚が発生するために必要な栄養物や酸素を思っている。

母体から吸収し、老廃物や二酸化炭素を母体に渡す器官であ図 2. 尿膜細胞の栄養膜細胞層への侵入と Notch2 遺伝子の発現。
妊娠 9.5 日では Notch2 遺伝子の発現は尿膜細胞と合胞体栄養細胞より母親側にある栄養膜細胞（青く塗ってある）に検出される。胎児の血管が入りところでは尿膜細胞由来と思われる細胞には Notch2 遺伝子の発現は見られない（白い細胞）。

る。図１に示しているようにイヌ、ブタ、ウシ、マウスの胎盤の形態は変化に富んでいる。

帯状胎盤
（犬、猫）

散在性胎盤
（ブタ）

多胎盤
（反芻類）

盤状胎盤
（霊長類、げっ歯類）

図１. 様々な形の胎盤。
散在性胎盤（ブタ）
、帯状胎
盤（イヌ）
、
盤状胎盤（マウス）、
多胎盤（ウシ）の形を示す。
動物の胎児は図の中で生育する。ブタ、ウシ、イヌでは描かれている図全体が胎盤である。しかしマウスでは少し濃くなっているところが胎盤である。

母親の血流形成母親の血液は互いに強く接着している上皮性の栄養膜細胞の間を流れる。この血液の流れ道がどのように出来るのかが
我々が胎盤の研究を始めた動機である。Notch2 遺伝子の変異は血液の流れが出来ないために胚への栄養供給が出来な

この器官の目的は効率の良い母子間の物質交換である。そくなり胚致死となる（１）。Notch シグナリングが母親の血のためには（１）物質交換が可能な面積の拡大、（２）母子流形成に関与していることが知られるようになった
（３、
４）
。

の血液を可能な限り接近させること、そして（３）双方の血

母親の血液の流れは栄養膜細胞が消失することによって出来液が混じり合わないように間にバリアーが形成されることが上がることを発生生物学的手法により証明しているところで不可欠である。マウスでは臍から伸び出した胎児性血管が胎ある。また、その消失は necroptosis によって起こされて盤の中で絨毛のように枝分かれ、表面積を広げている。また、いる可能性を探っている。

母親の血液が胎児性の栄養膜細胞に直接触れながら流れるこ

われわれの体が正しく形成されるには様々な細胞間相互作とによって胎児の血液の間近に母親の血液がくるようになっ用が必要である。分化誘導、細胞融合、細胞増殖、細胞選ている。母親と胎児の血管の間には多核の合胞体栄養細胞が別、細胞の排除等がその相互作用の結果として引き起こされ形成され、これが母子間のバリアーとなると同時に物質交換る。これらの現象に関与する分子は相互作用の種類によっての場となる（左ページ図）。

異なっている。胎盤の形態形成ではこれらの全ての現象が２

われわれの研究室は１人の研究者と１人の技術補佐員で構〜３日の間で行われる。われわれは胎盤固有の問題を取り上成され、乏しい研究費で胎盤の主要研究テーマである (I) 胎げ、それが体全体の問題になり得るかどうかを常に意識して児性の血管形成と (II) 母親の血流形成について研究を行っている。例えば、胎盤では多倍体の細胞が多数見出され、何故いる。これまで行ってきた Notch2 遺伝子の発現やその変存在出来うるのかを解明することはわれわれの体が２倍体の異マウスの解析の研究成果に基づいて独自の視点から (I) と細胞で出来ている基本原理にせまることになる。

(II) についてアプローチしている。

胎児性の血管形成
胎盤では尿膜の細胞（将来の臍帯）が栄養膜細胞層上のGcm-1 遺伝子を発現しているところから侵入し、栄養膜細胞層の中に空間を形成する。出来上がった空間中に胎児性血管が形成される。Notch2 遺伝子は尿膜細胞で発現しているが、侵入個所の尿膜由来と考えられる細胞にはこの遺伝子の発現は見られない（図２）。尿膜細胞は均一な細胞集団ではなく、栄養膜細胞層への侵入とその後の血管形成に役割が分化している細胞の集まりであると考えることが出来る。
我々は栄養膜細胞層に侵入する細胞の性質を解析することにより、胚体外組織の血管形成について新たな知見を得たいと

参考文献
1. Gasperowicz, M., Surmann-Schmitt, C., Hamada, Y., Otto, F.
and Cross, J. C., (2013). The transcriptional co-repressor TLE3
regulates development of trophoblast giant cells lining maternal
blood spaces in the mouse placenta. Dev. Biol., in press.
2. Hunkapiller, N.M., Gasperowicz, M., Kapidzic, M., Plaks, V.,
Maltepe, E., Kitajewski, J., Cross, J. C., Fisher, S.J., (2011). A rolefor Notch signaling in trophoblast endovascular invasion and in
the pathogenesis of pre-eclampsia. Development 138, 2987-2998.
3. Hamada, Y., Hiroe, T., Suzuki, Y., Oda, M., Tsujimoto, Y., Coleman,
J.R., Tanaka, S., (2007). Notch2 is required for formation of theplacental circulatory system, but not for cell-type specification in
the developing mouse placenta. Differentiation 75, 268-278.

助教
濱田 義雄

19

形態形成メカニズムを理解する
動物はひとつの受精卵から細胞分裂を繰り返して細胞の数を増やし、それぞれの細胞の性質を変えながら、生物として固有の形づくり ( 形態形成 ) を行う。その過程には細胞同士のコミュニケーション、すなわち細胞間相互作用が重要であることが知られている。細胞間相互作用は細胞分化、細胞運動をダイナミックに制御する。
また、細胞が形を変え、運動する方向を決めるには細胞極性が重要で、その極性形成にも多くの分子が働いている。さらに、胚は内部に発生する様々な力の影響を受けている。私たちはこの過程をプログラムとして理解し、動物種間で比較すること
によって、形態形成メカニズムの本質に迫りたいと考えている。

Members

教授
上野 直人
准教授
木下 典行
助教
高橋 弘樹
鈴木 誠
技術課技術職員
高木 知世
NIBB リサーチフェロー
山口 剛史
日本学術振興会特別研究員
根岸 剛文
鈴木 美穂
総合研究大学院大学
大学院生
宮城 明日香
林 健太郎
冨永 斉
技術支援員
山本 隆正
村上 美智代渡邊 美香
安江 奈緒子
事務支援員
三宅 智子
柘植 豊子

アフリカツメガエルの形態形成と、その基盤となる細胞運動やシグナル伝達

20

形態形成研究部門

http://www.nibb.ac.jp/morphgen/

生きものの形作りに共通する分子基盤

形づくられるためには細胞の形や相対位置、運動の向きを決

地球上の生き物の姿形は実に多様です。卵からこれら動物めるための基準、すなわち「細胞極性」が必要なのです。との複雑な「かたち」はどのようにできるのか、その仕組みを

くに神経細胞が正常なネットワークを形成にするためには細分子や細胞レベルで解き明かすのが私たちの目標です。研究

胞極性が必須であることが分かってきました。私たちは、この進歩によって、一見多様に見える生物もそれらをかたちづの細胞極性がどのように形成されるのか、細胞がそれを読みくる基本の仕組み自体には大きな違いはなく、良く似た遺伝

とって形、運動の変化、機能へと結びつけるしくみを、分子子を少しだけ使い分けたり、使う時期や場所を変えることにをリアルタイムで可視化する「ライブイメージング」を取りよって、多様なかたちを作りだしていることが分かってきま

入れて研究しています ( 図２)。

した。脊椎動物とはかけ離れたかたちをもつ動物たちも形づくりの制御機構の共通性と多様性を使い分けてそれぞれ固有胚に発生する力の役割の形に進化してきたのです。私たちは様々な動物を研究に用この 30 年間の生物学研

いて、形づくりを支えるしくみを遺伝子や細胞レベルで探ろ

究の中心は、さまざまなうとしています。

生物現象が遺伝子でどのように調節されているか

脊索や神経管形成のメカニズムを探るを明らかにすることでし

脊索という組織は昆虫には見られず、ヒトを含めた脊索動た。しかし最近になって、物にだけ見られる特徴的な構造です ( 図１)。脊索は発生の生物現象の理解には物理

過程では体の中心構造としてつくられますが、将来脊椎骨に置き換わります。私たちは脊索ができる過程で進化上どのような変化が起こったのかを研究するために、脊索を持たない半索動物のギボシムシ、脊索を持つ最も原始的なナメクジウ

的な力の存在が無視でき
図２. 組織の移動で生まれる力の測定
ばね定数がわかっているガラス針を用いる
ことによって、胚発生に含まれる組織の移動が生み出す力を定量的に計測できる。

ないことがわかってきました。私たちは、胚や組織に力を加えたり、それ

オ、尾索動物のホヤ、脊椎動物のメダカなど進化的位置のらの内部に発生する力を定量したりという研究から、胚発生

異なるさまざまな生物ににおける力の重要性や細胞が力を感じる仕組みについて理解おける遺伝子調節ネット

したいと思っています。

ワークの比較を行っています。一方、神経管 ( 図１)は脊椎動物の発生初期に見られる脳神経系の形成に必須の器官ですが、魚類、両生類、羊膜類でそのできかたが少しずつ異図１. アフリカツメガエルの神経管と脊索
神経管は胚の背側 ( 写真上部 ) に折りたた
まれるように形成される。神経管下部に位置する円柱状の構造が脊索。

なります。しかし、その形成過程では神経管を構成する細胞が大きく形を変えたり、移動したりするという共通の特徴を持っています。
私たちは、この神経管形成における細胞のダイナミクスを支えるしくみを理解しようとしています。

細胞極性の確立と細胞骨格形ができる仕組みを理解するためには、個体を構成する個々の細胞の振る舞いを理解することも重要です。個体が正しく

教授
上野 直人

准教授
木下 典行

助教
高橋 弘樹

参考文献
1. Hara, Y., Nagayama, K., Yamamoto, T.S., Matsumoto, T., Suzuki,M., and Ueno, N. (2013). Directional migration of leading-edge
mesoderm generates physical forces: Implication in Xenopus
notochord formation during gastrulation. Dev. Biol. 382, 482-495.
2. Takagi, C., Sakamaki, K., Morita, H., Hara, Y., Suzuki, M.,
Kinoshita, N. and Ueno, N. (2013). Transgenic Xenopus laevis
for live imaging in cell and developmental biology. Dev. GrowthDiffer. 55, 422-433.
3. Suzuki, M., Morita, H. and Ueno, N. (2012). Molecular mechanismsof cell shape changes that contribute to vertebrate neural tube
closure. Dev. Growth Differ. 54, 266-276.
4. Morita, H., Kajiura-Kobayashi, H., Takagi, C., Yamamoto, T.S.,
Nonaka, S. and Ueno, N. (2012). Cell movements of the deep
layer of non-neural ectoderm underlie complete neural tube
closure in Xenopus. Development 139, 1417-1426.
5. Tao, H., Inoue, K., Kiyonari, H., Bassuk, AG., Axelrod, J.D.,
Sasaki, H., Aizawa, S. and Ueno, N. (2012). Nuclear localizationof Prickle2 is required to establish cell polarity during early mouseembryogenesis. Dev. Biol. 364, 138-148.

助教
鈴木 誠

21

生殖細胞形成メカニズムの解明に挑む「生命の連続性を担う生殖細胞」
どのような生き物でも次代の生命を生み出すためには卵や精子などの生殖細胞 ( 生殖細胞系列 ) が必要である。一方、体細胞は、筋肉や神経などの体のパーツを作り上げ個体の生命を支えているが、やがて個体の死とともにその役割を終えてしまう。
このように運命が大きく異なる生殖細胞と体細胞は、発生をさかのぼれば、1 つの受精卵の分裂により生み出された姉妹同士である。では、どのように生殖細胞への運命が決定されるのか ? この仕組みは進化の過程でどのように変化してきたのか ?
生命の連続性を担う生殖細胞がつくられるメカニズムを解明するのが私たちの研究課題である。

Members

教授
小林 悟
助教
林 良樹
佐藤 昌直
技術課技術職員
野田 千代
NIBB リサーチフェロー
太田 龍馬
博士研究員
藤澤 千笑
浅岡 美穂
大原 裕也
研究員
杉山 ありさ
総合研究大学院大学
大学院生
篠塚 裕子
杉森 聖子
森田 俊平
技術支援員
佐藤 香織
山本 真奈美鷲尾 みどり
河本 侑里
事務支援員
本多 聡子

生殖細胞の形成に関する研究のポイント
微量注射や細胞移植などの実験発生学的手法を駆使するとともに、突然変異を用いた発生遺伝学的手法によりこのテーマに挑む

22

発生遺伝学研究部門

http://germcell.nibb.ac.jp/wp/

極細胞質に生殖細胞形成メカニズムを解く鍵が !

生殖幹細胞ニッチの形成を制御する機構

ショウジョウバエ卵の後端には極細胞質と呼ばれる特別な生殖幹細胞は、連続的に精子や卵を生み出すために必須な細胞質があり、この細胞質を取り込む極細胞のみが生殖細胞細胞である。この生殖幹細胞を維持するためには生殖幹細胞に分化する ( 図 1)。極細胞質の中には、生殖細胞 ( 生殖細ニッチと接することが必要である。私たちは、このニッチが胞系列 ) の形成の引き金を引く分子がそろっていることが、形成されるメカニズムを明かにした ( 文献 2、3)。

極細胞質の移植実験により明かにされている。そこで、このような分子の実体を明かにすることにより、生殖細胞形成メ

生殖細胞の性を決める機構

カニズムの全貌を解明することができると考えている。

極細胞は、雄では精子に雌では卵に分化する。このような性差をつくる機構はどのようなものなのだろうか ? 私たち

図 1. ショウジョウバエ胚における生殖細胞形成過程
卵割期胚の後極の極細胞質 (a 中の矢印 ) は、胞胚期に極細胞中に取り込まれる (c の矢印 )。極細胞は、やがて生殖巣中に移動し (e 中の矢印 )、成虫の生殖巣中で配偶子形成過程を経た後、卵や精子に分化する。

は，生殖細胞の雌化を支配する遺伝子として Sex lethal(Sxl) 遺伝子を同定した ( 文献 1)。現在、Sxl 下流の遺伝子
カスケードを明らかにすることを試みている。

生殖細胞の形成に関わる遺伝子の保存性
現在、極細胞質中に偏在する母性 RNA や極細胞中で発現する遺伝子の機能解析を行い、生殖細胞形成に関わる新たな遺伝子の探索を行っている。また、カイコ卵巣の生殖細胞に

生殖細胞形成の最初のステップ由来する培養細胞を用いて、多くの動物において生殖細胞

生殖細胞形成の最初のステップは、極細胞の形成である。

マーカーとして知られる vasa, nanos, piwi を活性化する遺この細胞の形成に、ミトコンドリアが産生する RNA( ミト伝子ネットワークを明らかにしつつある。この他にも、ヒドコンドリア・リボソーム RNA) が関わっていることを明かラにおける生殖細胞形成機構の研究も行なっている。以上のにした。この RNA は、極細胞質中でのみミトコンドリア研究とともに、マウスを用いた共同研究を展開することによから外に搬出され、極細胞の形成に関わる ( 文献 6)。なぜ、り、生殖細胞形成に関わる遺伝子（ネットワーク）の動物間

ミトコンドリアが生殖細胞の形成に関わるのか ? 今後明かにおける保存性野解明を目指している。

にしなければならない問題である。

極細胞が体細胞に分化してしまうのを阻止する形成された極細胞が生殖細胞に分化するために必要な分子の 1 つとして Nanos と呼ばれるタンパク質を同定した ( 文献 5)。Nanos は、極細胞質に分布し、極細胞に取り込まれる。極細胞中で、Nanos は、いくつもの重要な機能を果たしている。その一つが、極細胞が体細胞に分化してしまうのを阻止する機能である。Nanos の機能を欠いた極細胞は、体細胞に分化してしまう。さらに、Nanos は極細胞の細胞死 ( アポトーシス ) を抑制することにより、極細胞の維持にも関わっている。この機能は、マウスにおいても保存されており、Nanos は動物種間に共通する生殖細胞形成メカニズ
ムに関わっているようである ( 文献 4)。現在、Nanos により制御されている遺伝子群を同定し、Nanos の分子機能に迫ろうとしている。

教授
小林 悟

助教
林 良樹

参考文献
1. Hashiyama, K., Hayashi, Y., and Kobayashi, S. (2011). Drosophila
Sex lethal gene initiates female development in germline
progenitors. Science 333, 885-888.
2. Kitadate, Y., and Kobayashi, S. (2010). Notch and Egfr signaling
act antagonistically to regulate germline stem cell niche formation
in Drosophila male embryonic gonads. Proc. Natl. Acad. Sci. USA
107, 14241-14246.
3. Kitadate, Y., Shigenobu, S., Arita, K., and Kobayashi, S. (2007).
Boss/Sev signaling from germline to soma restricts germlinestemcell-niche formation in the anterior region of Drosophila malegonad. Dev. Cell 13, 151-159.
4. Tsuda, M., Sasaoka, Y., Kiso, M., Abe, K., Haraguchi, S.,
Kobayashi, S., and Saga, Y. (2003). Conserved role of nanos
proteins in germ cell development. Science 301, 1239-1241.
5. Kobayashi, S., Yamada, M., Asaoka, M., and Kitamura, T. (1996).
Essential role of the posterior morphogen nanos for germline
development in Drosophila. Nature 380, 708-711.
6. Kobayashi, S., Amikura, R., and Okada, M. (1993). Presence of
mitochondrial large ribosomal RNA outside mito-chondria in germ
plasm of Drosophila melanogaster. Science 260, 1521-1524.

助教
佐藤 昌直

23

分節とシグナルから発生のしくみを覗く
多細胞生物の発生が魅力的である理由の一つは、たった 1 個の受精卵が刻々と変化することによって高度に複雑化した組織や個体が形成されるダイナミズムにある。
そこでは時間的にも空間的にもよく制御されかつ柔軟性をも兼ね備えた一連の現象が秩序立って刻々と進行する。このような見事な制御はどのようにしてなされるのであろうか。私たちは厳密な時間的コントロールのもとで体節という空間的な繰り返し構造が作られていくしくみをゼブラフィッシュを用いて解析すると同時に、さまざまな発生現象を空間的にコントロールする分泌性シグナルの濃度勾配形成機構に焦点を当て、そのしくみの一端を垣間見ようとしている。

Members

教授
高田 慎治
助教
矢部 泰二郎
三井 優輔
技術課技術職員
内海 秀子
NIBB リサーチフェロー
岡田 和訓
博士研究員
高田 律子
陳 秋紅
藤森 さゆ美研究員
WANGLAR,Chimwar
総合研究大学院大学
大学院生
篠塚 琢磨
土屋 凱寛
特別共同利用研究員
WEICHSEL, Alexander
技術支援員
高代 加代子伊藤 由紀子
事務支援員
鵜飼 咲枝

24

分子発生学研究部門

http://www.nibb.ac.jp/cib2/

脊椎動物に見られる反復構造の形成機構

Wnt タンパク質の分泌・濃度勾配形成機構

動物のからだには、さまざまな繰り返し構造が認められる。

動物の発生過程の様々な局面において、分泌性のシグナル

例えば、脊椎は一つ一つの椎骨が連なりあってできている。

タンパク質は重要な役割を演じている。このようなタンパ

このような反復性は、もとをたどれば発生初期に一過的に形ク質は産生細胞自身および周囲の細胞に対して働きかける

成される体節の反復性に由来する ( 図 1)。

が、その分泌距離や濃度

脊椎動物の各体節は、発生の進行に従い頭部側から尾部側に応じて作用を受ける細に向けて順次作られるが、その際、体節は胚の後端に存在す胞の数や反応の種類が変る未分節中胚葉から一定の時間間隔のもと、逐次くびれ切れ

わってくる。したがって、ることにより形成される。すなわち、未分節中胚葉においてシグナルタンパク質が細一定の時間間隔のもと繰り返し起きる変化が、体節という形

胞外へどのように分泌さ態の反復性を生み出しているわけである。このような「時間れ、どのようにその拡散的周期性から形態的反復性への変換」は脊椎動物の体節形成を特徴づける大きなポイントとなっており、その変換を生み出す分子メカニズムは興味が持たれる。

が制御されるのかという
図 2. Wnt タンパク質の細胞外への分泌アフリカツメガエル胚で発現させた Wnt3a タンパク質 ( 赤いシグナル ) の免疫染色像を示す。分泌された Wnt タンパク質は細胞外タンパク質と相互作用をすること
により濃度勾配を形成しながら拡散していくものと考えられている。

問題は、動物の形態形成機構を理解する上で不可欠なものである。我々はその解明に向け、分泌性のシグナルタンパク質の一つである Wnt に着目し、その分泌と細胞外での輸送の分子機構を研究している。これまでの研究から Wnt の分泌には、脂肪酸修飾が関わる特殊なプロセスが必要であることが明らかになってきた。そこで、このような特殊な分泌プロセスにおいて、Wnt タンパク質の細胞外での挙動に影響を与えるような重要な特性がに付与されるのではないかと考え、研究を行っている。
図 1. ゼブラフィッシュの体節
体節 (S) は尾部側 ( 図の右側 ) にある未分節中胚葉 (PSM) が随時くびれ切れる
ことにより形成される。A,P は各々頭部側、尾部側を表す。

私たちは、体節形成の分子メカニズムの解明を目指し、ゼ
ブラフィッシュという小型の熱帯魚とマウスをモデル系にして研究を進めている。すでに私たちの手によって体節形成に必要なさまざまな遺伝子が同定され、一定の時間間隔で反復的な体節の構造ができあがるしくみが次第に明らかになりつつある。
一方、体節と同様に発生の時間経過とともに反復的な構造が徐々に作られる組織に咽頭弓がある。私たちは咽頭弓の発生機構にも興味をもち、咽頭弓の発生やその反復的な構造形成に関わる分子機構についても研究を進めている。このように、体節と咽頭弓の発生機構を比較解析することにより、動物における反復構造の形成機構についての理解を深めて行きたいと考えている。

教授
高田 慎治

助教
矢部 泰二郎参考文献
1. Yabe, T. and Takada, S. (2012). Mesogenin causes embryonicmesoderm progenitors to differentiate during development ofzebrafish tail somites. Dev. Biol. 370, 213-222.
2. Chen, Q., Takada, R., and Takada, S. (2012). Loss of Porcupine
impairs convergent extension during gastrulation and Wnt5
trafficking in zebrafish. J. Cell Sci. 125, 2224-2234.
3. Okubo, T., Kawamura, A.,Takahashi, J., Yagi, H., Morishima, M.,
Matsuoka, R., and Takada, S. (2011). Ripply3, a Tbx1 repressor,
is required for development of the pharyngeal apparatus and its
derivatives in mice. Development 138, 339-348.
4. Takada, R., Satomi, Y., Kurata, T., Ueno, N., Norioka, S., Kondoh,H., Takao, T., and Takada, S. (2006). Monounsaturated fatty acidmodification of Wnt proteins: Its role in Wnt secretion. Dev. Cell
11, 791-801.
5. Kawamura, A., Koshida, S., Hijikata, H., Ohbayashi, A., Kondoh,H., and Takada, S. (2005). Groucho-associated transcriptional
repressor Ripply1 is required for proper transition from thepresomitic mesoderm to somites. Dev. Cell 9, 735-744.

助教
三井 優輔

25

細胞の挙動を調べてほ乳類胚を考える
ほ乳類の受精卵は対称な形をしているが、細胞分裂を繰り返し発生が進むと明確な軸をもった胚の形ができあがり、様々に分化した細胞が秩序だって配置される。受精から体の大まかなプランが明らかになるまでの間、胚の細胞や遺伝子の挙動を観察し、どうやって将来の体作りのプランに関する情報が形成されるかを明らかにしたいと考えている。顕微鏡の上で胚発生を進め、それを連続的に観察する系を開発し、発生中の胚のライブイメージングを中心的なアプローチとして研究を進めている。ほ乳類の胚発生は卵管・子宮内で進むのが大きな特徴であるが、この胚発生を支える環境としての卵管および子宮と胚との相互作用についても研究を進めている。個々の細胞の振る舞いや細胞の中の変化をじっくり観察しながら、組織間、細胞間のコミュニケーションを通して作られる細胞の集団としての胚の形作りを理解したい。
Members

教授
藤森 俊彦
助教
豊岡 やよい小山 宏史
技術課技術職員
岡 早苗
NIBB リサーチフェロー
石 東博
博士研究員
佐藤 泰史
総合研究大学院大学
大学院生
亀水 千鶴
伊藤 智昭
宇佐美 文子
技術支援員
樋口 陽子
事務支援員
加藤 あづさマウス受精卵と、12 日目胚
対称な形の受精卵から、前後、背腹、左右といった軸をもつ体が作られる。
この形はどのようにしてきめられるのだろうか。

26

初期発生研究部門

http://www.nibb.ac.jp/embryo/

ほ乳類胚の発生きる系を構築している。これらの時間的・空間的に連続した

ほ乳類の発生初期は、母親の卵管、子宮の中で進み、発生

胚発生の観察によって、新しい知見が得られると期待してい途上の胚の解析は他の動物に比べて難しい。細胞の分裂や配る。

置、分化の制御などといった発生の様式が個体間で良く保存されるモザイク的発生をする動物の胚は、これまでの発生研

今後の研究展開

究の中心的役割を果たしてきた。一方で、ほ乳類の初期発

我 々 の 研 究 室 で は、

生では、分裂パターンや細胞の配置は個体間で異なりバラエ

ほ乳類初期胚にけるティーに富んでいる。このように一見個々の細胞が自由に振軸形成、細胞分化、形る舞っているように見えるほ乳類の胚でも、個体間によらず、態形成の基盤となる

ほぼ同じ胚の形が作られることから、細胞間のコミュニケー

機構を明らかにする

ションが重要であることがわかる。我々は、将来の体軸に関ことを大目標に据え、する情報がどう生み出されるか、その情報と並んで個々の細マウスの遺伝子操作、胞の性質が決められ、胚の中に配置されるかを明らかにした

発 生 工 学 的 技 術、 分い。マウス初期胚を主な研究対象とし、胚の中における個々

子生物学的手法、更に顕微鏡技術などを応用し、発生生物学の細胞や遺伝子の挙動の解析を通して、発生学でまだ十分にの基礎的な問題を解決したいと考えている。ほ乳類の初期発理解されていない本質的な問題を明らかにできると考えてい生では、細胞の性質や、胚の軸や形といった情報が卵の中にる。

偏って存在しているのではないらしい。細胞の分裂、配置と図 2. 子宮内のマウス 5 日目胚の例

いった発生のプログラムを進めながら細胞の性質に差が現れ連続観察によるアプローチ

たり、大まかな細胞の配置を決めながら胚全体の形を整えて受精卵から着床前までの胚の全ての細胞の系譜を追跡したいるようである。このように、ゆるやかに情報の具現化を進のが図 1 である。染色体を EGFP で標識して、連続観察しめるほ乳類初期胚を考えることで、生き物の持つ能力の理解た一部を示している。このタイムラプス画像を用いて解析すに近づきたい。ほ乳類胚の発生を支える環境である卵管、子宮と胚との関係を含め、胚発生・形態形成を総合的に解析する。更に、取得した画像データを定量的に処理し、現象の数
理的記載、モデル化を視野に入れて研究を進めていく。

図 1. 全ての細胞の核をヒストン H2B 融合 EGFP で標識したマウス胚を顕微鏡下で培養、連続観察した例
核には番号を付け、追跡を行った。

ると、時間軸を自由に往来しながら解析することができ、将来の分化運命を知った上で特定の細胞がどこに由来したかを明らかにすることが可能である。細胞系譜の解析の他に、個々の細胞の分化状態を蛍光タンパク質によって可視化したマウスの作製、その胚の連続観察を現在進めている。更に、胚を作っているそれぞれの細胞が、どのような形をしていて細胞内小器官がどんな違いを持っているかなども連続的に観察で

教授
藤森 俊彦

助教
豊岡 やよい

参考文献
1. Imuta, Y., Koyama, H., Shi, D., Eiraku, M., Fujimori, T., and Sasaki,
H. (2014). Mechanical control of notochord morphogenesis byextra-embryonic tissues in mouse embryos. Mechanisms ofdevelopment 132, 44-58.
2. Abe, T, Fujimori, T. (2013). Reporter Mouse Lines for Fluorescence
Imaging. Development, Growth & Differentiation, 55, 390-405.
3. Abe, T., Sakaue-Sawano, A., Kiyonari, H., Shioi G., Inoue, K.,
Horiuchi, T., Nakao, K., Miyawaki, A., Aizawa, S., Fujimori, T.
(2013). Visualization of cell cycle in mouse embryos with Fucci2
reporter directed by Rosa26 promoter. Development, 140, 237-46.
4. Abe, T., Kiyonari, H., Shioi, G., Inoue, K., Nakao, K., Aizawa, S.,
and Fujimori, T. (2011). Establishment of conditional reportermouse lines at ROSA26 locus for live cell imaging. Genesis, 49(7),579-90.
5. Shi, D., Komatsu, K., Uemura, T., and Fujimori, T. (2011). Analysis
of ciliary beat frequency and ovum transport ability in the mouse
oviduct. Genes to Cells, 16, 282-90.
6. Fujimori, T. (2010). Preimplantation development of mouse: A view
from cellular behavior. Dev. Growth and Differ. 52, 253-262.
7. Kurotaki, Y., Hatta, K., Nakao, K., Nabeshima, Y., and Fujimori,T. (2007). Blastocyst axis is specified independently of early celllineage but aligns with the ZP shape. Science 316, 719-723.

助教
小山 宏史

27

世代をつなぐ精子幹細胞の謎
われわれほ乳類を含む多くの動物では、長期間にわたって多数の精子を生み出し、確実に子孫を残す。一方、一つ一つの精子は、遺伝情報を正しく複製して次世代に伝える。この、一見相反する、しかし生命にとって本質的に重要な、高い生産性と正確性はいかに実現されているのか ? 生殖細胞研究部門では、マウス精子幹細胞の実体と挙動を解明して、この謎に挑戦する。

Members

教授
吉田 松生
助教
北舘 祐
原 健士朗
技術課技術職員
水口 洋子
博士研究員
中村 隼明
研究員
伊神 香菜子徳江 萌
総合研究大学院大学
大学院生
石坂 美穂
野波 祐太
技術支援員
今 弥生
丸山 亜裕美事務支援員
久保木 悠子マウス精巣と精原細胞のさまざまなイメージ。
( 左上中下 ) 異なる分化段階の精原細胞の切片免疫染色像。( 右上 ) 精子幹細胞システムの概念図。( 右中 )生きた精巣での幹細胞の分裂や断片化のライブイメージング連続撮影像。（右下）左上に示した精子幹細胞に由来する子孫細胞のホールマウント免疫染色像。
図の一部は文献 1 より転載

28

生殖細胞研究部門
精子幹細胞を探索する

http://www.nibb.ac.jp/germcell/
幹細胞の周期的分化

精巣で作られる精子は次の世代に命を伝える。この根源的精巣内で血管の近くにある幹細胞の分化は、同調して起こな営みは、精子幹細胞が支えている。幹細胞は、自己複製とる。興味深いことに、この分化は 8.6 日ごとの周期を刻む。

分化の絶妙なバランスをとり、精子が枯渇することも、未分

われわれは、レチノイン酸の合成が周期的に起こることが引化細胞が溜ることもなく、一生にわたって精子を作り続ける。

き金となって、この周期的分化が起こるというモデルを提唱

では、精巣の中で、どの細胞が「幹細胞」で、どこで、どのしている（文献２）。

ように挙動（増殖、自己複製、分化、脱分化、死）している

幹細胞システムの全体像を理解するのであろうか ?
1950 年代から 70 年代にかけて、精子形成とその幹細このように、精子幹細胞の新しい姿が垣間見えつつある。

胞についての組織形態学的な基礎が確立された。現在、我々

われわれの目下の課題は、以上のような断片的な知識を総合

は、ライブイメージングやパルス標識といった、当時は不可して幹細胞システムの全体像を理解することである。数理学

能だった方法によって時間のスケールを導入し、細胞の挙動的解析、培養細胞を用いたを解析することが出来る。更に、数理モデリングなどの方法

解析、突然変異体の解析な論を用いて精子幹細胞の正体とその動態を問い直した結果、ど、そのために有効な方法

教科書とは違う精子幹細胞の姿が見えて来た。

論は取り入れている。

幹細胞は異なる状態を行き来する

どんな素顔を見せてくれる幹細胞たちは、これから
従来、幹細胞は一つ一つバラバラの「AS 細胞」と呼ばれだろうか ?

る細胞だけであると考えられて来た。しかし、未熟な細胞の性質を解析したところ、AS 細胞とともに、２つ以上の細胞がつながった「合胞体」も幹細胞として働くことを見出した。
われわれは、幹細胞が、これらの異なる状態を繰り返し行き
来しながら精子形成を支えているという新説を提唱している（文献１）。

図 1. 精細管の立体再構成
幹細胞 ( 緑 ) は、精細管の中で血管( 赤 ) 付近に偏る。文献 5 より許諾を得て転載。

分化に向かった細胞が逆戻り
われわれは、一旦分化に向かった細胞も、ある分化段階までは、幹細胞の潜在能力を維持していて、組織が障害を受けた時などには高頻度で幹細胞に戻って自己複製することを明らかにした ( 文献３、４)。

幹細胞の居場所が明らかに
ほ乳類の精子形成は、精巣被膜に包まれている精細管で起こる。精細管は単調な管で、幹細胞ニッチを連想させる特別な構造を持たない。われわれは、幹細胞や初期の前駆細胞が、精細管の中でも血管に近接する部分に局在し、分化とともに精細管全体にちらばることを発見した ( 図 1: 文献 5)。現在、この領域の分子的、細胞的実体の解明を進めている。

教授
吉田 松生

助教
北舘 祐

参考文献
1. Hara, K., Nakagawa, T., Enomoto, H., Suzuki, M., Yamamoto, M.,
Simons, B.D., and Yoshida, S. (2014). Mouse spermatogenic stem
cells continually interconvert between equipotent singly isolated
and syncytial states. Cell Stem Cell 14, 658-672.
2. Sugimoto, R., Nabeshima, Y., and Yoshida, S. (2012). Retinoic
acid metabolism links the periodical differentiation of germ cellswith the cycle of Sertoli cells in mouse seminiferous epithelium.
Mech Dev 128, 610-24.
3. Nakagawa, T., Sharma, M., Nabeshima, Y., Braun, R.E., andYoshida, S. (2010). Functional hierarchy and reversibility within
the murine spermatogenic stem cell compartment. Science 328,
62-67.
4. Nakagawa, T., Nabeshima, Y., and Yoshida, S. (2007). Functional
identification of the actual and potential stem cell compartments inmouse spermatogenesis. Dev Cell 12, 195-206.
5. Yoshida, S., Sukeno, M., and Nabeshima, Y. (2007). A
vasculature-associated niche for undifferentiated spermatogonia
in the mouse testis. Science 317, 1722-1726.

助教
原 健士朗

29

性分化・性転換の制御を遺伝子・細胞レベルで探る
性分化・性転換など、" 性 " にまつわる多彩な生物現象の多くは生殖腺の性によっている。そしてその制御は生殖腺内の生殖幹細胞の制御と密接に関わっていることが明らかとなってきた。すなわちこの制御を変化させると通常では性転換しない動物
も性転換が生じる。生殖幹細胞の性の制御という全く新しい分野を開拓しつつ、性決定分化や性転換の分子機構解明に取り組んでいる。

Members

准教授
田中 実
博士研究員
山本 耕裕
藤森 千加
総合研究大学院大学
大学院生
西村 俊哉
栄 雄大
菊地 真理子
大竹 規仁
技術支援員
木下 千恵
渡我部 育子事務支援員
武田 真奈美白石 直巳

卵巣と精巣に見いだされた共通の組織単位 ( 左が卵巣、右が精巣 )この組織単位は sox9 と呼ばれる遺伝子を発現する細胞 ( 緑色の細胞 ) から構成され、生殖幹細胞 ( 星印 )が存在する。この細胞から永続的に卵や精子形成 ( 赤い細胞 ) が制御される ( 青色は細胞核 )。
(Nakamura et al., Science 2010 より )30

生殖遺伝学研究室

http://www.nibb.ac.jp/reprogenetics/

性分化と性転換の背後にあるメカニズム

れ、一方のまわりの体細胞は、性染色体の有無にかかわらず性 ( 雌雄 ) の決まり方は動物によってさまざまである。遺雄へと分化する性格をもつことが明らかとなった。性のバ伝子で決まる動物もあれば、環境で決まる動物もある。さらランスの問題が細胞レベルで初めて議論できるようになり、に性が一生の間で変化する動物も多い。動物にとって、性はamhr Ⅱ はこのバランスを調節している分子であると考えら決まることより状況に応じて決まればよいとも考えられる。

れた ( 図 2: 総説文献 6)。

実際、人間やマウスなど、遺伝的に性の決まっている動物においても状況によっては組織の一部が性転換を起こすことがある。
実際、「雄でなければ雌になり、雌でなければ雄になる」という、昔から現象論として指摘されてきた「性のバランス」
を遺伝子制御から個体レベルまでさまざまな段階で垣間みることができる。ここに未解明の性の本質があると考えられるが、その分子機構はほとんど明らかではない。研究室では、その機構解明を目的として主としてメダカを用いて研究を行なっている。

雌雄共通構造 ?- 卵巣生殖幹細胞の発見
図 2. 生殖細胞と性の関係
生殖細胞がないと体細胞は自律的に雄化するが、通常は生殖細胞からシグナルにより雌化が引き起こされる。一方、Y 染色体が存在すると体細胞の「雄性」が増強され、生殖細胞も雄化すると予想される。
AMH シグナルはこの 2 つのシグナルを調整していると考えられる。

メダカは Y 染色体があると雄となる、遺伝的に性が決まる

一方、性決定後に形成される卵巣・精巣は全く異なる器官と動物で、哺乳類同様通常は性転換しない。生殖腺でまず性が考えられており、その異なる器官の間でどのように性転換が決定し、身体全体の雌雄差が現れる ( 第二次性徴 )。研究室

起き、性の維持が行われているかは明らかでなかった。しかでは、イメージング、キメラメダカ作製、遺伝子発現誘導なし特定の細胞を蛍光で可視化することにより、雌雄共通と思

ど、さまざまな技術を独自に開発し ( 文献５など多数 )、性われる組織構造が卵巣に見いだされた。さらにこれまで、再研究における生殖細胞の重要性を世界に先駆けて明らかにし

生医療や不妊医療の観点からもその存在の可否について議論てきた。

が続いてきた卵巣の生殖幹細胞がその共通の構造に存在することが明らかとなった ( 文献 1,2)。この構造こそが性的可生殖細胞は雌 ? 体細胞は雄 ?

塑性を裏付ける構造であると考えており、さらにここで性が生殖細胞は卵や精子の元の細胞である。突然変異体 hotei

まだ決定していない生殖細胞の性決定が行われるのではないは、この生殖細胞が多くなり、雌へと性転換する興味深い表

かと、その分子機構の詳細を解明中である。

現型を示す。性転換は生殖細胞依存的であり、シグナル因
子の受容体遺伝子 amhr Ⅱ が関与することが判明した ( 図 1:
文献 1, 4)。
図 1. 生殖細胞が増殖して雌へと性転換をおこす突然変異体メ
ダカ、hotei ( 布袋 )大きく膨らんだお腹は雄でありながら卵巣で満たされている。
ゲノム上の赤い遺伝子 (amhr Ⅱ )に突然変異が生じて雌化することが解明された。

生殖細胞は、身体の性の影響を受けて受動的に卵や精子になり、性分化には関与しないといわれてきた。ところが生殖細胞がないメダカを作製すると、遺伝的性に関わらず細胞や
第二次性徴は雄になることが明らかとなった ( 文献 3)。このことから生殖細胞は、本来身体全体の雌化に働くと予想さ

参考文献
1. Nakamura, S. et al. (2012). Hyperproliferation of mitotically active
germ cells due to defective anti-Müllerian hormone signaling
mediates sex reversal in medaka. Development 139, 2283-2287.
2. Nakamura, S., et al. (2010). Identification of germline stem cells in
the ovary of the teleost medaka. Science 328, 1561-1563.
3. Kurokawa, H., Saito, D., Nakamura, S., Katoh-Fukui, Y., Ohta, K.,
Aoki, Y., Baba, T., Morohashi, K., and Tanaka, M. (2007). Germcells are essential for sexual dimorphism in the medaka gonad.
Proc. Acad. Natl. Sci. USA 104, 16958-16963. (Direct Submission
to PNAS Office)4. Morinaga, C. et al. (2007). The hotei mutation of medaka in theanti-Müllerian hormone receptor causes the dysregulation of germ
cell and sexual development. Proc. Acad. Natl. Sci. USA 104,9691-9696. (Direct Submission to PNAS Office)5. Tanaka, M. et.al. (2001). Establishment of medaka (Oryzias
latipes) transgenic lines with the expression of green fluorescentprotein fluorescence exclusively in germ cells: A useful model tomonitor germ cells in a live vertebrate. Proc. Natl. Acad. Sci. USA
98, 2544 - 2549. (Direct Submission to PNAS Office)6. 田中実 , 諸橋憲一郎 ( 監修 ) ( ２０１３) 特集号「性決定分化の制
御システム」細胞工学 ２月号

准教授
田中 実

31

中枢神経の発生・分化から
成体脳機能の発現制御まで
脳は、外界の様々な情報を眼や耳などの感覚器官を使って取り入れ、統合、認識す
るとともに、それを記憶し、正しい行動を指令する働きをもつ。また、脳は、体液中の塩分濃度や血圧、血糖値など体内の状態もモニターしており、その情報に応じMembersて摂食や排泄などの制御を行っている。これらの脳の機能は、個体発生の過程で正教授

しい神経回路が形成されることで初めて可能となる。統合神経生物学研究部門では、
主にマウスをモデル動物として、脳のできるしくみとして主に視覚系の形成機構を、また成体の脳機能として、体液の恒常性を保つための機構、並びに記憶や学習における神経伝達の制御機構を、分子、細胞から、回路、システムのレベルまで統合的に明らかにする研究を行っている。

野田 昌晴
准教授
新谷 隆史
助教
作田 拓
檜山 武史

脱水状態において体液のNaレベルが上昇すると、
マウスは水分摂取を行う
一方で塩分摂取は避ける

体液Naレベルの感知と塩分摂取行動制御の中枢である脳弓下器官からの既知の神経連絡技術課技術職員
竹内 靖
NIBB リサーチフェロー
野村 憲吾
博士研究員
藤川 顕寛
鈴木 亮子
松本 匡史
久保山 和哉総合研究大学院大学
大学院生
松田 隆志

Na+

于洋
丹賀 直美
東覚
技術支援員
三浦 誓子
同京 由美
中西 規恵
和田 琴恵
小西 深恵

脳弓下器官では
Nax陽性のグリア細胞(青)の突起が神経細胞をとり巻いている

体液Naレベルを感知するセンサー分子、
Naxチャンネル

グリア細胞の突起(青)にNaxの存在を示すシグナルが見られる

分子から行動にわたる統合的研究

32

磯島 佳子
橋本 照美
事務支援員
小玉 明子

統合神経生物学研究部門

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

体液恒常性維持のための脳内機構解析を通して、疾病との関わりや神経系における役割、特に体液恒常性を維持するため、ヒトを含む哺乳動物の脳には、脳の形成と機能における役割を明らかにする研究を展開して体液の Na レベルや浸透圧の変化をモニターしているセンいる。最近、R3 RPTP サブファミリーが様々な受容体プサー分子が存在しロテインチロシンキナーゼ (RPTK) を基質として、その活ている ( 図 1)。我々性（化）を制御していることを明らかにした（図 2）。

+

は、 脳 弓 下 器 官、

小脳

Naレベルセンサー(Nax)

浸透圧センサー（TRPV?）

終板脈管器官など脳神経系の形成を制御する分子機構の特殊なグリア細視覚系においては視中枢に対して特異的な神経結合が形成

胞 に 発 現 す る Nax

される。我々はこれまで、視神経の視蓋への領域特異的投射

チャンネルを見出(topographic retinotectal projection) の基盤として、発し、これが体液中の Na 濃度の上昇を検知するセンサーで生期における網膜内の領域特異化 (patterning) の分子機構

あり、塩分摂取行動の制御を担っていることを明らかにしての全容を明らかにしてきた。

きた。Nax に対する自己抗体の産生は本態性高 Na 血症の原神経投射の過程では、神経軸索のナビゲーションに続いて、塩分摂取行動ナトリウム利尿

飲水行動

水利尿

図 1. 体液恒常性維持のための脳内機構
点線で示した経路は、まだ解明されていない。
+

因となる。最近、Nax の活性化閾値がエンドセリン -3 によっ

神経軸索の分岐形成、シナプス形成、更に、不必要な側枝とて制御されており、生体内では生理的範囲の Na+ 濃度上昇

シナプスの除去といった複雑な過程が進行する ( 図 3)。現を感知できていることを明らかにした。

在、移動中の神経細胞の先導突起や神経軸索の成長円錐にお現在、体液恒常性維持のための脳内機構の全容の解明を目いて、外環境情報を細胞骨格のダイナミクスに反映する情報

指して、浸透圧センサーの同定、塩分 / 水分摂取行動制御の伝達機構の解明を目指している。

神経路、利尿 / 抗利尿ホルモンの産生・分泌の制御機構、及図 3. ニワトリ胚網膜における SPIG1 発現抑制の網膜視蓋投射への影響A
P A
P
背側網膜由来の視神経を Dil
ラベルしたもの (E １８日 )。
RNAi によって網膜におけるSPIG1 遺伝子の発現を抑制した胚 (SPIG1-KD) では、視蓋上で異所的な軸索側枝が形成され、投射はそのまま収束しない。SPIG1 は proBDNF の mBDNF
への成熟を抑制している。AP; 前後軸。

び血圧調節との関係を明らかにする研究を展開している。

受容体型プロテインチロシンホスファターゼファミ
リーの機能的役割
タンパク質のチロシンリン酸化の制御を介したシグナル伝
達は、生命活動の様々な局面において重要な働きをしているが、脱リン酸化を担うプロテインチロシンホスファターゼ(PTP) の調節機構とその生理的役割については良く判っていない。哺乳類は 8 つのサブファミリーに分類される 20種の受容体型 PTP(RPTP) を持っている。我々は、個々のRPTP のリガンド、基質分子の同定、遺伝子変換マウスの

図 2. R3 RPTP による RET 依存的神経突起伸長の抑制
受容体型プロテインチロシンキナーゼ RET のリガンド (GDNF と GFR α1) 刺激によって、PC12D 細胞は長い神経突起を形成する (Mock, 矢頭 )。野生型(WT) の Ptpro, Ptprj, あるいは Ptprb を強制発現させると、脱リン酸化によって RET の活性化が阻害され、突起伸長は抑制される（上段）。一方、RET を基質としない Ptprh や、脱リン酸化能を欠損した RPTP(DA) 変異体では、この突起伸長の抑制は起こらない（下段 , 矢頭）。スケールバー：100 μ m。

教授
野田 昌晴

准教授
新谷 隆史

助教
作田 拓

コントロールSPIG1-KD

参考文献
1. Hiyama, T.Y., Yoshida, M., Matsumoto, M., Suzuki, R., Matsuda,T., Watanabe, E., and Noda, M. (2013). Endothelin-3 expression
in the subfornical organ enhances the sensitivity of Nax, the brain
sodium-level sensor, to suppress salt intake. Cell Metab. 17, 507519.
2. Hiyama, T.Y., Matsuda, S., Fujikawa, A., Matsumoto, M.,
Watanabe, E., Kajiwara, H., Niimura, F., and Noda, M. (2010).
Autoimmunity to the sodium-level sensor in the brain causes
essential hypernatremia. Neuron 66, 508-522.
3. Shimizu, H., Watanabe, E., Hiyama, T.Y., Nagakura, A., Fujikawa,A., Okado, H., Yanagawa, Y., Obata, K., and Noda, M. (2007).
Glial Nax channels control lactate signaling to neurons for brain[Na+] sensing. Neuron 54, 59-72.
4. Shintani, T., Ihara, M., Sakuta, H., Takahashi, H., Watakabe, I.,
and Noda, M. (2006). Eph receptors are negatively controlled byprotein tyrosine phosphatase receptor type O. Nature Neurosci. 9,
761-769.
5. Sakuta, H., Suzuki, R., Takahashi, H., Kato, A., Shintani, T.,
Iemura, S., Yamamoto, T.S., Ueno, N., and Noda, M. (2001).
Ventroptin: A novel BMP-4 antagonist expressed in a doublegradient pattern in the retina. Science 293, 111-115.
6. Yuasa, J., Hirano, S., Yamagata, M., and Noda, M. (1996). Visualprojection map specified by expression of transcription factors in
the retina. Nature 382, 632-635.

助教
檜山 武史

33

大脳皮質の形成と進化の分子機構
大脳皮質はヒトで最も良く発達し、高次脳機能の重要な機能を担うと考えられている。大脳皮質の大きさは、体重で補正してもヒトとテンレクス科では約 200 倍も違うが、最近のゲノム配列の決定から、遺伝子数は、哺乳類の間で殆ど違わないことが明らかになってきている。それでは、どのようにして、大脳皮質の機能的な進化が達成されたのだろうか ? 脳生物学研究部門は、大脳皮質の形成と機能に興味を持ちその解明を目指して研究を行っている。

Members

教授
山森 哲雄
准教授
渡我部 昭哉助教
小峰 由里子定金 理
技術課技術職員
大澤 園子
NIBB リサーチフェロー
高司 雅史
博士研究員
畑 克介
大塚 正成
仲神 友貴
総合研究大学院大学
大学院生
Rammohan Shukla
技術支援員
中村 徹
森田 淳子
今 弥生
事務支援員
今井 亜紀子occ1 と Rbp の発現パターン(Yamamori & Rockland, Neurosci Res., 55 , 11-27, 2006 より引用 )34

脳生物学研究部門

http://www.nibb.ac.jp/divspe1/

大脳皮質領野特異的発現遺伝子の解析

シナプスに多い 5HT2A によって、増加分と減少分のゲイ

大脳皮質はヒトで最も良く発達し、それぞれの役割分担をンを補正し、より明瞭な視覚像を得ていると考えられる ( 図担う区分 ( 領野 ) がある。私達は、霊長類 ( マカカ属 ) 大脳

2: 文献 1 より引用 )。OCC1 のマウス相同遺伝子 (fstl1)皮質の代表的的領野間で発現に顕著な差が見られる遺伝子のが後根神経節に多く発現し、Na,K, ATPase と結合するこ発現様式や生理的機能を解析することによって、大脳皮質領とにより、感覚神経の伝達を抑制的に制御していることが報野の機能と進化の未解決の問題を分子レベルから解明するこ

告されているとを目指して研究を行っている。

次視覚野では、その遺伝子発現が視覚活動依存的に制御され先 ず、Differential Display 法 を 用 い て、 視 覚 野 に 特ている (Takahata et al ., 2008)。5HT1B・5HT2A も強異 的 に 発 現 す る 遺 伝 子 OCC1(occipital1) を 見 出 し たい活動依存的遺伝子発現を示すことから、これら視覚野特異(Tochitani et al ., 2001)。OCC1 は、一次視覚野 (V1) に的発現遺伝子は、視覚入力を適正に調節することによって、顕著に発現がみられ、大脳皮質のブロードマン領野に厳密に

昼と夜で 107 程度も違う光量下でも視覚の安定性を保つ機

対応する発現パターンを示すおそらく最初の報告である。更構の一つであると考えられる。

に、霊長類の連合野特異的に発現する遺伝子 RBP (retinol-

最近、霊長類連合野特異的発現遺伝子の発現制御について、

binding protein) を報告した。RBP は、レチノール ( ビタプロモーター領域のメチルとメチル化結合蛋白質の一つであミン A が代表例 ) と結合することにより、細胞内にレチノー

る MBD4 による発現制御機構を明らかにした ( 図２)。今後、ルを運搬し、レチノールはそこでレチノイン酸 (RA) に代謝

これらの分子発現制御機構の詳細な解明を行う予定である。

(Li et al ., 2011) が、OCC1 は、霊長類一される。RA は、多様な生物的活性が知られているが、低分子で拡散性が強い為、成熟個体の大脳皮質おける正確な分布はこれまで知られていなかった。
OCC1 と RBP の霊長類大脳皮質に於ける発現パターンを調べると相補的であることが判った ( 左ページの図 )。更に、
RLCS(restriction landmark
図 1. ブロードマン領野 ( オナガザル ) に於ける遺伝子発現パターン( オレンジ色 : 一次感覚野 , 青色 :連合野 )cDNA scanning) 法による網羅的発現解析で霊長類領野間で顕著な差のある遺伝子の詳細な解析を行ったところ、これらの発現パターンは、OCC1、又は、Rbp と良く似ていた。この発現をブロードマンの領
野地図上に図示すると図 1 のようになるが、これらの領野
は、視覚野と連合野は霊長類で、殊に良く発達している領野である。従って、霊長類の領野間で顕著な発現の差がある遺伝子を調べることにより、霊長類の領野で良く発達した領野で強く発現するものが得られてきたことになる。霊長類視覚野で特に顕著な発現パターンを示すものは、OCC1, セロトニン受容体 5HT1B と 5HT2A, OCC1 ファミリーのうち tetstican(SPOCK)1-, -2 がある。大阪大学の佐藤宏道
教授研究室との共同研究により、5HT1B は、霊長類一次視覚野で、視覚入力のシグナル／ノイズ (S/N) 比を増大し、5HT2A は、ゲインコントローラとして働くことを示した。
5HT1B は、前シナプスに局在し、S/N 比を上げた後、後

教授
山森 哲雄

准教授
渡我部 昭哉助教
小峰 由里子図 2. メチル化とメチル化結合蛋白質による霊長類連合野と視覚野特異的発現
遺伝子の制御機構

参考文献
1. Hata, K., Mizukami, H., Sadakane, O., Watakabe, A., Ohtsuka,M., Takaji, M., Kinoshita, M., Isa, T., Ozawa, K., and Yamamori,T. (2013). DNA methylation and methyl-binding proteins control
differential gene expression in distinct cortical areas of macaquemonkey. J Neurosci. 11, 19704-19714.
2. Nakagami, Y., Watakabe, A., and Yamamori, T. (2013). Monocularinhibition reveals temporal and spatial changes in gene
expression in the primary visual cortex of marmoset..Front Neural
Circuits. 7, 43.
3. Takaji, M., Komatsu, Y., Watakabe, A., Hashikawa, T., andYamamori, T. (2009). Paraneoplastic Antigen-Like 5 Gene
(PNMA5) Is Preferentially Expressed in the Association Areas in a
Primate Specific Manner. Cereb. Cortex 19, 2865-2879.
4. Watakabe, A., Komatsu, Y., Sadakane, O., Shimegi, S., et al.
(2008). Enriched Expression of Serotonin 1B and 2A Receptor
Genes in Macaque Visual Cortex and their Bidirectional
Modulatory Effects on Neuronal Responses. Cereb. Cortex 19,
1915-1928.
5. Komatsu, Y., Watakabe, Y., Hashikawa, T., Tochitani, S., andYamamori, T. (2005). Retinol-binding protein gene is highly
expressed in higher-order association areas of the primate
neocortex. Cereb. Cortex 15, 96-108.

助教
定金 理

35

光技術を駆使して大脳回路の動作原理に迫る動物は、様々な環境に適応するためにそれに見合った様々な行動を取る、という戦略を進化させてきた。動物は環境からの情報を脳の中でコード化し、それを保持しつつ過去の記憶と照らし合わせて、いくつかの選択肢から行動を決定する。また環Members

境からの情報なしに、内発的に行動パターンを作り出すことも出来る。そしてこの教授ような行動は学習を通じて実現され、繰り返すことで熟練していく。この時、脳の松崎 政紀

中で回路―神経細胞―シナプスのレベルでどのようなことが起こっているのか。脳内の神経細胞の複雑なネットワークの実体、可塑性、そしてその動作原理を、2 光子イメージングや光遺伝学、電気生理学、分子生物学などの方法論を組み合わせて明らかにすることを目標としている。

助教
平 理一郎
正水 芳人
日本学術振興会特別研究員
田中 康代
田中 康裕
特別協力研究員
近藤 将史
研究員
竹田 悠太
特別訪問研究員
平川 玲子
総合研究大学院大学
大学院生
大久保 文貴長谷川 亮太鈴木 絢診特別共同利用研究員
寺田 晋一郎 ( 京都大学 )菅原 裕輝（京都大学）
技術支援員
姫野 美貴
齋藤 順子
杉浦 悠
小谷 慶子
岩瀬 悦子
井本 英子
高橋 陽一
事務支援員
杉山 朋美

上段右図は生きた個体マウスの大脳皮質の 2 光子蛍光イメージ。神経細胞の樹状突起スパインが観察される。中段左図は海馬神経細胞の広域イメージ。中段右図は生きた個体マウスの大脳皮質の 2 光子カルシウ
ム蛍光イメージ。下段左図は随意運動（レバー引き課題実行）中に観察された細胞の活動を示す蛍光強度の時間変化、下段右図は、3 つのシナプス後部スパインでのカルシウム流入前後での蛍光イメージ。

36

光脳回路研究部門

http://www.nibb.ac.jp/circuits/

大脳における随意運動の情報表現の解明

運動学習におけるシナプス構造・機能可塑性の研究

随意運動はその名の通り、意思に随った運動である。この

高等動物の学習・記憶の素過程は、神経細胞間の情報伝達運動を獲得するためには、ある行動と報酬の関連性を認知学の場であるシナプスの可塑性であると考えられている。特に習を通じて理解する必要がある。またその行動を行うかどう

興奮性シナプス後部の突起構造であるスパインの構造・機能

かは、外的状況や内的状況に対する価値判断を行ったうえでが、記憶・学習が起こるときの刺激によって急速に変化し、決定する。繰り返すことでその運動は熟練していく。随意運

それが維持されることが私たちのこれまでの研究によって明動を実現するためには、大脳一次運動野だけでなく、高次運

らかになった。そこで次にこのシナプス可塑性が、随意運動

動野、線条体や小脳などを含む広域なネットワークが必要で学習過程において、どのような神経回路のどの神経細胞をつあることが、ヒトやサルの研究からわかっている。しかしこ

なぐシナプスで起こるのかを明らかにする研究を行っていれらの領野のどの細胞群がどのようにシナプス結合して信号る。特に運動学習中に、どのようにシナプス構造・機能が変を受け渡ししているか、各細胞がどのようにシナプス可塑性化するのかをリアルタイムで追跡している。また神経細胞にを起こして、どのような情報表現を獲得しているのか、とい伝わった複数の情報が統合されるときには、シナプス活動のうネットワークの実体、そして神経疾患におけるネットワー

時空間分布が重要な役割を担っていると予想されており、こク異常の機構については技術的限界もあり、殆どわかっていの実体を 2 光子イメージングを使って調べている。また多ない。

くの神経疾患は分子レベルではシナプスの異常と関連してい本研究室では、最先端のイメージング法や光遺伝学、電気るが、それがどのような特性を持つ回路異常を引き起こすの生理学、分子生物学などを行うことが可能な哺乳動物、主とかを調べている。

してマウスを用いて、随意運動の大脳情報表現を明らかにすることを目標に研究を行っている。第 1 層から第 5 層まで
2 光子カルシウムイメージング法を用いて、一度に数十〜数千個の大脳神経細胞の活動をリアルタイムに計測し、細胞活動のダイナミクスを解析している。光照射すると細胞内外間にイオンを通すチャネルロドプシン 2(ChR2) やハロロドプ
シンというタンパク質を神経細胞に導入することで、シナプス活動や神経細胞活動を自在に操作し、神経ネットワーク活図 2. 単一シナプス可塑性の光学的誘発。
2 光子励起法によるグルタミン酸
投与を単一スパイン ( 黄色矢 ) に頻回投与すると、構造の肥大化(上図 ) とグルタミン酸受容体の反応性 ( 下図、擬似カラー ) の増強が起こり、それが 2 時間にわたって持続する ( 文献 5 より )。

動と随意運動の間の因果律を調べている。特に運動を発現す
る前での神経細胞の持続的な活動やワーキングメモリといった短期記憶保持がどのような反響回路によって形成され、どのような情報を担っているのか、を調べている。

図 1. 頭部固定マウスがレバー引き前肢運動課題遂行中の大脳運動野の 2 光子
イメージング。
頭部固定マウスに右前肢を使ってレバーを規定時間引くと水がもらえる課題を学習させ（左上）、課題遂行中の大脳運動野の多細胞活動をカルシウム蛍光指示薬を用いて 2 光子イメージングした（左下）。代表的な細胞活動を右下に示す。
細胞１はレバー引き時に活動し、細胞２はレバーを戻した直後に活動する。

教授
松崎 政紀

助教
平 理一郎

参考文献
1. Masamizu, Y., Tanaka, Y.R., Tanaka, Y.H., Hira, R., Ohkubo, F.,
Kitamura, K., Isomura, Y., Okada, T., and Matsuzaki, M. (2014).
Two distinct layer-specific dynamics of cortical ensembles during
learning of a motor task. Nat. Neurosci. 17, 987-994.
2. Hira, R., Ohkubo, F., Tanaka, Y.R., Masamizu, Y., Augustine, G.J.,
Kasai, H., and Matsuzaki, M. (2013). In vivo optogenetic tracingof functional corticocortical connections between motor forelimbareas. Front. Neural Circuits 7, 55.
3. Hira, R., Ohkubo, F., Ozawa, K., Isomura, Y., Kitamura, K., Kano,
M., Kasai, H., and Matsuzaki, M. (2013). Spatiotemporal dynamics
of functional clusters of neurons in the mouse motor cortex during
a voluntary movement. J. Neurosci. 33, 1377-1390.
4. Matsuzaki, M., Hayama, T., Kasai, H., and Ellis-Davies, G.C.R.
(2010). Two-photon uncaging of gamma-aminobutyric acid in
intact brain tissue. Nat. Chem. Biol. 6, 255-257.
5. Matsuzaki, M., Honkura, N., Ellis-Davies, G.C.R., and Kasai,
H. (2004). Structural basis of long-term potentiation in single
dendritic spines. Nature 429, 761-766.

助教
正水 芳人

37

脳と心の行動生物学
動物は、環境からの物理的信号と内部情報との比較によって、適切な行動を発現させ、外界との相互作用を行っている。この一連の情報処理ループの中心に、ハードウェアとしての脳とソフトウェアとしての心が位置している。様々な感覚系が、この情報処理ループにおいて重要な働きをしているが、ヒトを含めて多くの動物種では視覚系が特に大きな位置を占めている。こうした視覚の情報処理については幅広
い分野において研究が行われているが、動物行動学は刺激から行動に至る過程全般
を解析対象にし、認知や学習アルゴリズムの一端を明らかにしてきた。しかしながら、脳や心の情報処理アルゴリズムの核心部分は未解明のまま残されている。
当研究室では、動物行動学を中心とした心理物理学的な手法を用いて、脳と心の情報処理アルゴリズムの研究を進めている。特に、コンピュータによって擬似的な視覚世界を動物の環境に構築することによって、電子計算機モデルによる新たな動物行動学を試みている。ソフトウェアである電子計算機モデルをフューチャーすることによって、動物の心の世界の理解が進むことを期待している。

Members

准教授
渡辺 英治
NIBB リサーチフェロー
中易 知大

38

神経生理学研究室
メダカの視覚

http://www.nibb.ac.jp/neurophys/
理モデル化を試みる予定である。

メダカは、視覚システムを高度に発達させた脊椎動物であ

電子計算機モデルを介した動物行動学は、視覚研究の新しる。生殖行動、逃避行動、摂取行動、集団行動、定位行動、い展望になると考える。

縄張り行動、学習行動など様々な生活場面で、視覚システムが利用されている。当研究室では、視覚研究のモデル系として、日本で開発が進められてきたモデル動物であるメダカをヒトの視覚
ヒトも、視覚系を高度に発達させた動物である。当研究室用いている。これまでに得られた成果は主として三つに大別

では、メダカに加えてヒトの視覚系の心理物理学的な研究をできる。

進めている。ヒトについては、錯視を活用した心理物理学的

１）メダカのオープンフィールドテストの開発を通じて、なアプローチ、及び、数理モデル化を試みている。

視覚情報による空間学習能力の存在を明らかにした ( 文献１）ケバブ錯視と呼ぶ新規の錯視を発表した。これはフラッ３)。メダカは私たちヒトと同じように自分たちの周囲にあシュラグ効果（左ページＣ及び文献５の動画を参照）と呼ばるオブジェクトの位置を学習し、新規の場所に居るのか、以れる錯視の近縁種であり、運動している物体の位置がいかに前来たことのある場所なのかを判断できることが示唆され正確に脳内で予測されているかを示唆する錯視である。このた。

錯視研究をベースにして、意識レベルにおける視覚認知メカ

２）メダカはミジンコなどの動物プランクトンを餌としてニズムの包括的な仮説である『デルタモデル』を提案した ( 左捕獲するが（左ページＡを参照）、その際、ランダムに動き

ページＤ及び文献４を参照 )。

回るミジンコ（左ページＢを参照）の運動パターンをハン

２）ヒトの視覚メカニズムを解くツールとして、様々な錯

ティングに利用していることを明らかにした ( 文献２)。そ視を作成し、様々なメディアを通して発表をしている（ホーの運動パターンの特徴は、速度成分の周波数分布がピンクノ

ムページ、及び文献５の動画を参照）。代表的な作品としては、

イズで特徴付けられるもので、電子計算機で制御された疑似渡辺錯視２０１０（別冊ニュートン誌に掲載）、棚の影錯視（図

餌 ( バーチャルプランクトンシステム、図１) によって摂食２）などがある。

行動を誘発するアルゴリズムとして抽出された。

ヒトとメダカの視覚系の研究を同時に進め、その共通性と３）現在、同システムによって現在集団行動や逃避行動の違いを明らかにすることで、視覚系による認知機構の生物学

アルゴリズムの研究を進めている。特に集団行動に関しては、的進化についても理解が進むと考える。

メダカの運動パターンを鋳型にした六点で構成したバイオロ
ジカルモーション刺激にメダカが惹きつけられることが明らかになっている（文献１）。この実験では、バイオロジカルモー
ション刺激を様々に人工的な操作することによって、元々の自然な運動パターンが仲間を惹きつける最適な刺激になっていることが明らかになった。今後、メダカがリアルタイムで相互作用できるようにシステムを発展させて、集団行動の数

図 1. バーチャルプランクトン
システム
電子計算機で制御された疑似餌に対する魚の反応を計測する。

図２. 棚の影錯視
右の棚は左の棚の天地反転版である。四つの棚及びその影は全く同一の図形であるにも関わらず、左の影よりも、右の影のほうが濃く見える。本誌を逆にして見れば、反対の棚の影のほうが濃くなる。第五回錯視コンテ
スト入賞作品。

参考文献
1. Nakayasu, T., and Watanabe, E. (2014). Biological motion stimuli
are attractive to medaka fish. Animal Cognition, 17, 559-575.
2. Matsunaga, W., and Watanabe, E. (2012). Visual motion with pinknoise induces predation behaviour. Scientific Reports 2, 219.
3. Matsunaga, W., and, Watanabe, E. (2010). Habituation of medaka(Oryzias latipes) demonstrated by open-field testing, Behavioural
Processes 85, 142-150.
4. Watanabe, E., Matsunaga, W., and Kitaoka, A. (2010). Motion
signals deflect relative positions of moving objects. Vision
Research 50, 2381-2390.
5. http://www.youtube.com/user/eijwat/videos

准教授
渡辺 英治

39

何がどうかわることによって進化するのか
生物は祖先が持っていなかった新しい形質を次々と生み出しながら進化してきた。
そして、新規形質の多くは、いくつかの性質が整って初めて有利になるような複合形質である。新規複合形質はランダムな突然変異の蓄積だけで説明できるのか。あるいは未知の進化機構が存在しているのか。この問題を解くには、新規複合形質を遺伝子のレベルに還元し、それらができあがるメカニズムを解明し、さらに、近縁種との比較から進化過程を推定することが必要である。我々は、ゲノム解読と改変技術の革新を助けに、モデル生物に加え、これまで分子生物学、分子遺伝学的還元のできなかった非モデル生物を材料として、(1) 植物特有の細胞構築・動態、(2)多能性幹細胞形成維持機構、(3) 陸上植物の発生、(4) 植物の食虫性、(5) 植物の運動、(6) 擬態、(7) 食草転換を個別な研究対象として、それらから得られた結果を総合し、新規複合形質がどのように進化しうるかの全体像を描き出すことを目指している。（詳細は http://www.nibb.ac.jp/evodevo）

分化細胞が幹細胞に変わる

Members

教授
長谷部 光泰
准教授
村田 隆
助教
玉田 洋介
石川 雅樹
技術課技術職員
壁谷 幸子
NIBB リサーチフェロー
今井 章裕
博士研究員
柴田 朋子
眞野 弘明
玉置 大介
日本学術振興会特別研究員
鳥羽 大陽
特別訪問研究員
川島 武士
総合研究大学院大学
大学院生
福島 健児
上田 千晴
Chen Li
菅谷 友美
Liechi Zhang
越水 静
森下 美生
堀内 雄太
特別共同利用研究員
Nan Gu（Huazhong Agricultural
University）
NIBB Internship
Gergo Palfalvi
技術支援員
青木 栄津子大井 祥子
梶川 育見
後藤 みさ子
西 多代
平松 美佳
枡岡 朋子
松崎 陽子
森 明日香

ヒメツリガネゴケは
陸上植物進化研究の鍵

事務支援員
小島 洋子

複合形質は
どう進化したのか40

生物進化研究部門

http://www.nibb.ac.jp/evodevo/

動物細胞と植物細胞の違いはどうして生じたのか
細胞の基本的性質の違いは、多細胞生物の違いを生み出す源である。細胞分裂・伸長は微小管をはじめとする細胞骨格系によって制御されている。タンパク質の管である微小管がどのように生命現象へとつながっていくのか。物質と生命とのギャップを解明したい。

図２. オジギソウの運動機構、適応的意義はまだ解明されていない

クルミホソガの食草転換
昆虫の食草転換は幼虫が新しい食草を食べられるようになる進化と親が新しい食草に産卵するような進化がともに起こ

図 1. タバコ培養細胞抽出液中で作らせた、分岐する微小管らなければ進化しない。どうしてこんなことが起こるのだろ

分化細胞から幹細胞への転換機構
ヒメツリガネゴケの葉は、切断すると葉細胞が幹細胞へと転換する。この過程でたくさんの変化が必要であるが、どうして組織だった変化ができるのだろうか。これは複合形質がどのように進化するのかと同じ根を持つ問題に思える。分化細胞の幹細胞化と複合形質進化を繋ぐ共通概念を知りたい。

陸上植物の発生進化
花、枝分かれ、複相世代優占世代交代など陸上植物の進化過程で獲得された複合形質がどのような遺伝子がどのように変わることによって進化したのかを探索している。
食虫植物が進化するには捕虫葉、消化酵素、吸収機構が複合的に進化しなければならない。フクロユキノシタとコモウ
センゴケのゲノム解読、遺伝子機能解析を通して食虫性進化の機構を探る。

オジギソウの運動の進化
植物の運動機構の進化も多くの形質進化が必要である。オ
ジギソウは古くから研究されているがその運動に関わる遺伝
子レベルでの研究はされていない。我々はオジギソウの形質転換に成功したので、運動機構を遺伝子改変技術を用いて解き明かしたい。

昆虫の擬態
ハナカマキリのピンク色はどのように進化したのか。色素の起源を解き明かし、進化の道筋を推定する。

准教授
村田 隆

助教
玉田 洋介

特定し、進化機構解明を目指す。

ゲノム解読技術、新規顕微鏡の開発
非モデル生物のゲノムを安価で早く解析できるような１分子塩基配列決定機を用いた技術開発、細胞の中をよりはっきりと見るための補償光学顕微鏡開発を行っている。

陸上植物進化の最新知見を提供
２ つ の ホ ー ム ペ ー ジ で 情 報 提 供 中 (http://www.nibb.
ac.jp/evodevo/tree/00_index.html と http://www.
nibb.ac.jp/plantdic/blog/）。

食虫植物の進化教授
長谷部 光泰うか。クルミホソガの QTL 解析から食草転換の原因遺伝子

参考文献
1. Murata, T. et al. (2013). Mechanism of microtubule array
expansion in the cytokinetic phragmoplast. Nature Commun. 4:
1967
2. Sakakibara, K. et al. (2013). KNOX2 genes regulate the haploidto-diploid morphological transition in land plants. Science. 339,
1067-1070.
3. Ishikawa, M. et al. (2011). Physcomitrella cyclin dependent kinase
A links cell cycle reactivation to other cellular changes during
reprogramming of leaf cells. Plant Cell 23, 2924-2938.
4. Banks, J.A., Nishiyama, T., Hasebe, M. et al. (2011). The
Selaginella genome identifies genetic changes associated withthe evolution of vascular plants. Science 332, 960-963.
5. Okano, Y., Aono, N., Hiwatashi, Y., Murata, T., Nishiyama, T.,
Ishikawa, T., Kubo, M., and Hasebe, M. (2009). A polycomb
repressive complex 2 gene regulates apogamy and gives
evolutionary insights into early land plant evolution. Proc. Nati.
Acad. Sci. USA 106, 16321-16326.
6. Rensing, S.A., et al. (2008). The Physcomitrella genome reveals
evolutionary insights into the conquest of land by plants. Science
319, 64-69.

助教
石川 雅樹

41

共生と発生可塑性の仕組みを解き明かす
マメ科植物は、根粒菌と相互作用することによって根に細胞分裂を誘導し、根粒と呼ばれるこぶ状の窒素固定器官を形成する。一方、陸上植物の多くはアーバスキュ
ラー菌根菌と共生し、成長に必要なリンや水分を効率よく吸収している。近年マメ

Members

科植物の根粒共生系は、4 〜 5 億年前に起原をもつ菌根共生系と茎頂メリステム

教授(SAM) の遺伝子ネットワークを流用して進化してきたことが分かってきた。

川口 正代司

本部門では、日本に自生するマメ科の草本ミヤコグサ Lotus japonicus とその共生菌を使って、生物間相互作用により表現型が変化する発生可塑性（developmental
plasticity）のメカニズムとその進化基盤を研究している。

助教
武田 直也
壽崎 拓哉
技術課技術職員
田中 幸子
NIBB リサーチフェロー
征矢野 敬
博士研究員
藤田 浩徳
半田 佳宏
小林 裕樹
永江 美和
特別協力研究員
立松 圭
総合研究大学院大学
大学院生
佐々木 武馬養老 瑛美子
都築 周作
福原 舞
西田 帆那
特別実習生
水谷 佳幸
技術支援員
壽崎 百代
市川 倫子
小川 祐子
義則 有美
事務支援員
三城 和子

42

共生システム研究部門

http://www.nibb.ac.jp/miyakohp/

根粒形成という発生プログラム

菌根共生システムを司る共生因子の同定と解析

根粒形成過程では、根粒菌の感染を契機に宿主植物のこれ

アーバスキュラー菌根共生は根粒共生の起源となった植物まで分化した組織であった根の皮層細胞が脱分化し、根粒原‐微生物間相互作用として知られており、根粒共生と共通す

基形成に向けた新たな発生プログラムが実行される ( 図 1)。

る多くの遺伝子・機構を有している。しかし、この菌根共生本部門では、遺伝学・細胞生物学的アプローチにより、このシステムに関する知見

脱分化と根粒原基形成の仕組みを明らかにするための研究をはほとんど得られてお進めている。得られた知見を手がかりに、植物に特徴的な発らず、共生成立を司る共生プログラムの基本原理を理解したいと考えている。

生因子の同定が望まれている。本部門ではこの共生システムを構成す
るシグナル伝達因子の同 定 を 目 指 し て、 遺 伝
図 3. 菌根共生時に形成される、のう状体
共焦点レーザー顕微鏡で画像取得後、画像を 3 次元構築している。

学・逆遺伝学的手法を用いて研究を行っている。

植物パターン形成の数理モデル解析
茎頂分裂組織のパターン形成や、マメ科植物と根粒菌の共生進化の機構を理解するために、実験的知見に基づいて数理モデルを構築・解析し、またその結果に基づいて実験的な検図 1. 根粒形成過程の概要

証を行っている。

根 - シュート間の遠距離シグナル伝達を介した根粒形
成の全身的なフィードバック制御
根粒は植物に窒素源を供給する優れた器官である反面、その形成や維持には多くの炭素源が消費されている。そのため、植物は根粒の数を適正にコントロールしている。本部門では、
これまで、根粒数が増加する突然変異体を用いた遺伝学的な解析により、根粒数が根 - シュート間の遠距離シグナル伝達を介した全身的なフィードバック機構により制御されていることを明らかに し て き た。 現 在、 根 からシュートへ移動する遠距離シグナルの候補である CLE ペプチド、その受
容 体 候 補 で あ る HAR1,
KLV、 お よ び 根 で 機 能 す
る TML, PLENTY の解析を行っており、根粒形成の全身的なフィードバック
図 2. 根粒形成の全身的なフィードバッ
ク制御機構のモデル図

教授
川口 正代司助教
武田 直也

制御の全容解明を目指し

参考文献
1. Suzaki, T., Ito, M., Yoro, E., Sato, S., Hirakawa, H., Takeda, N.,
and Kawaguchi, M. (2014). Endoreduplication-mediated initiationof symbiotic organ development in Lotus japonicus. Development
141, 2441-2445.
2. Yoro, E., Suzaki, T., Toyokura, K., Miyazawa, H., Fukaki, H.,
and Kawaguchi, M. (2014). A positive regulator of nodule
organogenesis, NODULE INCEPTION, acts as a negative
regulator of rhizobial infection in Lotus japonicus. Plant Physiol.
165, 747-758.
3. Okamoto, S., Shinohara, H., Mori, T., Matsubayashi, Y. and
Kawaguchi, M. (2013). Root-derived CLE glycopeptides control
nodulation by direct binding to HAR1 receptor kinase. Nature
Communications 4, 2191.
4. Suzaki, T., Yano, K., Ito, M., Umehara, Y., Suganuma, N., andKawaguchi, M. (2012). Positive and negative regulation of corticalcell division during root nodule development in Lotus japonicus isaccompanied by auxin response. Development 139, 3397-4006.
5. Fujita, H., Toyokura, K., Okada, K., and Kawaguchi, M. (2011).
Reaction-diffusion pattern in shoot apical meristem of plants. PLoS
One 6, e18243.
6. Nishimura, R., Hayashi, M., Wu, G.-J., Kouchi, H., ImaizumiAnraku, H., Murakami, Y., Kawasaki, S., Akao, S., Ohmori, M.,
Nagasawa, M., Harada, K., and Kawaguchi, M. (2002). HAR1
mediates systemic regulation of symbiotic organ development.
Nature 420, 426-429.

ている ( 図 2)。

助教
壽崎 拓哉

43

メダカを用いた遺伝子型 - 表現型相関の解明
メダカは小川や水田に生息する日本在来の野生動物で、東南アジアにはメダカの近縁種が 20 種以上分布している。また、日本オリジナルのモデル動物でもあり、近交系や突然変異体など、これまでに様々な性質を備えた系統が作出されてきた。本研究室では、これらの多様な生物遺伝資源（バイオリソース）を用いて、近縁種間における性染色体・性決定遺伝子の進化、生殖細胞の移動や色素細胞の分化に関わる突然変異体の解析、メダカを用いた糖尿病疾患モデルの確立など、幅広い生命現象の理解を目指している。また、本研究室はメダカバイオリソースプロジェクト（NBRP メダカ）の中核機関として、様々なメダカ系統やゲノムリソースの収集・整備を行うとともに、それを国内外の研究者に広く提供している。

Members

准教授
成瀬 清
助教
竹花 佑介
博士研究員
笹土 隆雄
苣田 慎一
中本 正俊
野津 了
日本学術振興会特別研究員
奥山 輝大
研究員
金子 裕代
原 郁代
技術支援員
味岡 理恵
石川 裕恵
小池 知恵子小池 ゆかり高木 千賀子
手嶋 祐子
鳥居 直子
事務支援員
鈴木 登貴子バイオリソース研究室で維持しているメダカ系統と近縁種

44

バイオリソース研究室

http://www.nibb.ac.jp/bioresources/

メダカ近交系を用いた量的形質の解析

より、食欲中枢で作用するレプチン受容体の欠損メダカを作

メダカ近交系は様々な系統特異的な形質をもつ。我々は脊製した。この表現型解析により、メダカはレプチン受容体の椎骨数、顔貌のような形態の多様性を中心に、これらの形質欠損だけでなく、さらに飽食給餌飼育されることで、肝臓糖を担う染色体領域を QTL マッピングにより明らかにしてき代謝異常（糖新生亢進）、空腹時高血糖等の２型糖尿病様症

た。染色体領域が明らかになった形質については、染色体置状を示すことが明らかになった。現在、魚類、及び哺乳動物

換系統を作成することでさらに領域を絞り込み、最終的にはに特有の生理を踏まえ、生物に普遍的に存在する糖代謝関連

どのようなゲノム配列の違いが形質の量的な違いをもたらす機構の解明をもとに、メダカを用いた新たな糖尿病モデル生のかを明らかにすることを目指し研究を進めている。そのた物の確立を目指している。

めスピードコンジェニック法により迅速に染色体置換系統を

メダカバイオリソースプロジェクトの推進

作成する方法の開発や高速な遺伝子タイピングシステムの開

基礎生物学研究所はメダカバイオリソースプロジェクトの発も行っている。

中核機関であり、我々はこのプロジェクトを推進するためのメダカ属魚類における性決定遺伝子の進化中心研究室の役割を担っている。突然変異体、遺伝子導入

性染色体は分類群によって異なり、性染色体上に存在する系統、近縁種等 600 を越える系統についてライブ及び凍結性決定遺伝子の実体は多くの動物において明らかにされてい精子として保存すると共に、リクエストに応じて提供をおない。このような性決定遺伝子の多様化をもたらした分子基

こなっている ( 図１参照 )。また、131 万を越える BAC/

盤を解明するため、近縁な種間で性染色体が異なるメダカ属

Fosmid/cDNA/EST

魚類を用いて性決定機構の解析を行っている。これまでの研

ク ロ ー ン も 保 存・ 提究から、インドメダカでは Y 染色体上の Sox3 遺伝子がオ供をおこなっていス決定遺伝子であることを明らかにした。哺乳類の性決定遺る。2010 年 か ら は

伝子 Sry も Sox3 から進化したと考えられていることから、

TILLING 法 に よ っ て

同じ遺伝子が繰り返し性決定に利用されてきた可能性が示さ作製された突然変異体れた。また、
他の近縁種との比較から、下流の性決定カスケーの同定システムを共同

ドは種間で保存されていることも判明した。インドメダカで利用研究者に提供することで、逆遺伝学的手は Y 染色体上の Sox3 が特定の下流遺伝子の発現を活性化するという、新たなパスウェイを獲得することによってオス分化を誘導することが示唆された。

生殖細胞の移動に関する突然変異体の解析

図１. メダカバイオリソースプロジェクトで提供しているメダカ系統
近交系 Hd-rR（上段）, actin-Ds-Red 遺伝子
導入系統（中段）、
透明メダカ Quintet（下段）．

法による解析の普及を推進している。

始原生殖細胞 (PGC) は生命の連続性を担保するという重要な機能をもつ。PGC は胚体内で長い距離を移動するという特徴を持つがこの分子メカニズムの詳細は明らかではない。そこで以前おこなわれた大規模な突然変異体作製プロ
ジェクトの際に同定された PGC の移動に関する突然変異体(kamigamo , shimogamo , naruto , kazura and yanagi ) の原
因遺伝子をポジショナルクローニング法により明らかにするとともに、in situ hybridization による発現解析、変異体と野生型間の細胞移植等の方法を駆使することで PGC 移動の分子機構に関する包括的理解を進める研究を行っている。

糖尿病モデルメダカの確立
２型糖尿病は、遺伝的な要因とともに、生活習慣などの環境要因により発症リスクが増加する。これまでに、TILLING（Targeting Induced Local Lesion IN Genomes）法に

准教授
成瀬 清

参考文献
1. Takehana, Y., Matsuda, M., Mosho, T. et al. (2014). Co-option of
Sox3 as the male-determining factor on the Y chromosome in thefish Oryzias dancena. Nat. Commun. 5, 4157.
2. Kimura, T., Shinya, M., and Naruse, K. (2013). Genetic analysis ofvertebral regionalization and number in medaka (Oryzias latipes)
inbred lines. G3 2(11) ,1317-1323
3. Naruse, K. (2011). Genetics, Genomics, and Biological Resourcesin the Medaka, Oryzias latipes. pp. 19-37. In : Medaka, A Modelfor Organogesis, Human Diseases and Evolution. Springer. Tokyo.
4. Sasado, T., Yasuoka, A., Abe, K., et al. (2008). Distinct
contributions of CXCR4b and CXCR7/RDC1 receptor systems inregulation of PGC migration revealed by medaka mutants kazura
and yanagi. Dev. Biol. 320, 328-339.
5. Sasado, T., Tanaka, M., Kobayashi, K., et al. (2010). The National
BioResource Project Medaka (NBRP Medaka): an integrated
bioresource for biological and biomedical sciences. Exp Anim.
59, 13-23.

助教
竹花 佑介

45

多様な形の奥にある仕組み

構造多様性研究室

チョウの翅は、単層上皮の袋が封筒のようにたたまれたものであり、幾何学的構造および構成細胞の種類のシンプルさゆえに、形態形成過程を考えるのに適した材料である。この系を使って、成虫翅の輪郭形成過程および、その周辺のメカニズムを調べている。

複雑な曲線を描くチョウのハネの輪郭

鱗翅目昆虫 ( チョウやガ ) の翅は、幼虫期に成虫原基の形でンター及び情報・戦略室准教授を兼任しているため、主にこ準備されているものが、蛹の期間に大きく面積を拡大するとのような共同研究の形で研究所の研究活動に寄与していきた

ともに、その輪郭の形も変化して成虫の翅として完成する。

いと考えている。

たとえばアゲハチョウの尾状突起も、このようにして蛹の期間に形作られる。この輪郭の変化が、脊椎動物の指の形成過程で知られるアポトーシス ( プログラムされた細胞死 ) と類
似のしくみによって引き起こされていることを既に報告した。すなわち、蛹の翅の周縁部に境界線ができ、その外側が急速に細胞死を起こす一方、内側が鱗粉形成などの分化をして、成虫の翅が完成するのである。
アポトーシスをおこした細胞は、翅を作っている 2 枚の細胞シート ( 上皮 ) の隙間にいるマクロファージによって速やかに貪食・除去される。その後分かったところでは、細胞死の時期の前後で、境界線の内側でだけ翅の 2 枚の上皮間の接着が強くなってマクロファージが入り込めなくなり、その結果、細胞死を起こす部分にマクロファージが濃縮されて、

図 1. トラキオール ( 毛細気管 ) 細胞の透過型電子顕微鏡観察像
細胞内に既に形成されているトラキオールの断面が多数見える。細胞が移動するにつれて , その後ろにトラキオールが伸びていく。

死んだ細胞の貪食が効率よく行われるようになっているらしい。
翅の形態形成の過程では、気管およびトラキオール ( 毛細気管 ) が何度も進入して、空気供給をおこなうとともに、翅脈の配列や斑紋パターンを形作る因子として作用しているら
しい。一部の気管の走行が、上記の細胞死の境界線と重なっていることから、この過程にも注目し、終令幼虫から蛹をへて成虫にいたる過程で、気管やトラキオールの変化を、光顕・電顕を併用して詳細に観察している。このような研究は、翅
脈依存性の斑紋パターンのなりたちを研究する基礎としても重要である。
このほかに、光学顕微鏡・電子顕微鏡などの経験を生かして、所内の部門等と共同研究を行っている。アイソトープ実験セ

准教授
児玉 隆治

46

参考文献
1. Kusaka, M., Katoh-Fukui, Y., Ogawa, H., Miyabayashi, K., Baba,
T., Shima, Y., Sugiyama, N., Sugimoto, Y., Okuno, Y., Kodama,R., Iizuka-Kogo, A., Senda, T., Sasaoka, T., Kitamura, K., Aizawa,S., and Morohashi, K. (2010). Abnormal epithelial cell polarityand ectopic epidermal growth factor receptor (EGFR) expression
induced in Emx2 KO embryonic gonads. Endocrinology 151,
5893-5904.
2. Watanabe, E., Hiyama, T. Y., Shimizu, H., Kodama, R., Hayashi,N., Miyata, S., Yanagawa, Y., Obata, K., and Noda, M. (2006).
Sodium-level-sensitive sodium channel Nax is expressed in glial
laminate processes in the sensory circumventricular organs. Am. J.
Physiol. 290, R568-576.
3. Kodama, R., Yoshida, A., and Mitsui, T. (1995). Programmed cell
death at the periphery of thepupal wing of the butterfly, Pieris
rapae. Roux. Arch. Dev. Biol. 20, 418-426.

無脊椎動物の生殖ホルモン 多様性生物学研究室 ( 大野 )脊椎動物では、生殖システムの制御因子として、数多くのホルモンが単離同定され、それらの作用機構や階層性の解析が進んでいるが、無脊椎動物において、それらが同定・解析されている例は多くない。我々は、水産無脊
椎動物のうち、イトマキヒトデ、アカウニ、マナマコ、GSS 投与で誘発されたイトマキヒトデの産卵・放精

クビフリン投与で誘発されたマナマコの産卵マガキなどを対象として、生殖システムを制御している
ホルモンの同定と解析を行うとともに、それらの多様性と共通性の解明を目指している。

生殖腺刺激ホルモンの精製、同定、解析の解明が、生殖時期制御の解明に重要であると考えられる。

ま ず 我 々 は、 イ ト マ キ ヒ ト デ 放 射 神 経 抽 出 物 中 に 存 在( 文献 2)

す る こ と が 分 か っ て い た 生 殖 腺 刺 激 ホ ル モ ン (Gonad

マガキにおいても、神経抽出物が産卵誘発活性を持つこと

Stimulating Substance; GSS) を精製し、そのアミノ酸を確認することができたため、精製を行っている。

配列を決定する事に成功した。このホルモンは、インスリン族のペプチドで、脊椎動物で見出されていたリラキシン亜族

神経分泌ペプチドの網羅的解析と、相同性があることが分かった。これを化学合成し、取出

イトマキヒトデ、マナマコ、アカウニ、マガキの神経組織した卵巣に投与したところ、卵の最終成熟が誘起された。ま

中に、配偶子成熟や産卵行動を誘発するペプチド／タンパ

た、成体への投与により、産卵・放精行動が誘起され、産卵・ク成分が含まれていることを見出すことができたため、因子放精にまで至った。

の同定を迅速化する目的から、対象種に対して、神経組織

更に、相同性の検索から、アメリカムラサキウニにも、リの EST 解析を行い、発現遺伝子のデータベースを構築した。

ラキシン様ペプチドを見出すことに成功し、キタムラサキウ

特に、予想アミノ酸配列から、分泌ペプチドと考えられる発ニ、エゾバフンウニ、バフンウニ、アカウニ、ムラサキウニ

現遺伝子については、それらの全長配列を決定した。更に、の放射神経 cDNA からも、相同性の高い分子種を同定する

神経抽出物中のペプチドを質量分析機で解析したデータを、ことができた。

構築した EST データベースと照合することで、生殖ホルモ

ヒトデ、ウニともに、このリラキシン様遺伝子の発現は、ンの候補ペプチドとその遺伝子を得ることができた。現在、神経組織で極めて高く、また、発現レベルは一年を通してあ

それらのペプチドを化学合成し、生理活性の検証を行っていまり変化がないことが分かった。このことから、分泌の制御る。

が生殖時期の制御に重要であると考えられる。

今回、発現・翻訳されている神経分泌ペプチドのデーター

また、インスリン族の遺伝子は、腔腸動物から脊椎動物やベースと、それらの化学合成ストックを得ることができたの節足動物に至るまで、広く存在していることが知られているで、今後、対象種における神経分泌ペプチドの研究を活性化

が、脊椎動物に見られるインスリン／ IGF 亜族と、リラキする目的で、データベースを公開すると共に、希望する研究

シン亜族のそれぞれに相同性を持つ遺伝子が、棘皮動物でも者には、合成ペプチドストックの配布を行っていきたいと考存在していることが明らかとなった。

えている。

マナマコについても、神経抽出物中に存在することがわかっていた卵成熟誘起因子について、やはり精製を行い、そのア
ミノ酸配列を決定することに成功した。このペプチドは、５残基からなるアミド化ペプチドで、僅か 10-9M の濃度で卵の最終成熟および産卵・放精の誘起活性が見られた。更に、その発現は、神経で極めて高く、周年変化はあまり見られな
いこともわかり、イトマキヒトデ GSS と同様に、分泌制御

参考文献
1. Fujiwara, A., Unuma, T., Ohno, K., and Yamano, K. (2010).
Molecular characterization of the major yolk protein of theJapanese common sea cucumber (Apostichopus japonicus)
and its expression profile during ovarian development. Comp.
Biochem. Physiol. Mol. Integr. Physiol. 155, 34-40.
2. Fujiwara, A., Yamano, K., Ohno, K., and Yoshikuni, M. (2010).
Spawning induced by cubifrin in the Japanese common cucumber
Apostichopus japonicus. Fisheries Science 76, 795-801.

助教
大野 薫

47

多様性生物学研究室 ( 鎌田 )栄養環境の受容と応答

栄養環境に対する受容と応答は、最重要の細胞内生命現象である。その任務を担うのが Tor(Target of rapamycin) 複合体で、栄養シグナルを感知し細胞周期、オートファジーアク
チン制御など多岐に亘る現象を統括している。 当研究グルー
プは、真核細胞のモデル系・出芽酵母を用いて、新規 Tor シ
グナル経路を発掘してきた。
Tor 経路は栄養シグナルを感知し、さまざまな生命活動を制御しているTor を介したオートファジー誘導メカニズム
細胞内リサイクルシステム・オートファジーは、栄養飢餓

局在とそれに伴う活性化をコントロールしていることを突き

環境下、Tor 複合体 1(TORC1) 不活性化を伴って誘導され止めた ( 図 2)( 文献 3)。

る。オートファジーに必須なプロテインキナーゼ Atg1 は

図 2. TORC1 による Cdc5 の細胞内局在の制御
野 生 型 株 で は Cdc5 は G2/
M 期に核に局在するが ( 左 )、TORC1 変異株では核に局在できず細胞周期は G2/M 期で止まる ( 右 )。

いくつかの Atg タンパク質と複合体を形成しているが、その 1 つ Atg13 は TORC1 によりリン酸化される。リン酸化型 Atg13 は Atg1 との結合能を失うので、TORC1 はAtg13 のリン酸化を通じてオートファジーを負に制御していることが明らかになった ( 文献 5)。
また、わたしたちは、Atg13 のリン酸化サイトを決定し、Tor によるアクチン構築の制御

脱リン酸化型 Atg13 変異体を作成した。この変異体を発現

わたしたちはさらに、Tor 複合体 2(TORC2) がプロテイさせると、栄養環境に依らないオートファジー誘導が見られンキナーゼ Ypk2 を直接リン酸化することで Ypk2 を活性ることを発見した ( 図 1)。これにより、TORC1-Atg13 経化し、アクチン構築を制御することを発見した。活性化型路がオートファジー誘導・抑制を担っていることが明らかと

Ypk2 変異体は TORC2 の機能を完全に相補できるので、なった ( 文献 1,2)。

TORC2-Ypk2 経路は TORC2 経路のメインストリームであることが判明した ( 文献 4)。

図 1. 脱リン酸化型 Atg13 によるオートファジー誘導
脱リン酸化型 Atg13 を発現させるとオートファジーによる細胞成分の分解が見られる ( 左 )。一方、リン酸化型 ( 野生型 ) を発現させてもオートファジーは誘導されない ( 右 )。

新規の細胞周期制御に関与する Tor 経路
TORC1 がタンパク質合成の制御を介して、細胞周期 G1期をコントロールすることは広く知られている。わたしたち
は、TORC1 が G1 のみならず、G2/M 期の制御にも関わることを世界に先駆けて見出した。G2/M 期では、TORC1は M 期で重要な役割を果たす polo キナーゼ (Cdc5) の核

助教
鎌田 芳彰

48

参考文献
1. 鎌田 芳彰 (2012). 腹が減ってからの戦 ( いくさ )—オートファジーを制御する Tor シグナル経路．実験医学 30, 796-801.
2. Kamada, Y., Yoshino, K., Kondo, C., Kawamata, T., Oshiro, N.,
Yonezawa, K., and Ohsumi, Y. (2010). Tor directly controls theAtg1 kinase complex to regulate autophagy Mol. Cell Biol. 30,
1049-1058.
3. Nakashima, A., Maruki, Y., Imamura, Y., Kondo, C., Kawamata,T., Kawanishi, I., Takata, H., Matsuura, A., Lee, K. S., Kikkawa, U.,
Ohsumi, Y., Yonezawa, K., and Kamada, Y. (2008). The yeast Tor
signaling pathway is involved in G2/M transition via Polo-kinase.
PLoS ONE 3, e2223.
4. Kamada, Y., Fujioka, Y., Suzuki, N.N., Inagaki, F., Wullschleger,
S., Loewith, R., Hall, M.N., and Ohsumi, Y. (2005). TOR2 directly
phosphorylates the AGC YPK2 to regulate actin polarization. Mol.
Cell. Biol. 25, 7239-7248.
5. Kamada, Y., Funakoshi, T., Shintani, T., Nagano, K., Ohsumi, M.,
and Ohsumi, Y. (2000). Tor-mediated induction of autophagy via
an Atg1 protein kinase complex. J. Cell Biol. 150, 1507-1513.

生物の模様とゲノムの変化

ゲノムの変化により現れるアサガオの模様

多様性生物学研究室 ( 星野 )生物の模様は、ゲノム ( 遺伝情報の全体 ) が変化することで生じることがある。このような変化は、生物に個性や多様性を与えている。その理解のために、アサガオの多様な模様と、模様のもとになる花色を研究している。さらに、アサガオを研究する上で必要なツー
ルやリソースを開発し、ナショナルバイオリソースプ
ロジェクト・アサガオを分担する研究室として、アサガオリソースの収集・保存・提供も行っている。

花の模様とゲノムの変化
ゲノムの変化は、動植物の着色を決めている遺伝子の発現と連携して、その遂行を担っている。当研究室では 180 のを調節することで、模様の形成に関わることがある。トウモ

花色に係わる突然変異系統、6 万の EST クローン、8 万のロコシの種やショウジョウバエの目に現れる斑入り模様の研BAC クローンを保存し、国内外の研究者に提供している。

究からは、ゲノムの変化や遺伝子の調節に関わっている「動く遺伝子」や「エピジェネティクス」の存在や振る舞い方が明らかにされてきた。一方、日本独自の園芸植物であるアサガオにも多様な模様が存在する。それらができる仕組みを考えたときに、これまでの知見では十分に説明することができない模様もある。そのような模様を材料にして、ゲノムの変化と遺伝子の発現調節について研究している。

花色の形成
多彩な花の色は、色素の構造に加えて、細胞内外のさまざ
まな要因で決まる。アサガオが本来の青色になるためには、青く発色する色素が合成されることと、色素が蓄えられる液
胞の中の水素イオン濃度（pH）が低くなることが重要な要図 1. 多彩なアサガオの花色
花色は色素の構造だけでなく、色素が蓄積する液胞内の pH に依存する。

因である。これらの要因が失われると、青色以外の花が咲く。そのようなアサガオを利用することで、色素合成や液胞
内 pH が調節される仕組みを研究している。

アサガオを研究するための基盤整備
アサガオは実験植物として優れた特性や、ほかのモデル植物にはない性質を持つために広く国内外で研究されている。
その研究の発展には、遺伝子導入技術やゲノム情報などの研究基盤の整備が欠かせない。そこで、遺伝子導入技術や各種
DNA クローンの開発、データベースの作成、ゲノム解読などを行っている。

アサガオバイオリソースプロジェクト
基礎生物学研究所はナショナルバイオリソースプロジェク
ト・アサガオの分担機関であり、中核機関である九州大学

助教
星野 敦

参考文献
1. Morita, Y., Takagi, K., Fukuchi-Mizutani, M., Ishiguro, K., Tanaka,
Y., Nitasaka, E., Nakayama, M., Saito, N., Kagami, T., Hoshino, A.,
and Iida, S. (2014). A chalcone isomerase-like protein enhances
flavonoid production and flower pigmentation. Plant J. 78, 294304.
2. Faraco, M., Spelt, C., Bliek, M., Verweij, W., Hoshino, A.,
Espen, L., Prinsi, B., Jaarsma, R., Tarhan, E., de Boer, A.H., Di
Sansebastiano, G.P., Koes, R., and Quattrocchio, F.M. (2014).
Hyperacidification of vacuoles by the combined action of two
different P-ATPases in the tonoplast determines flower color. Cell
Rep. 6, 32-43.
3. Choi, J.D.*, Hoshino, A.*, Park, K.I., Park, I.S., and Iida, S. (2007).
Spontaneous mutations caused by a Helitron transposon, Hel-It1,
in morning glory, Ipomoea tricolor. Plant J. 49, 924-934. (*: equal
contribution)
4. Park, K.I., Ishikawa, N., Morita, Y., Choi, J.D., Hoshino, A., andIida, S. (2007). A bHLH regulatory gene in the common morning
glory, Ipomoea purpurea, controls anthocyanin biosynthesis inflowers, proanthocyanidin and phytomelanin pigmentation inseeds, and seed trichome formation. Plant J. 49, 641-654.

技術支援員
中村 涼子
竹内 友世
伊藤 多世

49

トランスポゾンとゲノムの再編成 多様性生物学研究室 ( 栂根 )
(a)

(b)

(c)

ゲノム中には多くの転移因子 ( トランスポゾン ) が存在しているが、その多くは転移する事ができない。しかし稀にゲノム(d)による抑制機構をすり抜けて転移できるトランスポゾンも存在する。ゲノムによるトランスポゾンの制御機構や転移によって引き起こされるゲノムの再編成の解析を行っている。さらに内在性トランスポゾンを用いてイネの遺伝子破壊系統を作出して、機能ゲノム学的解析も試みている。
自然栽培条件下で DNA トランスポゾン nDart1 が転移するタギング系統から選抜されたイネの snow white leaf 変異体 ( 左 ) は、アルビノ変異であるが nDart1 の脱離によって生存して結実することもある。( 文献 1)。

ゲノムのダイナミズム
ゲノム中には多くのトランスポゾンが存在している。例えば析に向けて研究を行っている。

ヒトではおよそ 45%、イネでは 35% がトランスポゾン様の配列である。トランポゾンによるゲノムの再編成は、進化

イネの機能ゲノム学の原動力一つとなっていると考えられるが、トランスポゾン

イネの 3 万個ほどの遺伝子機能を解明するために、様々の転移は、ホストのゲノムにとって有害になるので、転移すな変異系統が確立されているが、未だ十分とは言えない。

る能力はジェネティックやエピジェネティクに抑制されておnDart1 は 遺 伝 子 領 域 に 挿 入 し や す い 性 質 で あ り ( 文 献り、通常の成育条件下で転移する事はまれである ( 文献 2)。

5,6)、通常では枯死してしまう変異体も選抜出来る ( 文献

そこで転移できる DNA トランスポゾンに注目して、トラン1)。nDart1 の挿入領域の迅速な同定法を確立し、nDart1/

スポゾンによるゲノムのダイナミズムと遺伝子発現の制御機

aDart1 システムを利用して遺伝子破壊系統の確立を試みて構の解明を明らかにすることを試みている。

図 1. イネ内在性 DNA トランスポゾンの nDart のメチル化状態

イネは詳細なゲノム配列が決定されていることから、詳細にDNA の再編成を明らかにできるモデル生物である。我々はイネにおいて自然栽培条件下で活発に転移することができる
DNA トランスポゾン nDart1 を同定することができた ( 文献7)。nDart1 は非自律性因子であるので、転移するためには
自律性因子 aDart1 が必要であるが、通常はエピジェネテイッ
クに抑制されている。nDart1 が活発に転移する時期を明らかにし ( 文献 5)、さらに、脱メチル化によって aDart1 を持たないイネ系統でも転移を活性化できることも示した ( 文献 2)。
イネゲノム中に存在している転移の制御因子の同定と機能解

助教
栂根 一夫

50

いる。
参考文献
1. Hayashi-Tsugane, M., Takahara, H., Ahmed, N., Himi, E., Takagi,
K., Iida, S., Tsugane, K., and Maekawa, M. (2014). A mutablealbino allele in rice reveals that formation of thylakoid membranes
requires SNOW-WHITE LEAF1 gene. Plant Cell Physiol. 55, 3-15.
2. Eun, C.-H., Takagi, K., Park, K.I., Maekawa, M, Iida, S. andTsugane, K. (2012). Activation and Epigenetic Regulation of DNA
Transposon nDart1 in Rice. Plant Cell Physiol. 53, 857-868.
3. Saze, H., Tsugane, K., Kanno, T. and Nishimura, T. (2012). DNA
methylation in plants: Relationship with small RNAs and histone
modifications, and functions in transposon inactivation. Plant Cell
Physiol. 53, 766-784.
4. Hayashi-Tsugane, M., Maekawa, M., Kobayashi, H., Iida, S. andTsugane, K. (2011). A rice mutant displaying a heterochronicallyelongated internode carries a 100 kb deletion. J. Genet.
Genomics, 38, 123-128.
5. Hayashi-Tsugane, M., Maekawa, M., Qian, Q., Kobayashi, H., Iida,
S. and Tsugane, K. (2011). Examination of transpositional activityof nDart1 at different stages of rice development. Genes Genet
Syst., 86, 215-219.
6. Takagi, K., Maekawa, M., Tsugane, K., and Iida, S. (2010).
Transposition and target preferences of an active nonautonomous
DNA transposon nDart1 and its relatives belonging to the hATsuperfamily in rice. Mol. Genet. Genomics 284, 343-355.
7. Tsugane, K., Maekawa, M., Takagi, K., Takahara, H., Qian,
Q., Eun, C.H., and Iida, S. (2006). An active DNA transposon
nDart causing leaf variegation and mutable dwarfism and its
relatedelements in rice. Plant J. 45, 46-57.

多様性生物学研究室 ( 定塚 )染色体構造と生物機能

細胞の分裂に伴い、複製されたゲノムは正確に娘細胞に分配される。顕微鏡で観ると太い棒状の染色体が現れ、両極に分配されていく様子を観ることが出来る。しかしながらわずか 2nm の細い DNA ファイバーが、光学顕微鏡で容易に観察できる巨大な染色体へどのようにして構築されるのか、その詳細は分かっていない。我々は出芽酵母を真核生物のモデル系として染色体構築機構と、その構造が生物機能のために果たす役割について研究している。
染色体構造とゲノム安定性

RFB 配列は、ゲノムの任意の場所に挿入しても、４種のリ

分裂期染色体を構成する主要なタンパク質としてカエルか

クルータータンパク質があれば、そこにコンデンシンが強く

ら同定されたコンデンシンは、複数のサブユニットからなる

結合することができる。すなわちゲノムの任意の場所にコン

タンパク質複合体で、酵母からヒトに至るまで広く保存さデンシンの結合部位を幾つでも並べ、さらにはリクルーター

れ、染色体形成とその分配に中心的な役割を果たすことが知タンパク質の有無でコンデンシンのそれらへの結合をコントられている。出芽酵母でコンデンシン変異体は、リボソーム

ロールすることが可能だ。この系を利用して、コンデンシン

RNA 遺伝子 (rDNA) リピート領域の娘細胞への分配に異常がクロマチン繊維をいかに折り畳んでいるのか、謎の解明をが観られる。我々は、rDNA リピートの長さがコンデンシン

目指している。

の変異体で顕著に短くなる特徴を見出した。リピート内での組換え頻度が著しく上昇していることから、コピーの欠失が頻繁に起きていると考えられる。Rad52 等の組換え酵素は
通常、rDNA が局在する核小体には進入せず、それ故リピートの安定性が維持されているが、コンデンシン変異体では、染色体凝縮が始まる分裂期に入ると Rad52 が核小体に侵入する様子が観察される。コンデンシンにより適正な染色体構造をとることで、組換え系のアクセスを抑制して、リピートの安定性の維持することにも貢献しているようだ。

コンデンシンのクロマチンへの作用
出芽酵母では、多くのコンデンシンが核小体に集中している様子が顕微鏡で観察できる。我々は、核小体に局在する
rDNA リピートの中にコードされている複製阻害配列 (RFB)にコンデンシンが結合することを見出した。また遺伝学的手法を駆使することで、コンデンシンと RFB が結合するために必要な、
Fob1, Tof2, Csm1, Lrs4 の４種のリクルーター
タンパク質を特定した。これらはいずれも RFB に結合する因子で、しかも階層性をもってコンデンシン複合体と物理的に相互作用することが分かってきた。さらにコンデンシンとの相互作用が欠損した変異体では、コンデンシンの RFB への結合が著しく減少することから、物理的な相互作用によりコンデンシンを RFB にリクルートしていると考えている。

助教
定塚 勝樹

図 1. コンデンシン変異体における核小体への Rad52 局在
分裂期（metaphase）の細胞で核小体構成成分である Nop1 を mCherry,
Rad52 を GFP で観察した。コンデンシン変異体 (ycs4-1) では Rad52 の緑のシグナルが核小体（赤）に侵入して黄色くなっている様子が観える。

参考文献
1. Johzuka, K., Horiuchi, T. (2009). The cis element and factors
required for condensin recruitment to chromosomes. Mol. Cell 34,
26–35.
2. Johzuka, K., Horiuchi, T. (2007). RNA polymerase I transcription
obstructs condensin association with 35S rRNA coding region
and can cause contraction of long repeat in Saccharomyces
cerevisiae. Genes Cells 12, 759–771.
3. Johzuka, K., Terasawa, M., Ogawa, H., Ogawa, T., and Horiuchi,
T. (2006). Condensin loaded onto the replication fork barrier site
in the rRNA gene repeats during S phase in a FOB1-dependent
fashion to prevent contraction of a long repetitive array in
Saccharomyces cerevisiae. Mol. Cell. Biol. 26, 2226–2236.
4. Johzuka, K., Horiuchi, T. (2002). Replication fork block protein,
Fob1, acts as an rDNA region specific recombinator in
S.cerevisiae. Genes Cells. 7, 99–113.

技術支援員
石根 直美

51

植物の高次機能を支えるオルガネラの機能発現と形成機構
多様性生物学研究室 ( 真野 )オルガネラは、細胞の成長や分化、個体の生育環境に応答して、機能を変えたり、分裂して増殖したり、新たに生成したり、逆に消失したりする。こうしたオルガネラの機能変換や動的変動が、環境と一体化して生きている植物の高次機能を支えている。私達は、オルガネラの形成や機能の分子レベルでの理解から、新たな動的植物像の構築を目指している。
シロイヌナズナの種子 ( 左 ) と緑化子葉 ( 右 ) の電子顕微鏡写真

高等植物におけるペルオキシソーム機能発現と形成機構

種子における貯蔵物質の集積機構

ペルオキシソームは、植物や動物、酵母など真核細胞に存

種子は、多量の脂質やタンパク質、糖質を蓄積する。この在するオルガネラで、高等植物では、脂肪酸代謝、光呼吸、ジャ

うち、脂質は小胞体由来のオルガネラであるオイルボディに、スモン酸やオーキシンの生合成、活性酸素種の除去などそのタンパク質は液胞由来のオルガネラであるプロテインボディ

機能は多岐に渡っている。ペルオキシソームの変異体では、に蓄積する。この貯蔵物質の合成と蓄積機構の解明を目指し

種子の発芽不全、植物体の矮性化、配偶子認識異常 ( 文献 2)ている。このほかにも、分子シャペロンである HSP90 のなどを引き起こすことから、ペルオキシソームが、植物の高遺伝子変異に対する緩衝作用について研究を進めている。

次機能を支える重要な役割を担っていることが明らかになりつつある。この植物の高次機能を支えるペルオキシソームの植物オルガネラ画像データベースの構築

機能と形成に関わる分子の同定と、その制御機構の解明に取植 物 オ ル ガ ネ ラ 研 究 の 基 盤 整 備 と し て、「The Plant

り組んでいる ( 図 1、文献 1, 4, 5)。

Organelles Database 3」を、構築している ( 文献 3)。
本データベースには、植物オルガネラの静止画や動画、電子
顕微鏡写真、実験プロトコールが収集されている。さらに、一般の方を対象にしたサイト「植物オルガネラワールド」も公開している。

図 1. 新たなペルオキシソームの機能変換モデル
グリオキシソームから緑葉ペルオキシソームへ機能変換時には、不要となった
グリオキシソーム酵素は、LON2 によってペルオキシソーム内部で分解・除去される。同時に、酸化されて障害を受けた古いペルオキシソームは、オートファ
ジーによって丸ごと分解・除去される。LON2 はシャペロン機能も有しており、その機能によって一部のペルオキシソームはオートファジーによる分解を免れ、緑葉ペルオキシソームへ直接機能変換することができる。

助教
真野 昌二

博士研究員
金井 雅武
渡邉 悦子
神垣 あかね
技術支援員
中井 篤
曳野 和美
山口 千波
加藤 恭子

52

事務支援員
上田 千弦

参考文献
1. Goto-Yamada, S., Mano, S., Nakamori, C., Kondo, M., Yamawaki,R., Kato, A., and Nishimura, M. (2014). Chaperone and proteasefunctions of LON protease 2 modulate the peroxisomal transitionand degradation with autophagy. Plant Cell Physiol. 55, 482-496.
2. Goto-Yamada, S., Mano, S., and Nishimura, M. (2014). The
role of peroxisomes in plant reproductive processes. In Sexual
reproduction in animals and plants. – Edited by Sawada, H.,
Inoue, N., and Iwano, M. Springer Japan, pp.419-429.
3. Mano, S., Nakamura, T., Kondo, M., Miwa, T., Nishikawa, S.,
Mimura, T., Nagatani, A., and Nishimura, M. (2014). The Plant
Organelles Database 3 (PODB3) update 2014: integrating electron
micrographs and new options for plant organelle research. Plant
Cell Physiol. 55, e1.
4. Mano, S., Nakamori, C., Fukao, Y., Araki, M., Matsuda, A., Kondo,M., and Nishimura, M. (2011). A defect of peroxisomal membraneprotein 38 causes enlargement of peroxisomes. Plant Cell Physiol.
52, 2157-2172.
5. Mano, S., Nakamori, C., Nito, K., Kondo, M., and Nishimura,
M. (2006). The Arabidopsis pex12 and pex13 mutants are
defective in both PTS1- and PTS2-dependent protein transport toperoxisomes. Plant J. 47, 604-618.

形態情報の数理解析

多様性生物学研究室 ( 木森 )医用画像における病変領域の強調処理。(a) 胸部X線画像。(b) マンモグラフィ画像。
いずれも、左側が原画像、右側が強調処理画像。病変領域を矢印で示す。コント
ラストの低い病変領域を特異的に強調することにより、診断の際の視認性を向上させる。

Mathematical morphology に基づく新しい画像処理手法の開発

Mathematical Morphology( 以下モルフォロジ ) の体系
は、処理対象画像 f(x,y) と構造要素とよばれる小図形 b(s, t)との集合演算によって成り立っており、それに基づく非線形画像処理フィルタは、科学、工学分野等で広く使用されてきた。濃淡画像におけるモルフォロジの基本演算、Dilation
δB(f) 、Erosion εB(f) は以下のように定義される。

ここで、Df 、Db は、それぞれ、濃淡画像および、構造要素の定義域を示す。さらに、これらを用いた演算、Opening
γB(f) 、Closing φB(f) は、以下のように書ける。

しかし、通常のモルフォロジフィルタを生物・医学画像に適用した場合、構造要素の作用方向の制限により、対象の微細かつ複雑な構造が変形、破壊されるという問題が知られている。本研究では、この問題を解決すべく、より頑健かつ汎用的な新規の演算手法を考案した。これは、画像 f(x,y) を任意の角度に回転させ、そのつど、演算を繰り返すというものである。新規の Opening γB'(f) 、Closing φB'(f) を、以下のように定義した。
，．

ここで、hi は、回転方向 i の処理画像である。これらを用いた様々な画像処理フィルタを考案している。例えば、特徴
抽出フィルタは、以下のように定義できる。

WTH(White Top-hat) は、 凸 状 の 構 造 を 抽 出 し、BTH(Black Top-hat) その双対演算である。現在、本手法を医学・生物学分野における様々な対象に適用し、形態情報の定量解析を行っている。

多種・大量な画像データから有用な情報を抽出するためには、画像が内包する構造特徴を探索し、それに基づき、論理的な手順で処理・解析を実行できるような数理的な方法論の構築が必須である。本研究では、画像を、Primitive 構造 ( 対象の存在定義領域の 2D サ
イズ、凹凸形状等 ) の集合と捉えることにより、集合論の枠組みで、画像情報の取り扱いを可能とする「Mathematical morphology」を用いて、様々な画像処理・解析アルゴリズムを開発している。
医用画像の定量解析例としては、マンモグラフィ画像、胸部 X 線画像、眼底画像を対象として、そこから病変領域のみを特異的に強調、抽出する手法を開発している [1, 4]。本手法は、病変領域の早期発見や病理診断の正確さの向上ために必須なものである。また、生物顕微鏡画像への適用として、メダカの精巣組織画像における精子形成の解析を行った。本手法によって、メダカの精巣組織画像を精査した結果、p53 遺伝子を欠損したメダカの精巣では、精原幹細胞中に、精子に分化するのではなく卵様の細胞（Testis-ova）に分化する細胞が存在することが発見された [3]。

図 1. メダカ精巣組織像の解析 精原細胞および卵様細胞領域の自動抽出
原画像 ( 左 )。抽出結果 ( 右 )。抽出領域の輪郭 ( 黄色で示す ) を原画像に重ね合わせている。

参考文献
1. Kimori, Y. (2013). Morphological image processing for quantitative
shape analysis of biomedical structures: effective contrast
enhancement. J. Synchrotron Rad. 20, 848-853.
2. Kimori, Y., Baba, N., and Katayama, E. (2013). Novel configurationof a myosin II transient intermediate analogue revealed by quickfreeze deep-etch replica electron microscopy. Biochem. J. 450,
23-35.
3. Yasuda, T., Oda, S., Li, Z., Kimori, Y., Kamei, Y., Ishikawa, T.,
Todo, T., and Mitani, H. (2012). Gamma-ray irradiation promotes
premature meiosis of spontaneously differentiating testis-ova inthe testis of p53-deficient medaka (Oryzias latipes) Cell Death Dis,3, e395.
4. Kimori, Y. (2011). Mathematical morphology-based approach to
the enhancement of morphological features in medical images. J.
Clin. Bioinforma. 1:33.

特任助教
木森 義隆

自然科学研究機構
新分野創成センター
イメージングサイエンス研究分野

53

生命現象理解の為の画像解析

多様性生物学研究室 ( 加藤 )生命現象は顕微観察など、画像情報として取得される事が多い。これら画像をもとに、現象を記述しうる特徴量を抽出し定量的な議論を行うための画像処理・解析技法の開発と運用を行っている。これら手法をもとに、器官形成をはじめとする多細胞動態を個々の細胞運動の総和として解釈可能とすることを目指している。

発生過程における細胞集団の運動

生物の器官は、胚発生期において平面状の細胞群が巧みに折れ込む過程を経る事により、立体的かつ複雑な構造として構築される。このような劇的な細胞集団の構造変換は、器官
原基細胞群のそれぞれの領域に特異的な運動が、適切な時点で誘起される一連の制御過程を経た結果によるものであると考えられる。
これら細胞運動を記録した時系列顕微観察画像から、個別の細胞の動態を抽出し解析する事で、器官形成の過程を担う
個々の細胞の挙動へと還元し、理解する事を目的としている。

ならびに抽出が不可欠となる。このため、特徴抽出作業の効率化を果たす為の GUI アプリケーションの開発を行っている（図 1）。

多次元画像解析手法の開発

近年の蛍光イメージング技術の発展に伴い、空間並びに時間軸を併せ持つ所謂 4D 画像を取得する事で、種々の生物現象の時間発展を捉える事が可能となった。このような観察系の高次元化、高精細化に伴い、そのデータは容量及び複雑性を増しつつある。これら高容量の画像データを効率的に取り扱い、且つ定量的な解析を適用可能とするソフトウェアについて開発及び運用を行っている。

図 1. 4D 顕微観察画像スタックの表示・定量ソフトウェア「mq」
目視により形態的な特徴ならびに輝度情報の時系列データを容易に抽出する事ができる。

更に、個別の細胞を識別することが困難であったり、主立った特徴が観察像からは得られない事例においても現象の定量的解析を遂行するため、複数時フレームに渡り微細画像特徴を追跡し続ける Particle Image Velocimetry (PIV) を実装している。この系を細胞集団運動に適用する事で、器官形成過程を軌跡として抽出し解析を行っている（図 2）。

細胞集団運動における個々の細胞動態を数量化し解析する
ためには、多数の細胞について状態を記録する系が必要となる。上皮細胞群のアピカル面を蛍光ラベルした対象の器官形
成過程を共焦点レーザ顕微鏡により 4D 観察像として捉えたデータセットから、各々の細胞のアピカル面の輪郭とその配置を抽出し、記録するするアルゴリズムの開発と実装を行っている（上図）。また、これら細胞輪郭の系時変化を解析することで、平面上皮が機能的な立体的器官へと変容する
原動力についての理解を試みている。

図 2. 組織変形の時間・空間的パターンの変遷
平面上皮の細胞集団様式の時系列変化を可視化している。

また、時系列において不定形かつ出没や交差、分裂、融合等を繰り広げることの多い生物現象から生物学的に意味のある特徴を抽出するためには、観察者の目視による特徴の同定

参考文献
1. Kato, K., and Hayashi, S. (2008). Practical guide of live imaging
for developmental biologists. Dev Growth Differ. 50(6_:381-390.

特任助教
加藤 輝

自然科学研究機構
新分野創成センター
イメージングサイエンス研究分野

54岡崎統合バイオサイエンスセンター オリオンプロジェクト 核内ゲノム動態

私たちの生命は、たった１つの受精卵からスタートします。

れます。しかし、クロマチンの動きを生み出すメカニズムや、受精卵が細胞分裂を繰り返す過程で、個々の細胞の運命が決動きの役割は全く明らかになっていません。

定され、最終的には生体内の様々な組織を形成します。私たちは、その細胞の運命決定のメカニズムを解き明かそうとしています。特に、運命決定が行われる過程で「クロマチン高次構造」がどのように変化し、クロマチンが「動く」ことがどのような役割を担っているのかを、マウスの初期胚や ES細胞などをモデルとして研究をおこなっています。

クロマチン高次構造ってナニ？

細胞の運命ってどうやって決まるの？？？
たった１つの受精卵が細胞分裂を繰り返すことによって、私たちの体が出来上がります。その過程で、個々の細胞の運命が決定されることで、異なる性質の組織が形成されます。
細胞の運命決定のメカニズムは謎に包まれています。私たちは、クロマチン高次構造とその変化に着目することで、その謎を解き明かそうとしています。

ゲノム DNA はヒストンというタンパク質に巻き付くこと

研究モデルとしてのマウス初期胚でクロマチンとして折り畳まれ、直径数 µm の核内にコン

受精直後のマウス胚では、細胞分裂に伴って個々の細胞のパクトに収納されています。そのクロマチン繊維は核内でラ運命が決定されます。私たちはクロマチンの動きを生きたマ

ンダムに存在するのではなく、階層的に組織化された構造を

ウス胚を用いてとっています（図 1）。その立体的なクロマチン高次構造は、イメージングし、転写や複製などの様々な核内現象に深く関与していることがその変化と細胞

知られています。クロマチンの構造はその表現形に大きく関与しており、生体内に存在する様々な細胞種はそれぞれ特異的なクロマチン高次構造を有しています。

図 1. 階層的なクロマチン高次構造
核内のクロマチンは組織化された構造をとる。

クロマチンが動くって、どういうこと？？
核の中でクロマチン繊維はじっとしていません。核内で転写や複製反応が起こる度に、クロマチンはダイナミックに動きます。また、細胞の性質が変化するのに伴って、クロマチ
ンは動き、そして細胞特異的な核内クロマチン構造が構築さ

特任准教授
宮成 悠介

図 2. クロマチンのライブイメージング
核内でクロマチン ( 緑 ) が動くことで、細胞特異的なクロマチン高次構造が構築される。

の運命決定との関係を研究しています。

参考文献
1. Miyanari, Y. (2014). Live imaging of nuclear dynamics by TALEmediated Genome Visualization, Methods in Molecular Biology, inpress.
2. Miyanari, Y. Birling, C.Z., and Torres-Padilla, M.E. (2013). Livevisualization of chromatin dynamics using fluorescent TALEs,
Nature Structural & Molecular Biology 20, 1321-4.
3. Li, Y., Miyanari, Y., Shirane, K., Nitta, H., Kubota, T., Ohashi,
H., Okamoto, A., and Sasaki, H. (2013). Sequence-specificmicroscopic visualization of DNA methylation status at satellite
repeats in individual cell nuclei and chromosomes, Nucleic Acids
Res. Oct;41(19):e186.
4. Miyanari, Y., and Torres-Padilla, M.E. (2012). Control of groundstate pluripotency by allelic regulation of Nanog. Nature 483, 470-3.
5. Miyanari, Y., Atsuzawa, K., Usuda, N., Watashi, K., Hishiki,T., Zayas, M., Bartenschlager, R., Wakita, T., Hijikata, M., andShimotohno, K. (2007). The Lipid droplet is an organelle importantfor Hepatitis C virus production. Nature Cell Biology 9, 1089-1097.
6. HP; https://sites.google.com/site/miyanarilab/

総研大大学院生
杉山 和也
技術支援員
三寳 千秋
事務支援員
蜂須賀 みどり55

発生・生殖・性分化とホルモン関連物質
生体を取りまく環境要因の発生・生殖・性分化への影響を個体レベルから分子レベ
ルまで、統合的な視野で様々な生物を用いて基礎研究を行っている。動物の発生中にはホルモンやホルモン類似物質に特に感受性の高い臨界期があり、この時期にホルモンやホルモン類似物質 ( 内分泌かく乱物質 ) の影響を受けると、性分化や生殖への影響があらわれる。例えば、ミジンコやワニではホルモン・ホルモン類似物質
や温度が性分化の方向を変え、マウスでは不妊や生殖器官の恒久的な変化が起こる。
このようなミジンコやワニの性分化の分子機構、マウス生殖器官の恒久的な変化の分子機構を理解するとともに、ホルモン受容体の分子進化も研究のねらいとしている。

Members

教授
井口 泰泉
助教
荻野 由紀子宮川 信一
技術課技術職員
水谷 健
NIBB リサーチフェロー
宮川 一志
日本学術振興会特別研究員
蛭田 千鶴江総合研究大学院大学
大学院生
豊田 賢治
角谷 絵里
谷津 遼平
特別共同利用研究員
遠山 早紀( 静岡県立大学 )
技術支援員
林 友子
稲葉 香代
事務支援員
今泉 妙依子

環境指標生物オオミジンコの生活環

56

分子環境生物学研究部門

http://www.nibb.ac.jp/bioenv1/

人間も含めて、生物が地球上で生存するうえで、水、酸素、動物の性と温度・化学物質

光や温度など、環境から大きな恵みを受けている。人間は多ヒト、マウス、メダカ、アフリカツメガエル、ニワトリなくの地下資源を掘り出し、人工物質を合成し、農薬も大量にどを除いて、雄雌を決める仕組みがわかっていない動物がほ使用して生活を豊かにしているが、反面多くの物質による環

とんどである。ワニは 33 度で孵卵すると雄に、30 度では境汚染を引き起こし、生物もこの影響を受けている。環境に雌になる、温度依存性の性分化機構を持つ。しかし、卵を女出ている物質の中には、人間や動物のホルモン受容体に結合性ホルモンで処理すると、雄になる温度でも雌に分化する。

してホルモン作用や、体内のホルモンの作用を邪魔する物質

また、ミジンコは単為生殖 ( 雌が雌を産む ) で増殖するが、が多く見出され、環境ホルモン ( 内分泌かく乱物質 ) とも呼外からの幼若ホルモンによばれている。最近では、女性ホルモン受容体に結合しそうなり雄を生むこと、幼若ホルモ

物質は 2000 種類くらいあるといわれている。

ン受容体を見いだした。ワニ女性ホルモンや化学物質が、生物の発生のどの時期に、どの温度依存性の性分化やミのくらい作用すると、どのような遺伝子が関係して悪影響がジンコの環境依存性性分化おこるのかを明らかにする必要がある。動物はそれぞれ特有にかかわる遺伝子の解明にな発生方式や生活様式を持っているので、マウス、ミシシッも取り組んでいる。

ピーワニ、オオサンショウウオ、アフリカツメガエル、メダ

図 2. 温度依存性の性決定機構を持つ
生物

カ、ミジンコなど、を用いて広く研究している。このようなホルモン受容体の分子進化研究を通して、地球環境の保全や生物多様性の保存に貢献しメダカやマウスのみならず、巻貝、ナメクジウオ、ヤツメたいと考えている。

ウナギ、ハイギョなど進化上重要な動物を使って、各種動物のステロイドホルモン受容体の構造とその機能を調べること

生殖器官への不可逆的なホルモン影響

により、ホルモン受容体の分子進化をもとにして、生物進化・マウスでは、胎仔期から生まれて数日間の臨界期と呼ばれ環境適応・恒常性・生殖・発生におけるステロイドホルモンる時期の、外からの女性ホルモンやホルモン関連物質の影響

シグナリングの重要性を明らかにしようとしている。

で、不妊や生殖器官の腫瘍化がおこる。新生仔期の女性ホルモン投与により、膣上皮細胞の細胞増殖因子の高発現・その受容体の活性化・細胞内タンパク質のリン酸化カスケード・
エストロゲン受容体 (ER) のリン酸化および活性化、というポジテイブフィードバックループ ( 図 1) ができることを明か に し、ER を介した遺伝子発現、細胞増殖機構、エピジェ
ネティクス変異含め、不可逆的細胞増殖の分子的メカニズムを追求し図 1. リン酸化シグナルによるエストロゲン受容体の活性化機構
成長因子が膜上に局在する成長因子受容体に作用すると細胞内でタンパク質リン酸化のカスケードが働き、最終的にエストロゲン受容体の 122 番目及び 171 番目のセリン残基をリン酸化する。するとエストロゲン受容体はリガンド非依存的な転写活性を持つようになる。

教授
井口 泰泉

助教
荻野 由紀子ている。

参考文献
1. Hiruta, C., Toyota, K., Miyakawa, H., Ogino, Y., Miyagawa, S.,
Tatarazako, N., Shaw, J.R., and Iguchi, T. (2013). Developmentof a microinjection system for RNA interference in the water flea
Daphnia pulex. BMC Biotechnol., 13, 96.
2. Miyagawa, S., Lange, A., Hirakawa, I., Tohyama, S., Ogino,Y., Mizutani, T., Kagami, Y., Kusano, T., Ihara, M., Tanaka, H.,
Tatarazako, N., Ohta, Y., Katsu, Y., Tyler CR., and Iguchi, T. (2014).
Differing species responsiveness of estrogenic contaminants infish is conferred by the ligand binding domain of the estrogen
receptor. Environ Sci Technol., 48(9), 5254-63.
3. Miyagawa, S., Sato, M., Sudo, T., Yamada, G., and Iguchi, T.
(2014). Unique roles of estrogen-dependent Pten control inepithelial cell homeostasis of mouse vagina. Oncogene, in press.
4. Ogino, Y., Hirakawa, I., Inohaya, K., Sumiya, E., Miyagawa, S.,
Tatarazako, N., Denslow, N., Yamada, G., and Iguchi, T. (2014).
Bmp7 and Lef1 are the downstream effectors of androgensignaling in androgen-induced sex characteristics development inmedaka. Endocrinology, 155, 449-462.
5. Toyota, K., Kato, Y., Miyakawa, H., Yatsu, R., Mizutani, T., Ogino,Y., Miyagawa, S., Watanabe, H., Nishide, H., Uchiyama, I.,
Tatarazako, N., and Iguchi, T. (2014). Molecular impact of juvenile
hormone agonists on neonatal Daphnia magna. J. Appl. Toxicol.,in press.

助教
宮川 信一

57

変動する光に応じて瞬時に最適化される光合成装置
植物は、環境の変化に自らを順化適応させることで生き残りをはかる。太陽光を集め、利用可能なエネルギーへの変換を行う光合成においても、さまざまなレベルの
光環境適応が行われている。本部門では、単細胞緑藻クラミドモナスを中心としたモデル藻類を用いて、生化学、分子遺伝学、分光学的手法、ライブイメージングなどを駆使し、光合成装置がいかに効率よく光を集めるのか、そのしくみの研究を行っている。また、得られた基礎的知見をもとに、サンゴやイソギンチャクと共生する
褐虫藻、北太平洋の珪藻など、環境において重要な光合成生物が生態系の中でいかに光合成を行っているのか、その理解も目指している。

Members

教授
皆川 純
准教授
高橋 俊一
助教
得津 隆太郎
博士研究員
鎌田 このみ大西 紀和
丸山 真一朗山崎 広顕
特別訪問研究員
相原 悠介
総研大大学院生
Yousef Yari Kamrani
加藤 弘樹
小菅 晃太郎特別共同利用研究員
岸本 真理子（名古屋大学）技術支援員
米沢 晴美
門脇 たまか
星 理絵
事務支援員
小島 洋子

新しいステート遷移モデルによるステート２状態のチラコイド膜（上）全ての植物は光化学系 1/ 光化学系 2(PSI/PSII) と呼ばれる 2 つの光化学系を用いて、光エネルギーを電子の流れへと変換する。ステート遷移のしくみにより、光環境が変化しても２つの光化学系はバランスよく光を吸収する。
産卵するコユビミドリイシ（下左）サンゴは褐虫藻を細胞内に共生させ、その光合成産物を利用する。この共生が破綻した状態が環境問題として知られる“白化”である。年に一度、夏の満月の夜にみられる一斉産卵の機会に卵と精子を採集し受精させるとプラヌラ幼生を得ることができる。サンゴはこのプラヌラ幼生から発生した初期ポリプ時のみ褐虫藻を取り込む。
褐虫藻との共生体として注目されるセイタカイソギンチャク（下右）育てやすく、褐虫藻の出し入れが可能なセイタカイソギンチャクは、動物 - 植物共生系のモデルとして注目されている。
触手の内部には、共生している褐虫藻細胞を“つぶ“状に見ることができる。

58

環境光生物学研究部門

http://www.nibb.ac.jp/photo/

光合成装置の環境適応

うなメリットをもたらしているのかを明らかにしたいと考え

植物はどのような環境においても、その環境下で最も有利ている。

な光合成ができるよう光合成装置を最適化する。光合成に必要な光を集める“光のアンテナ”LHC も、環境変化にあわ図 3. レースウェイ・ポンド
澄んだ青空の強い陽射しの下、いかにすれば光合成を効率よく行い生産性を上げることができるのか、藻類培養企業等と協力し、研究を行っている。

せ調節されることが知られている。本研究部門では、LHC
が自然環境の下で刻一刻と変化し続ける適応現象に注目し、その分子レベルでの理解を目指している。単細胞緑藻である
クラミドモナス (Chlamydomonas reinhardtii ) をモデルに、光が 2 つの光化学系に何をもたらすのかを解明すべく、先進的な生化学解析を行っている。また、蛍光寿命顕微鏡を用いたステート遷移の可視化 ( 文献 6) をきっかけに、生細胞

褐虫藻（サンゴ / イソギンチャク）の光合成を用いた中性子小角散乱解析等が進んだことでステート遷移

モデル生物クラミドモナスの光合成研究で蓄積された知見とチラコイド膜高次構造変化や超複合体のマクロ構造変化がや技術を応用し、環境において重要な植物プランクトンが、明らかとなり、従来の考え方を一新した包括モデルを提案

それぞれのニッチにいかに適応しているのかを明らかにしたしている（文献 1）。一方、ステート遷移時の葉緑体チラコ

い。特に、サンゴやイソギンチャクと細胞内共生をする褐虫

イド膜から、PSI 超複合体 / シトクロム bf 複合体 / フェレ藻の研究に力を入れている。沖縄で採取したサンゴ内の褐虫

図 1. サイクリック電子伝達を担う超・超複合体
PSII から移動してきた集光アンテナを結合した PSI は、
シトクロム bf 複合体、フェレドキシン -NADPH 酸化還元酵素 (FNR) と共に超・超複合体を形成する。この超・超複合体上で、矢印で示すような“サイクリック電子伝達”が行われる。

ドキシン -NADPH 酸化還元酵素 (FNR) などで構成される
超・超複合体 (CEF supercomplex) を発見し、この超・超複合体がサイクリック電子伝達を行うことを突き止めた ( 図１; 文献 5)。さらに、近年大きな課題となっている植物のもう一つの光環境適応機構、“過剰エネルギー消去”(NPQ) の研究においては、LHCSR タンパク質が光化学系 II 超複合体に結合しエネルギー散逸状態へ誘導することを明らかにした( 図 2；文献 2,3)。もっとも新しい課題としては、これらの環境適応機構が屋外環境でどのように働いているかにも注目している（図 3）。上記環境適応機構が光合成生物にどのよ
図２. 強光適応時のチラコイド膜に発見された PSII-LHCII-LHCSR3 超複合体
光化学系２は強すぎる光に対して特に脆弱だが、LHCSR3 と呼ばれるタンパク質（赤）を結合し、これがプロトン化された時、過剰なエネルギーを安全に消去することができるようになり、強光にも耐えることがで
きる。

教授
皆川 純

准教授
高橋 俊一

藻、単独培養した褐虫藻、モデル種であるセイタカイソギン
チャク（Aiptasia）に共生させた褐虫藻などの光合成を詳
しく調べ、熱帯海域の生態系がいかに支えられているのかその理解を目指している（左頁）。
参考文献
1. Nagy, G., Ünnep, R., Zsiros, O., Tokutsu, R., Takizawa, K.,
Porcar, L., Moyet, L., Petroutsos, D., Garab, G., Finazzi, G.,
and Minagawa, J. (2014). Chloroplast remodeling during statetransitions in Chlamydomonas reinhardtii as revealed by noninvasive techniques in vivo. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 111,5042-5047.
2. Tokutsu, R. and Minagawa, J. (2013). Energy-dissipative
supercomplex of photosystem II associated with LHCSR3 in
Chlamydomonas reinhardtii. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 110,
10016-10021.
3. Allorent, G., Tokutsu, R., and Minagawa, J. et al. (2013). A dual
strategy to cope with high light in Chlamydomonas reinhardtii.
Plant Cell 25, 545-557.
4. Tokutsu, R., Kato, N., Bui, K. H., Ishikawa, T., and Minagawa, J.
(2012). Revisiting the supramolecular organization of photosystem
II in Chlamydomonas reinhardtii. J. Biol. Chem. 287, 31574-31581.
5. Iwai, M., Takizawa, K., Tokutsu, R., Okamuro, A., Takahashi, Y.,
and Minagawa, J. (2010). Isolation of the elusive supercomplex
driving cyclic electron transfer in photosynthesis. Nature 464,
1210-1213.
6. Iwai, M., Yokono, M., Inada, N., and Minagawa, J. (2010). Livecell imaging of photosystem II antenna dissociation during statetransitions. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 2337-2342.
7. Takahashi, H., Iwai, M., Takahashi, Y., and Minagawa, J.
(2006). Identification of the mobile light-harvesting complex II
polypeptides for state transitions in Chlamydomonas reinhardtii.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 477-482.

助教
得津 隆太郎59

動物が環境の季節変化を感知して巧みに適応する仕組みを解明する
春夏秋冬の季節の移ろいにともない、日の長さ（日長）や気温、降水量など、生物をとりまく環境は刻々と変化する。動物はこの環境の変化を感知して、繁殖、渡り、休眠、換毛など、様々な生理機能や行動を変化させているが、動物が季節の変化を読み取る仕組みはまだ解明されていない。メダカは、日長や水温の変化を敏感に感知し、春から夏にかけて繁殖する。また、ゲノムが解読されているだけでなく、生息する地域によって季節の変化に対する応答性が異なることが知られている。本部
門では、日本の様々な地域で採集された野生メダカや遺伝子改変メダカを駆使して、動物が日長や温度の変化を感知して環境の季節変化に適応する仕組みの全容の解明を目指している。
Members

客員教授
吉村 崇
特任助教
四宮 愛
新村 毅
特別共同利用研究員
千賀 琢未（名古屋大学）足立 大輔（名古屋大学）下 貴行（名古屋大学）特別実習生
中務 真愛（名古屋大学）
技術支援員
馬場 奈弓
事務支援員
大久保 雅代メダカ（右上）は日照時間と温度の変化に敏感に反応し、春から夏にかけて繁殖活動を行う（右下）。高緯
度地方に生息するメダカは低緯度地方に生息するメダカに比べて洗練された季節応答を示すことが知られている。本部門では日本各地で採集された野生メダカの解析を通じて動物が日照時間や温度の変化を感知して環境の季節変動に適応する仕組みの解明に取り組んでいる。左上は青森県つがる市で野生メダカを採集している様子。左下は愛知県豊橋市の水路を泳ぐ野生メダカ。

60

季節生物学研究部門
脊椎動物の季節適応機構

された光周反応を示すことが知られている。また、生き物が動物の行動の季節変化については紀元前 300 年代のアリ

環境温度の変化を感知して季節に適応する「温周性」の謎も、ストテレスの著書「動物誌」にも記述されているが、2300

いかなる生物においても解明されていない。メダカはこの温年以上経った今日も、生き物がいかに季節を感知して、四周性を解明するモデルとしても優れている。本部門では、メ

季の環境の変化に適応しているかは明らかにされていない。

ダカをモデル動物として、臨界日長と温周性の謎の解明を目

我々はこの謎の解明に挑戦している。

指している。

動物が季節を感知する仕組みを解明するには、四季の変化に明瞭に応答する生き物に学ぶのが近道である。鳥類は空を飛ぶため、可能な限り身体を軽くしており、生殖器も必要な時期だけ発達させる。特に雄では日照時間（日長）が長くな
ると精巣重量がたった 2 週間で 100 倍以上も大きくなる。
このように生物が日長の変化に反応する現象は「光周性」と呼ばれている。鳥類、とりわけウズラは急速かつ劇的な光周反応を示すため、光周性の解明に最適なモデル生物として研究に用いられてきた。そこで我々はウズラを材料として、脳の視床下部において春に発現誘導を受ける遺伝子群を探索し、光周性を制御する鍵遺伝子 DIO2 を単離した ( 文献 5)( 図

図 1. ウズラの研究で明らかになった鳥類の光周性の制御機構
脳内光受容器のオプシン 5 で受容された長日の情報は下垂体隆起部に伝えられると光周性を制御する
マスターコントロール因子の甲状腺刺激ホルモン (TSH) の分泌を促す。TSH は視床下部に作用すると光周性の鍵遺伝子 DIO2 の発現を促す。DIO2 は視床下部内で局所的に甲状腺ホルモンを活性化し、生殖腺の発達を促す。

１)。また、ゲノムワイドな遺伝子発現解析により、DIO2 遺伝子を制御する光周性のマスターコントロール因子として下垂体隆起部の甲状腺刺激ホルモン (TSH) を同定した（文献3）。哺乳類においては眼が唯一の光受容器官であるが、哺乳類以外の脊椎動物は脳内にも光受容器を持つことが知られている。我々はゲノム情報を駆使して、ウズラの脳内で日長の変化を感知する新規な光受容分子、オプシン 5 を発見した（文献 2）。これらの研究により、鳥類の光周性を制御す
る情報伝達経路を明らかにすることができた（図１）。
我々はさらに遺伝子改変マウスを用いて、ウズラで明らかにした仕組みが、ヒトを含む哺乳類においても保存されていることも明らかにしている（文献４）。さらに最近、サケ科のヤマメにおいても解析を進めており、魚類特有の器官で、機能が知られていなかった「血管嚢」が、季節を感知するセンサーとして働いていることも明らかにした（文献 1）。

動物が日の長さを測る仕組みの解明に向けて
我々のこれまでの研究によって、脊椎動物が季節の変化を感知する情報伝達経路が明らかになってきた。しかし、ウズラがどのようにして 12 時間の明期を長日と認識し、11 時
間 30 分の明期を短日と認識するのかという、「臨界日長」の謎、すなわち、光周性の本質は明らかになっていない。メダカは日本各地に生息しているが、東北地方など、高緯度地
方のメダカは沖縄などの低緯度地方のメダカに比べて、洗練

客員教授
吉村 崇

特任助教
四宮 愛

参考文献
1. Nakane, Y., Ikegami, K., Iigo, M., Ono, H., Takeda, K., Takahashi,D., Uesaka, M., Kimijima, M., Hashimoto, R., Arai, N., Suga, T.,
Kosuge, K., Abe, T., Maeda, R., Senga, T., Amiya, N., Azuma, T.,
Amano, M., Abe, H., Yamamoto, N., and Yoshimura, T. (2013).
The saccus vasculosus of fish is a sensor of seasonal changes in
day length. Nature Communications 4, 2108.
2. Nakane, Y., Ikegami, K., Ono, H., Yamamoto, N., Yoshida, S.,
Hirunagi, K., Ebihara, S., Kubo, Y., and Yoshimura, T. (2010).
A mammalian neural tissue opsin (Opsin 5) is a deep brain
photoreceptor in birds. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 1526415268.
3. Nakao, N., Ono, H., Yamamura, T., Anraku, T., Takagi, T., Higashi,K., Yasuo, S., Katou, Y., Kageyama, S., Uno, Y., Kasukawa, T.,
Iigo, M., Sharp, P.J., Iwasawa, A., Suzuki, Y., Sugano, S., Niimi,
T., Mizutani, M., Namikawa, T., Ebihara, S., Ueda, H.R., andYoshimura, T. (2008). Thyrotrophin in the pars tuberalis triggers
photoperiodic response. Nature 452, 317-322.
4. Ono, H., Hoshino, Y., Yasuo, S., Watanabe, M., Nakane, Y., Murai,
A., Ebihara, S., Korf, H.W., and Yoshimura, T. (2008). Involvementof thyrotropin in photoperiodic signal transduction in mice. Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 105, 18238-18242.
5. Yoshimura, T., Yasuo, S., Watanabe, M., Iigo, M., Yamamura,T., Hirunagi, K., and Ebihara, S. (2003). Light-induced hormone
conversion of T4 to T3 regulates photoperiodic response of
gonads in birds. Nature 426, 178-181.

特任助教
新村 毅

61

ゲノム比較から多様性理解へ

ゲノム情報研究室

多様な生物種についてのゲノム解読が進み、それらの比較解析から生物の多様性とそれを生み出す進化プ
ロセスを理解することが可能になりつつある。当研究室では、特に多様なゲノムが蓄積している微生物のゲノムに着目して、比較ゲノム情報学の立場から、なるべく普遍的な視点でこの問題に取り組もうとしている。すなわち、多数のゲノムを比較して、その間にみられるパターンの共通性と多様性を解析すること
によって、遺伝子の集合体としてのゲノムの成り立ちを理解し、それによってゲノムの進化過程を推定したり、機能未知遺伝子の機能を推定したりすることを目指す。この目的のため、独自の微生物比較ゲノム
データベースを構築し、これに基づいて比較ゲノム解析の新しいアプローチの開拓を目指した研究を行っている。

微生物ゲノム比較解析システム

近縁ゲノムの比較解析

直接目に見えない微生物を研究する上で、ゲノム情報はこ

原核生物の進化においては、祖先から子孫へという垂直的とさらに大きな価値を持つため、すでに多様な微生物のゲノな遺伝情報の流れに加えて、種を超えた水平的な遺伝情報のム配列が決定され、その数はなお急速な拡大を続けている。

移動が本質的に重要な役割を果たしていることが知られておこうした大量のデータに基づく比較ゲノム研究を推進するたり、病原性の理解などの応用面からも注目されている。しかめ、微生物ゲノム比較解析システム MBGD の構築を行ってし、こうした複雑な微生物のゲノム進化過程を包括して理解いる。特に、比較解析を行う際に必要となるゲノム間の遺伝するための戦略はまだ確立していない。ゲノム進化過程の詳子対応付け ( オーソログ分類 ) について、効率的なアルゴリ

細な解析は、類縁度の高いゲノムを比較することによって可ズムの開発を行っている。また、オーソログ分類の結果とし能になるので、MBGD のデータを活用しつつ、近縁ゲノムて得られる系統パターン ( ある遺伝子が各ゲノム中に存在す

比較解析の戦略確立に向けた研究を行っている。特に、ゲノるかしないかというパターン ) や融合タンパク質の存在など

ムの垂直的な進化プロセスをまず明確にすることを目指し

から遺伝子の機能推定を行える可能性が指摘されており、大て、近縁ゲノム間で遺伝子の並び順が保存された「コア構造」

量のデータを活用することにより、その可能性を高めることに着目した研究を進めている。

も目指している。このような解析を効率よく行うため、オーソログ解析に基づいて比較ゲノム解析を行う汎用ワークベン
チ RECOG の開発を行っている。

図 1. 比較ゲノム解析システム RECOG で表示したオーソログ対応テーブル

助教
内山 郁夫

62

研究員
千葉 啓和

参考文献
1. Uchiyama, I., Mihara, M., Nishide, H., Chiba, H. (2013). MBGD
update 2013: the microbial genome database for exploring thediversity of microbial world. Nucleic Acids Res., 41, D631-D635.
2. Uchiyama, I. (2008). Multiple genome alignment for identifying
the core structure among moderately related microbial genomes.
BMC Genomics 9, 515
3. Uchiyama, I., Higuchi, T., and Kobayashi, I. (2006). CGAT: acomparative genome analysis tool for visualizing alignments in theanalysis of complex evolutionary changes between closely related
genomes. BMC Bioinformatics 7, 472.
4. Uchiyama, I. (2006). Hierarchical clustering algorithm forcomprehensive orthologous-domain classification in multiple
genomes. Nucleic Acids Res. 34, 647-658.
5. Uchiyama, I. (2003). MBGD: Microbial genome database forcomparative analysis. Nucleic Acids Res. 31, 58-62.

胚の体軸決定と顕微鏡技術

時空間制御研究室
我々の体のどちらが右でどちらが左か決めるのは、発生の一時期、胚表面に生える繊毛が作り出す水流である。時空間制御研究室では主にマウス胚を使いこのユ
ニークな現象を調べている。また光シート顕微鏡と呼ばれる新しい顕微鏡技術の開発と生物学への応用にも取り組んでいる。

7.5 日マウス胚を腹側から見た走査顕微鏡写真。
中央にあるくぼみがノードで、その中の各細胞はそれぞれ 1 本の繊毛を有する。

発生における左右初期決定

我々の体は、心臓が左、肝臓が右というように高度に左右非対称なつくりをしている。発生においてこの左右を最初に決めるのは、胚表面に一時的に現れる、ノードと呼ばれる部
位の繊毛の働きである。ノード繊毛は回転運動を行い、周囲に胚体の左に向かう水流 ( ノード流 ) を作る。この水流の向きが左右を決める遺伝子の非対称な発現のトリガーとなることがわかっている。一方、ノード流によって運ばれる情報の正体が何かという問題は、いまだ決着を見ていない。これは発生学における基本的な問題であるばかりでなく、細胞外の水流が組織の極性を決定するという、風変わりながら近年いくつか発見され注目を集めているシステムである。私達は全胚培養、Ca2+ イメージング、水流の人工的改変などの手法を用いてこの謎の解明に挑んでいる。

の特徴を活かし、原腸陥入期のマウス胚の深部・長時間ライ
ブイメージング系を実現している。ひとつの胚の連続観察か
らは、たくさんの胚のスナップショットを見ただけでは決して分からない情報が得られる。私達はこの系を活用して組織構築のしくみに迫っていきたいと考えている。同時に私達は、自由運動するアメーバを 0.5 秒間隔で立体撮影できる超高速 DSLM、２光子と組み合わせた DSLM の開発など、顕微鏡そのものを改良していく試みも行っている。

図 2. 生きた試料の DSLM 撮影例
左核に GFP 発現する原腸陥入期（6.5 日）マウス胚の光学断面像。
右 ３次元再構築したアメーバ運動の連続写真。

図 1. 人工的に胚の左右を逆転させる実験
チャンバー内の「たこつぼ」に胚を固定し、一定方向の水流に曝す。ノード内の水流が右向きになるような条件下では、左側特異的な遺伝子 nodal が右側に発現し、心臓などの形態も左右逆転する。

光シート顕微鏡の技術開発と応用

私達は欧州分子生物学研究所 (EMBL) で開発された光シー
ト型顕微鏡 DSLM を基生研に導入、運用している。光シー
ト型顕微鏡とは、試料の横から薄いシート状に整形した励起光を照射する蛍光顕微鏡の方法論である。この方式には、深部到達性・高速・低褪色・低光毒性といった特徴がある。いずれも組織や胚を丸ごと生きたまま見るためには大きな利点である。私達はこの顕微鏡を DSLM 共同利用実験として所内外の研究者の研究に供するとともに、他には無い DSLM

准教授
野中 茂紀

参考文献
1. Ichikawa, T., Nakazato, K., Keller, P. J., Kajiura-Kobayashi, H.,
Stelzer, E. H., Mochizuki, A., and Nonaka, S. (2013). Live imaging
of whole mouse embryos during gastrulation: migration analysesof epiblast and mesodermal cells. PLoS One. 8, e64506.
2. Takao, D., Nemoto, T., Abe, T., Kiyonari, H., Kajiura-Kobayashi,
H., Shiratori, H., and Nonaka, S. (2013). Asymmetric distribution of
dynamic calcium signals in the node of mouse embryo during leftright axis formation. Dev. Biol. 376, 23-30.
3. Takao, D., Taniguchi, A., Takeda, T., Sonobe, S., and Nonaka, S.
(2012). High-speed imaging of amoeboid movements using lightsheet microscopy. PLoS One. 7, e50846.
4. 野中茂紀 (2012). 光シート顕微鏡：生体観察のための新しい顕微鏡法 . 日本顕微鏡学会和文誌「顕微鏡」47, 163-166.
5. 野中茂紀 (2009). 繊毛と脊椎動物の左右性 . 細胞工学 28, 1011–
1015.
6. Nonaka, S., Shiratori, H., Saijoh, Y., and Hamada, H. (2002).
Determination of left-right patterning of the mouse embryo by
artificial nodal flow. Nature 418, 96-99.

NIBB リサーチフェロー
谷口 篤史
特別協力研究員
丸山 篤史
技術支援員
石橋 知子

63

生物機能解析センター
生物機能解析センターは、生物機能を支える遺伝子やタンパク質の網羅的解析、光を用いた生物機能の解析、遺伝
子やタンパク質の配列情報の保存や利用に関するサポートを行う施設として 2010 年度に設置された組織である。
「生物機能情報分析室」「光学解析室」「情報管理解析室」の 3 つの室からなり、共同利用研究を強力にサポートする体制を整えている。また、このような機器を利用した研究とともに、それぞれの室に所属する教員は独自の研究を展開している。

生物機能情報分析室

http://www.nibb.ac.jp/~analyins/

生物機能情報分析室は、遺伝子・タンパク質解析の共同研究拠点として、基礎生物学研究所および生理学研究所の分析機器の管理・運用を行っている。超遠心機のような汎用機器から次世代 DNA シーケンサーのような先端機器に至るまで、40 種
類 70 台にのぼる機器を備え、その多くは所外の研究者にも開放している。特に、機能ゲノミクスに力を入れており、次世代DNA シーケンサーと質量分析装置を利用した共同利用研究を行っている。

1. ゲノミクス
超高速並列 DNA シーケンサーによる次世代 DNA シーケン
シング技術の登場は、現代の生物学に革命的な変化をもたらし

特任准教授
重信 秀治

技術課技術職員
森 友子
牧野 由美子
山口 勝司
尾納 隆大
技術支援員
浅尾 久世
松本 美和子秋田 朝日
事務支援員
市川 真理子つつある。生物機能情報分析室では、SOLiD システム（ライフテクノロジーズ社）、HiSeq および MiSeq システム（イルミナ社）を運用し、ライブラリ調製やデータ解析のための設備も整備されている。共同利用研究の一環として「次世代 DNA
シーケンサー共同利用実験」を毎年公募し、これらを用いた次世代ゲノム研究を所内外の研究者とともに推進している。また、
ゲノムインフォマティクス・トレーニングコースを年 2 回開催し、実験生物学者のバイオインフォマティクスのリテラシー
向上にも貢献している。

2. プロテオミクス・メタボロミクス
生物機能情報分析室では以下の 4 台の質量分析装置と 2 台のプロテインシーケンサーを保有し、プロテオーム解析のみならずメタボローム解析にも活用されている。
- 高 分 解 能 質 量 分 析 装 置 (Thermo Fisher ScientificOrbitrap Elite).
- LC-Q-TOF MS (AB SCIEX TripleTOF5600, Waters
Q-TOF Premier)- MALDI-TOF MS (Bruker Daltonics REFLEX III)- プロテインシーケンサー (ABI Procise 494 HT/ 492
cLC)

3. その他
分光光度計、化学発光・蛍光画像解析装置、フローサイトメー
ター、リアルタイム PCR、高速液体クロマトグラフ、ガスク
ロマトグラフ、超高速遠心機など、充実した分析機器を備えている。以下はリストのごく一部である。
主な機器： セルソーター (SONY SH800); バイオイメージ
アナライザー (GE FLA9000); レーザーマイク
ロダイセクションシステム (Arcturus XT); キャ
ピラリー DNA シーケンサー (ABI 3130xl); リ
ア ル タ イ ム PCR (ABI7500); デ ジ タ ル PCR(QuantStudio 3D); 超遠心機 (Beckman XL80XP)

64

次世代 DNA シーケンサー

センター長 : 吉田 松生 教授 ( 併任 )光学解析室

http://www.nibb.ac.jp/lspectro/

光学解析室は共同利用研究のために、「光」をツールとする研究機器の管理・運営と、共同利用研究促進のために技術職員による操作等の技術的側面からのサポートならびに、研究者による学術的な側面からのサポートを行っている。
設置機器は、大型スペクトログラフ、顕微鏡 ( 蛍光、実体、LSM 等 )、画像解析ワークステーション、および特殊な顕微鏡類がある。画像解析に関しては新分野創成センターイメージ
ングサイエンス領域との連携を進めている。

1. 大型スペクトログラフ

特任准教授
亀井 保博
技術課技術職員
近藤 真紀
斎田 美佐子
内川 珠樹
技術支援員
市川 千秋
石川 あずさ大型スペクトログラフは世界最大の超大型分光照射設備で、波長 250 ～ 1000 ナノメートルの紫外・可視・赤外光を全長約 10 メートルの馬蹄型の焦点曲面に分散させ、強い単色光を照射することが可能である。地球上でありうる光環境を再現できる強力な光源を使用しており、生命体が受ける光を個体レベルに照射することができる。強力な単色光を多波長同時に照射することが可能であるため、アクションスペクトル解析の強力なツールとして植物個体の光応答の解析などに使用されている ( 図 1)。
共同利用研究の「大型スペクトログラフ共同利用実験」として広く利用者を公募しており、多くの大学や研究機関の研究者と共同研究を実施している。

2. バイオイメージング機器

図 1. 大型スペクトログラフ実験風景

光学解析室はバイオイメージングに必要な顕微鏡類および画像解析用ワークステーションも取り揃えている。一般の共焦点
レーザー顕微鏡はもちろん、多光子顕微鏡、さらには、時空間制御研究室の野中准教授に協力を得て高速で 3 次元画像取得が可能な DSLM(Digital Scan Light-sheet Microscope:
図 2)、生体内単一細胞レベルで遺伝子発現誘導を行える IRLEGO(Infrared Laser Evoked Gene Operator: 図 3) 顕微鏡など、特殊な顕微鏡も設置しており、観察だけでなく顕微鏡を使って生体を操作するようなイメージング技術 ( 次世代顕微鏡 ) で共同研究を強力に推進している。
共同利用研究の「DSLM 共同利用実験」や「個別共同利用研究」
により、所内外の研究者との共同研究を実施している。

図 2. DSLM 実機光路図

図 3. IR-LEGO を使った実験風景

65

生物機能解析センター
情報管理解析室

http://www.nibb.ac.jp/cproom/

情報管理解析室は、高速・大容量の計算機を利用した大規模なデータ解析を含む生物学研究の支援を行っている。ゲノムや遺伝子、タンパク質などのデータベースに基づいて、配列解
析、発現データ解析、画像処理解析などの解析プログラムの作成、実行や、独自のデータベースの構築などを行い、Web を介してその成果を全世界に向けて配信するまでの一連の処理のサポートを行っている。合わせて、所内の超高速ネットワーク
システムの維持管理を行うと共に、計算機・ネットワークの利用に関する相談への対応や、新しいサービスの導入なども行い、

助教
内山 郁夫
技術課技術職員
三輪 朋樹
西出 浩世
中村 貴宣
技術支援員
岡 直美

所内外の情報交換の基盤を支えている。

生物情報解析システム
800 core を搭載する大規模分散処理用計算クラスタと、
4TB のメインメモリを搭載する共有メモリ型計算サーバからなり、総容量 480TB の高速ファイルサーバと、総容量720TB の大容量ストレージを有する。Infiniband により各システム間を高スループットで接続している。また、BLAST/FASTA 等の分子生物学関連アプリケーションに加えて、遺伝子発現解析ソフトウェア GeneSpring や数値解析ソフト
ウェア MATLAB などのアプリケーションも利用できる。特にMATLAB については、大規模分散処理用計算クラスタと連携して並列処理が可能となっている。

ネットワークシステム
岡崎 3 機関で構成する ORION2011 ネットワークシステムの保守、運用に携わっている。ORION2011 ネットワーク

生物情報解析システム

システムは基幹に 10 〜 100Gbps の帯域を有し、各室まで
1Gbps の情報コンセントを整備している。加えて、高スループット化する分析機器用に 10Gbps 情報コンセントを整備して大容量化するデータの交換に対応している。また、メール
サーバ、Web サーバなどのネットワークサーバを運用している。加えて、岡崎 3 機関全所に無線アクセスポイントを整備、
スパムフィルタ、ファイル便、ゲストアカウントシステムなどのネットワークアプリケーションの提供を行い、所内における最新の情報通信インフラ整備に貢献している。

データベース
様々なモデル生物における遺伝子・タンパク質の配列や、画像・動画等を載せたデータベースを、所内の研究者と共同で構築している。データベースは Web で公開され、毎月数千〜数万件のアクセスがあり、国内外の研究者に幅広く利用されている。
・MBGD 微生物ゲノム比較解析データベース
http://mbgd.nibb.ac.jp/
・XDB アフリカツメガエル cDNA データベース
http://xenopus.nibb.ac.jp/
・PhyscoBASE ヒメツリガネゴケ統合データベース
http://moss.nibb.ac.jp/
・DaphniaBase オオミジンコ cDNA データベース
http://daphnia.nibb.ac.jp/
・The Plant Organelles Database 2 植物オルガネラ
データベース
http://podb.nibb.ac.jp/Organellome/

66

微生物比較ゲノムデータベース MBGD

重信グループ

共生のゲノム進化学

生命にとって「共生」はイノベーション ( 新規性創出 ) の大きな源である。共生によって宿主単独では生存が困難な環境に適応可能になる。アミノ酸合成、酸素呼吸、窒素固定、発光—これらの生化学的能力を共生によって獲得した生物種は枚挙に暇がない。
私たちは、昆虫アブラムシとその共生細菌ブフネラの共生系をモデルに、共生を支える分子・遺伝子基盤とその進化を研究している。
最先端のゲノム科学を駆使したアプローチが特徴である。
昆虫アブラムシはブフネラと呼ばれる共生微生物を持っておりお互い相手無しでは生存不可能である。( 左 ) エンドウヒゲナガアブラムシ。( 右 ) アブラムシ卵巣内で発生中の卵にブフネラ ( 内
部の小さい顆粒 ) が垂直感染する様子。スケールバーは 20 μ m。

共生ゲノム学
近年、「共生」の重要性に強い関心が持たれている。地球上

次世代シークエンサーによる非モデル生物のトランス
クリプトーム解析には様々な形の共生が観察されるが、われわれがこれまで考私たちは、次世代

えていた以上に、共生が生命進化や生態系において重要な役

シークエンサーを用割を果たしていることが明らかになってきたからである。身いた網羅的遺伝子発近な例では、ヒトの体内および体表には、ヒト細胞の 10 倍

現解析をアブラムシ

もの数の微生物が存在し、われわれはその多くと共生関係に共生系に適用し、共ある。また、細胞内小器官ミトコンドリアがかつては独立し生器官特異的に発現た細菌であった、と考える「細胞内共生説」は今や広く受入する新規分泌タン

れられている。私たちは、最先端のゲノム科学で共生を理解

パ ク 質（BCR フ ァする「共生ゲノム学」を開拓してきた。

ミリーと命名）を同

図 2. 次世代シークエンサーを用いた網羅的遺伝
子発現解析 RNA-seq は強力なポストゲノムツー
ルである

定した ( 文献 1)。
モデルとして、アブラムシと共生細菌「ブフネラ」の細胞

この過程で開発したライブラリ調製法からインフォマティ

内共生系を研究している。半翅目昆虫アブラムシは腹部体腔

クスに至る一連の技術を、アブラムシだけでなく他の新興モ内に共生器官を持ち、その細胞内に共生細菌ブフネラを恒常デル生物や非モデル生物のトランスクリプトーム解析に応用的に維持している。両者の間には絶対的な相互依存関係か築できるように汎用化し、共同利用研究に生かしている。たとかれ、お互い相手なしでは生存できない。アブラムシは餌

えば、クロレラと共生するミドリゾウリムシや、シロアリのである植物の師管液に不足している栄養分 ( 必須アミノ酸なトランスクリプトーム解析などの成果を報告している。

ど ) をブフネラに完全に依存しているからである。私たちは、
宿主昆虫と共生細菌両方のゲノムを解読することに成功した( 文献 1,4)。その結果、栄養分のアブラムシ / ブフネラ間のギブアンドテイクの関係が遺伝子レパートリーの相補性という形で見事に表れていることか明らかになった。また、多細胞生物としては例外的に細菌に対する免疫系の遺伝子の多くが失われていた。
図 1. アミノ酸のアブラムシ / ブフネラ
間のギブアンドテイクの関係が遺伝子
レパートリーの相補性という形で表れている
EAA: 必須アミノ酸、non-EAA: 可欠ア
ミノ酸

特任准教授
重信 秀治

参考文献
1. Shigenobu, S., and Stern, D. (2013). Aphids evolved novel
secreted proteins for symbiosis with bacterial endosymbiont. Proc
Royal Society B. 280, 20121952.
2. Shigenobu, S., and Wilson, A. C. C. (2011). Genomic revelationsof a mutualism: the pea aphid and its obligate bacterial symbiont.
Cellular and Molecular Life Sciences : CMLS, 68(8), 1297-1309.
3. International Aphid Genomics Consortium. (2010). Genome
sequence of the pea aphid Acyrthosiphon pisum. PLoS Biol. 8,e1000313.
4. Shigenobu, S., Watanabe, H., Hattori, M., Sakaki, Y., and Ishikawa,
H. (2000). Genome sequence of the endocellular bacterial
symbiont of aphids Buchnera sp APS. Nature 407, 81-86.

NIBB リサーチフェロー
前田 太郎
博士研究員
北條 優
小川 浩太
特任専門員
鈴木 みゆず67

観察・操作のための顕微鏡技術の開発
細胞の熱ショックストレス応答機構

生体内単一細胞へのレーザー照射のイメージ

亀井グループ

顕微鏡は「観察」のツールであるが、生体を光で「操作」するツールにもなる。我々の研究室では光による「観察」・「操作」の両面で生物学に貢献できる顕微鏡の開発と応用研究を進めている。
「操作」に関しては、遺伝子を自由に制御できる顕微鏡（生体内局所遺伝子発現法：IR-LEGO）の改良と応用を行っている。一方で、光の屈折を補正する補償光学を導入することで生体における深部観察を可能にする新型顕微鏡の研究・開発を行っている。また、補償光学による操作系の高精度化への応用も検討している。

生体内単一細胞遺伝子発現顕微鏡
大腸菌から動物や植物に至るほとんどすべての生物は、熱微鏡に補償光学を導入することで、光の擾乱を補償し、解像によるストレスから細胞を守る熱ショック応答機構（上図 )度の改善が見込まれる。そこで、当研究室では所内研究者なを持つ。この応答機構を利用し、熱ショックタンパク質遺らびに国立天文台の研究者との共同研究のもと、「観察」の伝子の上流に位置する熱ショックプロモーター ( 上図黄色部

ための顕微鏡への補償光学系の導入研究を行っている（図 2、分 ) の下流に目的遺伝子を挿入して生物に導入することで、

文献１）。同時に、補償光学の導入による光「操作」の集光

熱ショックによる目的遺伝子の発現誘導が可能になる。一般

精度向上も検討し、「観察」・「操作」の両面から顕微鏡の高には遺伝子組み換え個体全体を温浴させることで全身に目的度化に挑んでいる。

遺伝子を発現させるが、顕微鏡を使って赤外線を局所照射し生体内の単一細胞を温める（上図右、図１）ことで、目的の細胞のみで目的遺伝子を発現誘導させる（操作する）ことができる。この手法（IR-LEGO 法 : 文献 4）を開発し、モデル動物である線虫、メダカ、ゼブラフィッシュや、モデル植物であるシロイヌナズナに応用している。そして、この技術により所外研究者との共同研究（文献 2, 3）を多数実施している。
図 2. 補償光学顕微鏡開発
すばる望遠鏡補償光学系の概念図（左）（国立天文台提供）と、植物細胞の顕微鏡観察時の「光の擾乱」の模式図（中）、補償光学顕微鏡による像の改善（右）。

図 1. 赤外線照射に伴う局所温度変化 ( 経時変化と三次元温度分布 )赤外線レーザー照射に伴い焦点付近は急激に温度が上昇し、照射中は一定に保たれる（左）。深さ方向には十数μ m の範囲が加熱される（右）。

補償光学系の顕微鏡への応用
生物試料は、様々な物質や細胞内小器官、細胞や組織が偏在するため、屈折率分布が不均一である。この不均一さは光の進路を乱し、顕微鏡の結像性能は深度と共に低下する。天文学における地上望遠鏡においても同様に大気による光の擾乱が問題となるが、補償光学を導入することで光の屈折を補正し、像の劣化が改善されている。生体試料観察のための顕

特任准教授
亀井 保博

NIBB リサーチフェロー
服部 雅之
技術支援員
苣田 英理子68

参考文献
1. Tamada, Y., Murata, T., Hattori, M., Oya, S., Hayano, Y., Kamei, Y.,
and Hasebe, M. (2014). Optical property analyses of plant cells
for adaptive optics microscopy Int. J. Optomechatro., 8, 89-99.
2. Okuyama, T., Yokoi, S., Abe, H., Isoe, Y., Suehiro, Y., Imada, H.,
Tanaka, M., Kawasaki, T., Yuba, S., Taniguchi, Y., Kamei, Y.,
Okubo, K., Shimada, A., Naruse, K., Takeda, H., Oka, Y., Kubo, T.
and Takeuchi, H. (2014). A neural mechanism underlying mating
preferences for familiar individuals in medaka fish. Science, 343,
91-94.
3. Shimada, A., Kawasishi, T., Kaneko, T., Yoshihara, H., Yano, T.,
Inohaya, K., Kinoshita, M., Kamei, Y., Tamura, K. and Takeda, H.
(2013). Trunk exoskeleton in teleosts is mesodermal in origin. Nat.
Commun., 4, 1639.
4. Kamei, Y., Suzuki, M., Watanabe, K., Fujimori, K., Kawasaki,T., Deguchi, T., Yoneda, Y., Todo, T., Takagi, S., Funatsu, T.,
and Yuba, S. (2009). Infrared laser-mediated gene induction intargeted single cells in vivo. Nat. Methods 6, 79-81.

69

モデル生物研究センター
近年の生物学は、生命現象の解析に適した生物をモデル生物として選定し、それを集中的に研究することによって、飛躍的な発展を遂げてきた。モデル生物研究センターは 2010 年の改組により誕生した組織であり、生物学研究の基盤となるそのようなモデル動植物等について、飼育栽培のための設備を提供するとともに、形質転換体や突然変異体の開発や保存、さらには解析研究の支援を行っている。また、「モデル生物 ･ 技術開発共同利用研究」や「個別共同利用研究」等により、基礎生物学研究所の共同利用研究の活動をサポートしている。

モデル動物研究支援室
モデル生物研究センター モデル動物研究支援室は、基礎生物学研究に必要なモデル動物の飼育を行うと共に、形質転換体の開発・解析・系統維持を行なうための施設である。

准教授
渡辺 英治

准教授
田中 実

技術課技術職員
林 晃司
野口 裕司

技術支援員
高木 由香利
杉永 友美
鈴木 康太

准教授
成瀬 清

施設は研究者・施設スタッフ・動物・飼育器材・機器類の動線を明確にし、動物や作業者の健康保持と汚染防止に努め、高い精度の動物実験を行なうという概念のもとに作られている。山手地区施設は、クリーンエリアとセミクリーンエリア
を厳密に区分してＳＰＦマウスの管理が行われている。バリ
ア区域内に、ＳＰＦマウス飼育室、胚操作実験室、行動解析
実験室を備える。遺伝子ノックアウトマウス・トランスジェ
ニックマウスなどの遺伝子操作マウスの開発・飼育維持・解析を行ない、開発したマウス系統を受精卵凍結法により系統保存を行っている。明大寺地区施設には、ＳＰＦマウス飼育

松村 匡浩
藤本 大司
厚見 実穂

室、行動解析のための小型動物総合解析室、ウイルス実験のためのＰ３実験室を備え、遺伝子操作マウスの飼育・解析が行われている。
また、小型魚類・鳥類を用いた実験と飼育も行われている。
効率的な飼育が可能なように、照明と温度が制御できる小型魚類のための自動循環水槽や大量のニワトリ卵を孵卵できる
恒温室などが装備されている。外部からの小型魚類持ち込みに対する検疫室も山手地区には設置された。
このような飼育施設を積極的に活用し、前身である形質転換研究施設時代を含めて、２００２ー２００８年度まで基礎生物学研究所はナショナルバイオリソース・マウスの実施機関に指定され、形質転換マウスの開発を担当した。また、
２００７年度からはナショナルバイオリソース・メダカの中
核機関に指定されている。
モデル生物研究センター モデル動物研究支援室（山手地区）

70

センター長 : 井口 泰泉 教授（併） 副センター長：藤森 俊彦 教授（併）

モデル植物研究支援室
多様な植物の栽培と、他の施設では困難な動物の飼育を支

ジェクト・アサガオの分担機関に指定されている。支援室

援している。研究棟内にはインキュベーターや恒温室を備えの施設で栽培された突然変異系統と形質転換系統や、各種ており、特殊条件下での育成や、P1P と P1A レベルの遺DNA クローンが国内外の研究者に提供されている。

伝子組換え実験に対応している。また、植物科学最先端研究
拠点ネットワークで整備された Web 経由で植物を観察できる植物環境制御システムと、限界環境下で生育させた微細藻類を対象にした光合成機能解析装置が、広く国内の研究者に

助教
星野 敦

助教
栂根 一夫
技術課技術職員
諸岡 直樹

開放されている。さらに屋外には、温室、圃場、圃場管理棟が設置されており、うち温室 2 棟では P1P レベルの遺伝
子組換え実験が可能である。これらの施設では、シロイヌナ

技術支援員
鈴木 恵子

ズナ、ミヤコグサ、ヒメツリガネゴケ、ダイズ、アサガオ、イネ、オジギソウ、食虫植物などの植物や、メダカ、ランカ
マキリなどの動物が育成されている。
一方、基礎生物学研究所はナショナルバイオリソースプロ
ネットワークカメラにより撮影した温室内部

植物環境制御システム

器官培養研究支援室
単細胞生物から多細胞生物までの細胞・組織・器官等を種々の物理的 ( 光・温度 )、化学的 ( ガスの組成 ) 環境条件のも

助教
濱田 義雄

とで培養する。さらに、遺伝子解析システムを用いての遺伝
子のクローニングや構造解析、また遺伝子組換実験室（Ｐ１〜Ｐ２）では大腸菌を宿主とする組換え実験をはじめ、ウィルスの分離及び動物細胞への外来遺伝子導入などの実験が行われている。
培養室（明大寺地区）

71

大学連携バイオバックアッププロジェクト
大学連携バイオバックアッププロジェクト（Interuniversity Bio-Backup Project for Basic Biology）は、災害に強い生命科学研究の実現を目指して、生物遺伝資源のバックアップ体制を構築するためのプロジェクトである。中核拠点として基礎生物学研究所に設置された IBBP センターは、各地域の大学サテライト拠点 ( 北海道大学、
東北大学、東京大学、名古屋大学、京都大学、大阪大学、九州大学 ) と協力し、全国の研究者がそれぞれの研究を遂行するために作成・樹立してきた生物遺伝資源のバックアップ保管を行い、サンプル消失時には迅速にリソースが回復できる体制を構築する。また、新規保存技術開発の共同利用研究を行い、様々な生物遺伝資源の長期保存技術の確立を目指す。

IBBP センター

http://www.nibb.ac.jp/ibbp/
センター長 : 川口 正代司 教授（併）

東日本大震災では、震災による直接的な被害だけでなく、長期の停電等により長年の研究活動によって作製されてきた遺伝子導入体や突然変異体など実験途上の貴重なサンプルが消失し、その結果多くの研究者が研究計画の方向性や中断を余儀なくされた。

教授
川口 正代司

准教授
成瀬 清

特任助教
木村 哲晃

特任助教
田中 大介

IBBP センターは、震度 7 クラスの地震にも耐えられる建物内に、液体窒素保存容器を備え、機器監視システムやセキュリティ
システム、非常用電源等が整っている。災害や事故によって万一IBBP センターの電気供給が断たれても、3 週間は生物遺伝資源
を超低温状態で維持できる。施設には動物、植物、微生物の培養や P1、P2 レベルの遺伝子組換え実験、超低温保存実験を行
うための最先端機器が設置されており、個別共同利用による施設利用も可能である。現在、生物遺伝資源の保管数は１５３万点に達しており、今後も随時申請を受け付け生物遺伝資源の受け入れと保管を進めていく。保管申請は全国の大学（私立大を含む）・
公的研究機関に所属する主任研究者であれば誰でも可能であり、バックアップ保管は無料で行われる。
近年、生命科学分野では次世代シーケンサーやゲノム編集技術の革新により、非モデル生物の研究が飛躍的に進展している。しかしそれらは安定した長期保存法が確立していないものが多く、それぞれの生物に適した超低温保存技術の開発が不可欠である。
保存技術の開発にはガラス化や凍結のメカニズムの知識と、材料となる生物遺伝資源の生理・生態に関する知識が必要である。
『Biologist と Cryobiologist が出会い、ともにバックアップ保
存研究を行う場』、それが IBBP の目指す共同利用研究である。
共同利用研究によって生物遺伝資源保存技術開発に関わる研究者のネットワークを作り、多種多様な生物遺伝資源のバックアップ
保管を可能にする新規保存技術の開発を行う。

72

特任専門員
加藤 愛
技術支援員
松林 尚美
浜谷 綾子

ナショナルバイオリソースプロジェクト
ナショナルバイオリソースプロジェクト (NBRP) は、ライフサイエンス研究の基礎・基盤となるバイオリソース（動物、植物等）について収集・保存・提供を行うとともに、バイオリソースの質の向上を目指し、保存技術等の開発、ゲノム等解析によるバイオリソースの付加価値向上により時代の要請に応えたバイオリソースの整備を行うプロジェクトである。基礎生物学研究所では、メダカの中核機関、およびアサガオの分担機関として、プロジェ
クトの一端を担っている。

NBRP メダカ

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

2012 年度より始まった第 3 期 NBRP においても基礎生

ログラム「メダカ遺伝子機能解析汎用系統の開発」（研究代

物学研究所はメダカバイオリソースプロジェクト（NBRP

表者：田中実）も採択され、熱ショックプロモーターを用い

Medaka） の 中 核 機 関 に 選 定 さ れ た。NBRP Medaka でて CRE-recombinase を任意の細胞系列で発現させることはメダカライブリソース（680 種類に及ぶ汎用系統、突然ができる系統が開発され、このプログラムにより樹立された変異系統、遺伝子導入系統、近交系、野生系統、近縁種）、系統（TG918、TG921 等）も既に提供している。

ゲノムリソース（33 種類の cDNA ライブラリーに由来す2010 年度ゲノム情報等整備プログラムにより近交系 5

る約 40 万の cDNA クローン（約 23,000 種類の異なっ系統のゲノム塩基配列をゲノム 100X 相当のカバー率でた配列を含む）及びメダカゲノム全体をカバーする BAC/

リシークエンスをおこなった（「近交系リシークエンスによFosmid クローン）、胚操作及びライブイメージングに不可るゲノム多型情報の整備」（研究代表者：成瀬清）。さらに欠な孵化酵素の 3 リソースを全世界に向け提供している。

2012 年度からは基盤技術整備プログラム「生殖細胞の凍これらのバイオリソースはウェブサイト上のデータベースに結保存と借り腹生産による系統の回復に関する技術開発」（研よりキーワード、配列相同性、発現プロファイルなど様々な究代表者：吉崎悟朗）による系統のガラス化凍結によるバッ方法で検索することができる。また TILLING 法によって作

クアップ保存技術の開発をおこなった。

られた変異体ライブラリーから、High resolution melting法により変異遺伝子をスクリーニングし、特定遺伝子の変異体を同定するシステムとともに CRISPR/CAS9 によるゲノム編集プラットフォームの提供も行っている。
2007-2009 年度にはゲノム情報等整備プログラム「メダカ完全長 cDNA リソースの整備」（研究代表者：成瀬清）が採択され、11 種類の完全長 cDNA ライブラリーに由来する 260,000 クローンの両端配列及び 17,000 種類の異なったクローンの全長配列を決定した。また基盤技術整備プ

NBRP アサガオ
基礎生物学研究所は、ナショナルバイオリソースプロジェ選抜できるシステムも提供している。現在、アサガオの全ゲ

クト・アサガオの分担機関として、中核機関の九州大学と連ノム配列が別プロジェクトで解読されつつあり、変異系統や携して活動している。アサガオは日本独自のバイオリソー

DNA クローンの情報を統合することで、リソースの付加価

スで、江戸時代の園芸ブームに起源を持つ多様な突然変異値の向上と、利用者の増加が見込まれている。
（担当：星野 敦）

体が存在する。実験植物として優れた性質と、花色、つる性、鋭敏な日長感受性など、研究対象として興味深い性質も持っている。基礎生物学研究所では、おもに突然変異系統と各種 DNA クローンを収集して保存し、国内外の研究者に提供している。また、複数の突然変異を併せ持つ系統が多い
ため、表現型の情報だけでなく、遺伝子レベルで鑑別した突然変異の情報も提供している。各種 DNA クローンのうちEST クローンは花や実生に由来する 62,000 クローンを保有し、その配列情報をデータベース化している。BAC クロー
ンは 85,000 クローンを保存しており、必要なクローンを73

植物科学最先端研究拠点ネットワーク
二酸化炭素濃度の上昇に伴う地球温暖化、人口増加による食料不足、化石資源の減少に伴うバイオマスの需要拡
大など、私たちの地球は様々な問題に直面しています。これらの問題解決において植物科学が担うべき役割は大きく、例えば植物に特徴的な機能である光合成機能を向上させることにより「二酸化炭素の大幅な削減 ( 低炭素社会
実現 )」への貢献が期待されます。
「低炭素社会実現に向けた植物研究のための基盤整備」は、このような状況において文部科学省最先端研究基盤
事業の補助対象事業として 2010 年度に採択されました。同時に、世界レベルの技術基盤を有している大学・研究所の基盤を集中整備、更に拠点間の連携強化を推進する「植物科学最先端研究拠点ネットワーク」を立ち上げ、国内外の研究者がアクセスしやすい研究環境を提供し、幅広い研究の多様なアプローチを組織的に支援する体制を構築しました。 研究ネットワークの強化と研究支援により、持続的食糧生産や有用なバイオマス増産および二酸化炭素の固定化・資源化など、循環型社会に貢献しグリーン・イノベーションに資する植物科学研究を推進します。
基礎生物学研究所は、分担機関の一つとして 2010 年度に次世代 DNA シークエンサーシステム、光合成機能
解析装置（藻類）、植物環境制御システム（画像配信型）を導入しました。利用に当たっては担当者との打ち合せの後に申請していただくことになります。

「次世代シークエンサーシステム」
次世代シークエンサー（HiSeq2000）を用いた変異体のResequencing, RNA-seq, ChIP-seq 法により、迅速な原因遺伝子の同定や網羅的遺伝子発現プロファイル、クロマチ
ン修飾解析等を行うための共同利用研究を支援します。

「光合成機能解析」
藻類の多様な環境条件における光合成機能解析により、光合成機能増大のための遺伝子同定や，バイオエネルギー生産へつながる植物代謝制御システムを明らかにするための研究を支援します。

「植物環境制御システム」
画像データ配信システムにより、遠隔地からでも長期間の環境応答モニタリングが可能になります。利用可能施設は、ネッ
トワークカメラ付き植物育成チャンバー 3 室で、夜間は赤
外線補助ランプによる観察も可能です。3 室のうち 1 室は、CO2 濃度を大気中濃度〜 2,000 ppm の範囲で制御できます。

74

NIBB リサーチフェロー
NIBB リサーチフェローは、若手研究者の育成を目的として 2009 年度よりスタートした制度で、基礎生物学研究所の運営費によって雇用される博士研究員に与えられる称号である。特に優れた若手研究者を選考して採用し、期間終了後は、研究者として自立していくことが期待されている。

2014 年度 NIBB リサーチフェロー
太田 龍馬（発生遺伝学）宮川 一志（分子環境生物学）

前田 太郎（生物機能情報分析室）

中易 知大（神経生理学）

征矢野 敬（共生システム）

山口 剛史（形態形成）

今井 章裕（生物進化）

服部 雅之（光学解析室）谷口 篤史（時空間制御）岡田 和訓（分子発生学）野村 憲吾（統合神経生物学）

高司 雅史（脳生物学）

蝦名 鉄平（光脳回路）

石 東博（初期発生）

75

研究力強化戦略室 評価・情報グループ
研究力強化戦略室は、自然科学研究機構として採択された文部科学省研究大学強化促進事業の基礎生物学研究所における活動の中心として 2013 年度に新たに設置された組織である。評価・情報グループ、国際連携グループ、広報グループ、共同利用グループ、男女共同参画推進グループがあり、自然科学研究機構の研究力強化戦略本部との連携の基に、研究力強化のための活動を行っている。
研究力強化戦略室評価・情報グループは、基礎生物学研究所における研究教育活動全般にわたる実績等を一括して取りまとめ、点検評価活動や対外的なプレゼンテーション、将来計画の策定等において必要となる資料等を作成・整備することにより、所長による研究所運営をサポートすることを主な任務としている。

基礎生物学研究所は、各研究室における基盤研究に加えて、

現在行っている主な活動

共同利用、国際連携、新研究領域開拓、若手研究者育成、男

1. 自己点検評価並びに外部点検評価のための資料収集と取女平等参画推進等の多岐にわたる活動を行っている。このような諸活動に関する実績資料を一括して整備することは、点検評価活動において必須であるばかりでなく、研究所の活動を外部に対して有効にアピールするためにも、また長期的な研究所運営のための基礎資料として重要である。研究力強化
戦略室評価・情報グループはこのような資料整備を集中して行っている。

りまとめ
2. 外部点検評価会議開催に関する庶務
3. 研究所の年間研究業績資料としての「Annual Report」
編集・出版（広報室と連携）
4. 中期目標・中期計画並びに年度計画作成及び年度実績取
りまとめの補佐
5. 研究所の研究業績データベースの整備・維持・統括（受付事務室と連携）
6. 研究所の歴史的資料（アーカイブズ）蓄積のための体制整備

研究力強化戦略室室長
副所長・教授上野 直人

男女共同参画推進グループ
アドバイザー
教授
高田 慎治

76

研究力強化戦略室
副室長
特任教授 URA
西村 幹夫

共同利用グループ
アドバイザー教授
吉田 松生

評価・情報グループ
アドバイザー
教授
吉田 松生

共同利用グループ
特任准教授 URA
重信 秀治

評価・情報グループ
准教授
児玉 隆治

共同利用グループ
特任准教授 URA
亀井 保博

事務支援員
市川 真理子
市川 千秋

研究力強化戦略室 広報グループ（広報室）
研究力強化戦略室広報グループは基礎生物学研究所の最新の研究成果や活動を、広く社会に向けて発信することを任務としている。また、研究所のアウトリーチ活動のコーディネートを担当している。

広報グループでは、基礎生物学研究所の研究成果や活動を、様々な形で、広く発信する活動を行っている。
・報道機関に向けては、プレスリリースの発行を通じて、研究成果や活動を、迅速かつ正確に情報発信することを目指している。
・基礎生物学研究所ホームページは、大学共同利用機関として、研究所を利用する研究者や学生を対象に、生物学研究に関する情報が取り出しやすい様に工夫している。また、国際研究拠点として、海外の研究者や学生に向けて、英語による情報発信にも力を入れている。
・広く一般に向けた情 報発信 として、基礎 生物学研究所

現在行っている主な活動
1. プレスリリースの発行
2. 研究所ホームページのコンテンツ制作
3. 要覧・パンフレットの編集
4. 基礎生物学研究所 WEB マガジンの企画・運営
5. 研究者インタビューシリーズの企画・運営
6. 映像制作
7. 基礎生物学分野の展示の企画・運営
8. 出前授業等のアウトリーチ活動のコーディネート
9. 所内ニュースレター「基生研ニュース」の編集

WEB マガジン（ホームページ）の運営や、「研究に情熱を注ぐ人たち」などのリーフレット作成を行っている。
・映像を活用し、研究者自身の言葉で研究成果を伝える活動
をサポートしている。また、「モデル生物の世界」シリーズなど、生物学研究を紹介する映像の企画を行っている。
・顕微鏡観察など体験型の展示の企画を行っている。

広報グループアドバイザー
教授
藤森 俊彦

広報グループ
特任助教 URA
倉田 智子

・次世代の研究者育成の視点から、「出前授業」などの学校
教育への協力活動を行っている。

事務支援員
Kawaguchi, Colin
太田 京子
伴 美里
広報室制作のパンフレット類

大学共同利用機関シンポジウムでの展示

77

研究力強化戦略室 国際連携グループ（国際連携室）
研究力強化戦略室国際連携グループは、基礎生物学研究所の国際的な学術交流事業を担当している。主な業務は、
各種国際会議や国際実習コースの企画・運営、提携中の海外研究機関などとの研究者や学生の人的交流活動の支援、海外からのインターン生の受け入れの対応などである。

基礎生物学研究所では、基礎生物学研究所コンファレンス

研究力強化戦略室国際連携グループでは、これら国際会議（NIBB コンファレンス）、生物学国際高等コンファレンス

や実習コースの開催、研究者や学生の派遣、受入など共同研(OBC)、国際実習コースなどの開催を通して、研究の最先究事業のサポートなどを通して、基礎生物学研究所の国際交

端を切り開く努力を続けるとともに、海外と日本国内の研究

流活動を支えている。

者を繋ぐ研究者ミュ二ティーの形成を目指している。また、
欧 州 分 子 生 物 学 研 究 所 (European Molecular Biology
Laboratory, EMBL)、マックス・プランク植物育種学研究
所 (MPIPZ、ドイツ )、テマセク生命科学研究所 (TLL、シンガポール ) などと学術交流協定を結び、シンポジウム開催
や人的、技術的交流などを行っている。

現在行っている主な活動
1. 欧州分子生物学研究所との共同研究の推進と合同国際会
議の開催
2. マックス・プランク植物育種学研究所（ドイツ）との共同研究の推進と合同国際会議の開催
3. テマセク生命科学研究所（シンガポール）との共同研究

国際連携グループ
アドバイザー
教授
上野 直人

国際連携グループ
特任助教 URA
立松 圭の推進と合同国際会議や国際実習コースの開催
事務支援員
高橋 律江
三城 和子

4. 個別の研究室の国際共同研究をコアとするボトムアップ
型国際共同研究活動の支援
5. 生 物 学 国 際 高 等 コ ン フ ァ レ ン ス (Okazaki
Biology Conferences (OBC)) の企画・運営
6. 基礎生物学研究所コンファレンス (NIBB Conference)の企画・運営7. 基 礎 生 物 学 研 究 所 国 際 実 習 コ ー ス(International Practical Course) の企画・運営

国際連携活動78

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

受付の主な業務
1. 受付業務
来客応対、宅配便・郵便物の受取・発送、事務センターとの連絡便の授受2. 人事管理
電話番号簿の作成、休暇簿の保管、各種メーリングリスト管

事務支援員
都築 志保子片岡 ゆかり
宇野 智子
宮田 治子

理
3. 備品管理
物品使用簿 ( 現「個別資産台帳」)・備品リストの保管
4. 情報収集
基生研アーカイブス作成のための資料収集、諸活動に関する
機構外への情報提供他
５. 経理
共通経費・技術課経費事務
６. その他
各種事務手続きの書類・印刷物の管理、掲示物の管理、所内で行われる各種セミナーの対応、基生研平面図の作成、鍵の管理、会議室等共通室の管理、ドアの看板作成

受付・事務室 ( 明大寺地区 )

79

技術課
技術課は所長に直属した技術者の組織で、専門性の高い技術を通してさまざまな分野で研究所の研究活動を支援している。すべての技術職員は技術課に所属しているが、日常は研究施設や研究部門へ配属されて研究支援業務を行っている。また、セミナーや研修等の技術課の活動を通して、最新の情報や技術の習得、向上に努めている。
技術職員は、研究施設においては、各種分析機器の保守管

1. ミーティング : 毎月曜日に技術課長から教授会議、委員

理及び測定、大型スペクトログラフ及び各種顕微鏡の保守管会等の報告を受け、課の運営を議論し、日常業務の連絡や技理、コンピュータネットワーク及び生物データベースの構築

術的な情報交換を行っている。

や維持管理、実験動植物の飼育・栽培や施設の管理、アイソ

2. 課内セミナー : ミーティング終了後に、配属先で携わっ

トープ実験施設の管理等を行っている。研究部門においては、ている日常業務に関する技術について、情報交換を行ってい研究者のもとで、実験材料の調製、遺伝子やタンパク質等のる。

解析、形態観察、細胞及び組織の培養、形質転換生物の作成

3. 技術報告会 : 研究支援における幅広い高度な専門技術の等を行い、幅広い高度な技術で研究を支援している。技術課

習得を目的に、１年間の日常業務に関する技術の成果をまとでは、研究支援業務を円滑に行い、技術の向上や幅広い知識めて発表し、討論することにより、情報交換及び技術・知識を得るために、課内外においてさまざまな活動や研修を行っの向上に努めてい る。

ている。

4. 課内研修 : 新しい技術を習得し専門技術の幅を広げるた

平成 26 年度は、第 9 回自然科学研究機構技術研究会を、め、技術情報の交換、実験機器の操作や実験方法の実習及び基生研で開催した。この研究会は、多様な科学技術の交流と、外部講師等による技術研修を行っている。また、実験を行う

連携を通し、機構内の技術系職員のネットワークの構築を目上での安全教育等も行っている。

的に、機構の 5 研究機関で持ち回りで開催している。

5. 生物学技術研究会 : 全国の大学や研究機関の生物学の研究分野に携わる技術職員との技術交流や情報交換を目的に毎年開催している。日常関わっている幅広い分野での研究支援の成果や問題点を発表し、討論することにより資質の向上を目指している。
6. 研究所への支援活動： 研究に使用される純水製造装置、製氷機、プレゼンテーション用機器等の保守管理の他、多くの分野の有資格者を育成し、化学物質の管理、実験で生じる廃液の回収など安全で快適な研究環境を維持するための活動

生物学技術研究会

自然科学研究機構技術研究会 施設見学

80の中心的存在になっている。

労働安全衛生巡視http://techdiv.nibb.ac.jp

研究施設技術班

技術課長 小林 弘子

技術班長 三輪 朋樹

技術係長 松田 淑美

技術係長 近藤 真紀

技術係長 森 友子

技術主任 林 晃司

技術主任 牧野 由美子

技術主任 山口 勝司

技術主任 諸岡 直樹

技術職員 飯沼 秀子

技術職員 西出 浩世

技術職員 中村 貴宣

技術職員 野口 裕司

技術職員 斎田 美佐子

技術職員 内川 珠樹

技術職員 尾納 隆大技術係長 大澤 園子

技術係長 田中 幸子

技術係長 水谷 健

技術主任 壁谷 幸子

技術主任 竹内 靖

技術職員 内海 秀子

技術職員 岡 早苗

技術職員 野田 千代

技術職員 水口 洋子

研究系技術班

技術主任 澤田 薫

技術職員 高木 知世

技術支援員

事務支援員

伊藤 崇代

柴田 恵美子片岡 ゆかり

鈴木 恵子

稲葉 香代

都築 志保子

市川 真理子

宇野 智子

市川 千秋

宮田 治子

石川 あずさ鈴木 康太
高木 由香利
岡 直美
西村 紀子

81

岡崎共通研究施設
岡崎統合バイオサイエンスセンター

http://www.oib.orion.ac.jp/

岡崎統合バイオサイエンスセンターは２０００年に岡崎３「生命動秩序形成研究領域」では、生命体を構成する多数

研究所の共通施設として設立されて以来、新たなバイオサイの素子（個体を構成する細胞、あるいは細胞を構成する分子）エンス分野の開拓という趣旨のもと、質の高い研究を展開しがダイナミックな離合集散を通じて柔軟かつロバストな高次てきた。一方、この１０年余りの間に、各種生物における全秩序系を創発する仕組みを理解することを目指す。そのためゲノム配列の決定などの網羅的研究手法が大きく発展し、生に、生命システムの動秩序形成におけるミクロ - マクロ相関

命現象に関わる素子としての分子や細胞の同定を主としたこの探査を可能とする物理化学的計測手法の開発を推進するとれまでの還元論的な方法論に加え、同定された分子や細胞群

ともに、得られるデータをもとに多階層的な生命情報学・定に関する情報を統合することにより、生命現象の本質の理解

量生物学・数理生物研究を展開し、さらに超分子科学・合成に新たに迫ることが期待されている。このことは同時に、生生物学を統合したアプローチを実施する。

命という複雑な階層構造を持つ対象を各階層に分断し，それぞれを詳細に調べるという戦略に沿って進んできたこれまでの研究に対して、階層を超えたさまざまな視点からの統合的生命時空間設計研究領域

なアプローチによる研究方法の確立と展開が求められている

発生遺伝研究部門

ことを意味する。このような状況は、分子科学から基礎生物

分子発生研究部門

学、生理学までをカバーする幅広い分野の研究者が結集する

心循環シグナル研究部門

岡崎統合バイオサイエンスセンターの存在意義をより高める

神経分化研究部門

ものであると同時に、このような学問的要請に本センターが

核内ゲノム動態研究部門

答えるためには、生命現象を理解する上で本質的に重要ない
くつかの問題について焦点を当て、それらに統合的な研究方

バイオセンシング研究領域

法を組み入れるとともに、階層を超えた研究協力体制を確立

細胞生理研究部門

することが望まれる。

生命環境研究部門

そこで、２０１３年度より、これまでの研究領域を発展的に改組し、新たに組織した「バイオセンシング研究領域」「生生物無機研究部門

生体制御シグナル研究部門

命時空間設計研究領域」「生命動秩序形成研究領域」を基盤に研究を進めている。

生命動秩序形成研究領域
生命分子研究部門「バイオセンシング研究領域」では、分子から個体までの分子機械設計研究部門

センシング機構を駆使して生存している生物の生命システム

神経細胞生物学研究部門のダイナミズムの解明に迫るために、環境情報の感知に関わナノ形態生理研究部門

るバイオセンシング機構研究を推進する。分子、細胞や個体

構成生物学研究部門

が環境情報を感知する機構は様々であり、異なる細胞種や生物種におけるバイオセンシング機構の普遍性と相違性を明らかにするとともにセンスされた環境情報の統合機構も明らかにする。そのために、バイオセンサーの構造解析やモデリン
グ解析、進化解析も含めた多層的なアプローチを実施する。
「生命時空間設計研究領域」では、生命現象の諸階層における時間と空間の規定と制御に関わる仕組みを統合的に理解することを目指す。短時間で起きる分子レベルの反応から生物の進化までの多様な時間スケールの中で起きる生命現象
や、分子集合体から組織・個体に至る多様な空間スケールでの大きさや空間配置の規定や制御に関わる仕組みを研究する。そのために、分子遺伝学、オミックスによる網羅的解析、
光学・電子顕微鏡技術を活用したイメージング、画像解析を含む定量的計測、などによる研究を展開し、さらに数理・情報生物学を駆使した統合的アプローチを実施する。
岡崎統合バイオサイエンスセンター
所属の研究部門が集まる山手地区

82アイソトープ実験センター

http://www.nibb.ac.jp/ricenter/センター長 : 長谷部 光泰 教授（併）当センターは、主に基礎生物学、生理学および分子科学の研究のために放射性同位元素 ( ラジオアイソトープ ) で標識された非密封の化合物を使用するための施設である。
センター運営は、センター長 ( 併任 )、准教授 1 名、技術職員 3 名、技術支援員 2 名で行われている。

准教授
児玉 隆治

使用承認核種は次のようになっている。
明大寺地区実験施設
H, 14C, 22Na, 32P, 33P, 35S, 36Cl,

3

技術課技術職員
松田 淑美（放射線取扱主任者）
澤田 薫（放射線取扱主任者）
飯沼 秀子（放射線管理責任者）
技術支援員
伊藤 崇予
神谷 清美

K, 45Ca, 125I

42

山手地区実験施設
H, 14C, 32P, 33P, 35S, 125I

3

アイソトープ実験センター

施設利用者のため教育訓練 ( 平成 26 年度 RI 取扱い使用者講習会 )83岡崎共通研究施設
計算科学研究センター

https://ccportal.ims.ac.jp/

計算科学研究センターは、我が国唯一の分子科学計算のための共同利用基盤センターとしての経験を活かし、分子科学計算に加えて分子科学—生物の境界領域に展開を図る岡崎共通研究施設である。機構内の岡崎 3 研究所はもちろん、国内外の分子科学研究者、バイオサイエンス研究者に対して大学等では処理が困難な大規模な計算処理環境を提供する共同利用施設としての基盤強化を目指している。

動物実験センター
実験動物の飼育と供給、系統の保存と併せて動物実験の指導、条件整備等といった研究環境の一層の充実を図ることを目指している。

計算科学研究センターの大型計算機84

基礎生物学研究所・生理学研究所 共通施設
基礎生物学研究所が担当する施設

廃棄物処理室基礎生物学研究所及び生理学研究所の研究に伴って発生する廃液や感染性廃棄物などを適正に分類・回収し、廃棄物処理業者に委託処理することで、研究所内外の環境保全を行う。

生理学研究所が担当する施設

電子顕微鏡室透過型、走査型電子顕微鏡や共焦点レーザー走査顕微鏡を用
いて生物細胞、組織または、生体分子の微細構造の観察を行う。
さらに、コンピュータによる、画像処理、画像計測、画像出力も行う。

機器研究試作室NC 放電加工機、精密旋盤などの精密工作機械類を設備し、大型実験装置から小型精密機器に至るまで、各種の研究実験用
機器や電子機器の製作、開発や改良、補修などを行う。

機器研究試作室85

岡崎共通施設
岡崎情報図書館

http://www.lib.orion.ac.jp

岡崎情報図書館は、岡崎 3 研究所の図書、雑誌等を収集・整理・保存し、機構の職員、共同利用研究者等の利用に供している。
主な機能
・ライブラリーカードによる 24 時間利用
・情報検索サービス（Web of Science, SCOPUS,SciFinder 等）

情報図書館 内部

情報図書館 外観

岡崎コンファレンスセンター

http://www.orion.ac.jp/occ

学術の国際的及び国内的交流を図り、機構の研究、教育の進展に資するとともに、社会との連携、交流に寄与することを目的とした施設。
大 会 議 室 200 名、 中 会 議 室 120 名、 小 会 議 室 (2 室 ) 各
50 名の利用ができる。

岡崎コンファレンスセンター 外観

岡崎共同利用研究者宿泊施設

大会議室

http://www.occ.orion.ac.jp/lodge

共同利用研究者等の宿泊に供するため、岡崎 3 機関の共通施設として宿泊施設「三島ロッジ」[ 個室 51、特別個室 (1 人用 )9、特別個室 (2 人用 )4、
夫婦室 10、家族室 20] および「明大寺ロッジ」[ 個室 14、家族室 3] があり、共同利用研究者をはじめ外国人研究員等に利用されている。

三島ロッジ

86

さくら保育園
さくら保育園は、研究と子育ての両立を支援するために設立された機構内託児施設である。生後 57 日目からの受け入れが可能で、研究者のスムーズな研究現場への復帰を支援している。
対象年齢：生後 57 日〜満 3 歳に達する年度末まで
定員 : 18 名
利用対象者 : 岡崎３機関に常時研究等に従事する職員、来訪研究員、大学院生
開園日 : 月曜日〜金曜日
開園時間 : 8:00 〜 19:00 ( 最大延長 20:00)
保育形態 : 常時保育、一時保育
さくら保育園 保育室

87

基礎生物学研究所で学ぶ大学院

総合研究大学院大学 生命科学研究科 基礎生物学専攻

基礎生物学研究所は、我が国の生物学研究の中核の一つとして最先端の施設や設備が整備されているばかりでなく、優れた創造的研究を発信し続けている教授陣を擁し、発表論文の被引用回数は我が国だけでなく世界でもトップクラスに位置しています。この優れた研究環境で将来の生物学におけるリーダーを養成することを目指して、高度な大学院教育を行っています。

88

専攻長からのメッセージ

基礎生物学専攻長

山本 正幸

今日の日本社会では、自然科学の研究者を志す若者は、ほとんどの
場合大学院で学びます。その一つの理由は、大学院を修了して得られる博士号が、研究者としての身分を保証する、世界に通用するパスポー
トとなるからでしょう。しかしより重要な理由は、現代の科学研究が体系化、先端化、複雑化した結果、特に実験科学の場合には、知識の集積と解析技術・設備の整った大学院の研究室に所属して、それらを有効利用しつつ自分を研究者として育てていくことが、間違いなく最も効率的で実り多い方式だからでしょう。確立された学問体系や技術
は、教科書や授業で身に付けることができますが、研究の真髄は、まだ誰も解いたことのない問題に解答を与えることにあります。自分が今解きたい問題にどうアタックすればよいかについて、自明の方法はなく、すぐにはその答えは見つからないかもしれません。研究室の先
生たち、また先輩の博士研究員や大学院生たちがどのように研究に立ち向かっているかを、目で見、肌で感じ、そして彼らと議論を重ねつつ研究者として成長していくことが非常に大切です。
大学院に進学する皆さんは、研究室では教育を受けるという受動的な立場だけではありません。若者を受け入れることは、実は研究室にとっても非常に大事なことなのです。新人のこれまでに囚われないものの見方が研究室の硬直しかかっていた考え方を和らげたり、素朴な疑問が問題解決のヒントを与えてくれたりすることはしばしば起こります。また先輩たちも、後輩に正しい知識、的確な技術を伝えようと努めることで、彼ら自身が成長していきます。若い力が研究室に加わることは、まさに研究室の活力の源なのです。
基礎生物学研究所では、様々な生き物を材料にして、生物学の基本的な問題に挑戦しています。君の疑問に答えを出し、生物学の研究者として成長していけそうな研究室がきっと見つかると思います。本年
度も数回の大学院説明会を開催します。また数日間岡崎市に来て基生
研で先端研究を経験する体験入学も行います。これらの機会を利用して、君の夢をぜひ叶えて下さい。

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総合研究大学院大学とは
国立大学法人総合研究大学院大学は、基礎学術分野の総合的発展を目指した大学院教育を行うために、学部を持たない大学として 1988 年に設置されました。神奈川県の葉山に本部をもち、18 の学術研究機関に学生を分散配置し大学院教育を行っています。基礎生物学研究所には、生命科学研究科
基礎生物学専攻があり、大学院生を募集しています。
生命科学研究科は基礎生物学専攻の他、同じ岡崎にある生理学研究所の生
理科学専攻、静岡県三島市の国立遺伝学研究所の遺伝学専攻の 3 専攻により構成されています。基礎生物学専攻は、分子生物学を基盤として動植物にかかわる基本的、かつ、高次な生物現象を分子レベルまで掘り下げて解析する高度な研究者の養成課程です。学部卒業生を対象とする 5 年一貫制のコー
スと、修士課程修了者を対象とする博士後期編入があり、いずれも入学時期
は 4 月と 10 月の 2 回です。

基礎生物学専攻の教育基本方針
基礎生物学専攻では、生物の特徴である共通性と多様性について、普遍的な仕組みとそれを維持する機構、および多様さを生み出す変化の仕組みについて調べています。より基本的で重要な問題を発掘することに興味を持ち、それを実行できる研究者の養成を行います。

基礎生物学専攻の特色
少数精鋭の大学院教育
総研大は他大学に比べて、大学院生に対する教員数が非常に多く、それぞれの学生にあった十分な個別指導が行える体制です。現在基礎生物学専攻では、総研大生 46 名に対して教員数が 67 名で、まさに「マンツーマン」の教育を行っています。また、一人の学生を複数の教員が指導をする複数教員
指導体制をとっており、所属研究室の枠を超えて指導を受けることができます。また研究所には教員以外にも多くの研究員が在籍しており、共同研究や交流を行うことができます。

質の高い多くのセミナー
基礎生物学研究所では、国内外から講師を招き、数多くのセミナーが日常的に行われています。また、隣接する生理学研究所、分子科学研究所で行われるセミナーに参加することも可能です。セミナーは研究者としての視野を広げる良い機会となっています。

国際感覚を養う多くの機会
基礎生物学研究所では世界各国の様々な研究機関（EMBL 欧州分子生物学研究所や、シンガポールのテマセク生命科学研究所）と学術交流協定を結び、連携活動を行っています。大学院生にも、連携先の研究機関を訪問するなどの学術交流の機会があります。また、基礎生物学研究所では、研究所主
催の国際会議を岡崎の地で数多く開催しています。本専攻は、このような国際的学術交流を通じて、世界を身近に感じられる環境にあります。

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充実した英語教育
研究遂行に必要となる英語力を身につけるための英語教育プログラムを実施
しています。外国人講師による、2 つのコース（英会話と科学プレゼンテーション）が開講されています。実力に合わせた細やかなレベル設定の授業は学生に大変好評です。

大学共同利用機関としての設備と環境
基礎生物学研究所には、大学共同利用機関として全国の大学や研究所と共同研究を進めるための十分な設備と環境が整備されています。モデル生物研究センターや生物機能解析センターなどには数多くの最新鋭の共通機器があり、専門職員のサポートの元に利用することが出来ます。

経済的サポート
大学院生は、リサーチアシスタントとして研究所の研究活動に参加することにより、すべての学年で年間約 70 万円の給与を得ることができます。

高い研究者養成率
基礎生物学専攻では、高度な研究者養成を目標として教育活動を行っています。過去 5 年間の学位取得者の 9 割以上が、助教や博士研究員などの研究者として活躍しています。

幅広い分野にわたる学習の機会
総合研究大学院大学では、高い専門性とともに幅広い分野の教養を持った人材の育成を目指しています。総研大レクチャーや海外研修など、ユニークな勉学の機会があります。また、専攻間の交流の機会も多く用意されています。

基礎生物学専攻の入試について
基礎生物学専攻が求める学生像
生物が示す現象に興味を持ち、現象を生み出す仕組みや要因を探ることに意
欲を持つ人。

入学者選抜の基本的な考え方
提出書類および基礎生物学専攻の教員全員による面接によって、研究に対する意欲と能力を確認します。5 年一貫制の入学者については、加えて、小論文と英語の筆記試験によって、論理的な思考をする能力と英語の基本的な読み書きの能力を確認します。入試日程や、出願に関する詳細は、基礎生物学研究所
ホームページおよび総研大の募集要項をご覧下さい。

大学院説明会
岡崎や東京において、大学院説明会を行っています。研究内容の紹介のほか、カリキュラムや入試に関する説明、総研大生の生活の紹介などを行います。また、岡崎で開催される説明会では、実際に研究室を見学することができます。

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生命科学リトリート
生命科学研究科の基礎生物学専攻、生理科学専攻、遺伝学専攻および、先導科学研究科の生命共生体進化学専攻の、４専攻のメンバーが一堂に会して、合宿形式で行われる研究交流会です。普段は、岡崎（基礎生
物学専攻・生理科学専攻）・三島（遺伝学専攻）・葉山（生命共生体進化学専攻）に分散して研究を行っている院生や教員が集い、熱い議論を繰り広げる良い機会となっています。

2014 年度 生命科学リトリート
ヤマハリゾートつま恋にて開催

基礎生物学専攻で開講されている科目（抜粋）生命科学研究科共通専門科目
分子細胞生物学 I 〜 II
発生生物学 I
神経科学
バイオインフォマティクス概論
イメージング科学
数理生物学演習
生命科学プログレス I ～ V
生命科学実験演習 I ～ V
生命科学論文演習 I ～ V
生命科学セミナー I ～ V など

基礎生物学専攻 専門科目
基礎生物学概論
細胞生物学
発生生物学
環境生物学
神経生物学
進化多様性ゲノム生物学
生殖発生学
基礎生物学英語口語 表現演習 I ～ V
基礎生物学英語筆記 表現演習 I ～ V
アドバンストコンファレンス I ～ V

特別カリキュラム
総合研究大学院大学では、専攻の枠を越えたカリキュラムが開講されており、学生はこれらを自由に受講することが出来ます。

統合生命科学教育プログラム
脳科学専攻間融合プログラム

EMBL 訪問
基礎生物学専攻の学生は、EMBL（欧州分子生物学研究所）で開催される EMBL PhD シンポジウムに参加する機会があります。この活動は、自然科学研究機構と EMBL の国際連携活動の一環として実施されています。
EMBL PhD シンポジウムのポスター発表にて92

基礎生物学専攻入学者の出身大学
5 年一貫制博士課程 :北海道大学 弘前大学 奥羽大学 東京大学 東京農工大学 横浜国立大学 早稲田
大学 立教大学 東京理科大学 東京農業大学 横浜薬科大学 法政大学 東海大
学 信州大学 岐阜大学 静岡大学 愛知教育大学 名古屋大学 名古屋市立大学 三
重大学 京都府立医科大学 京都工芸繊維大学 同志社大学 神戸大学 奈良女子
大学 広島大学 島根大学 新居浜工業高等専門学校 九州大学 Bei Hua Univ.
(China) Capital Normal Univ. (China) China Agricultural Univ. (China)
Haerbin Inst. of Technology (China) Justus Liebig Univ. (Germany)
Univ. of Texas at Austin (USA) Univ. of Victoria (Canada)[2006 年度 - 2014 年度 入学者 ]博士後期課程 :北海道大学大学院 東北大学大学院 千葉大学大学院 東京大学大学院 東京理科大学大学院 東京農業大学大学院 上智大学大学院 北里大学大学院 横浜国立大学大学院 長岡科学技術大学大学院 信州大学大学院 名古屋大学大学院 名城大
学大学院 三重大学大学院 奈良先端科学技術大学院大学 奈良女子大学大学院
大阪薬科大学大学院 岡山大学大学院 鳥取大学大学院 徳島大学大学院[2006 年度 - 2014 年度 入学者 ]基礎生物学専攻修了者の進路
博士研究員や助教など（基礎生物学研究所 北海道大学 東京大学 東京工業大
学 慶応義塾大学 立教大学 理化学研究所 東京海洋大学 奈良先端科学技術大
学 大阪大学 九州大学 西南大学 (China) Cold Spring Harbor Laboratory(USA) Hong Kong Univ. of Science and Technology (China) Inst.
for Research in Biomedicine Barcelona (Spain)

IST Austria(Austria) Univ. of Cambridge (UK) Univ. of Texas（USA) ）、津山高
専講師、高校教員、民間企業研究員 [2006 年度 - 2013 年度 修了者 ]体験入学 " 研究三昧 "意欲ある研究者志望の学生に基礎生物学研究所での最先端研究と大学院生活を知ってもらうため、学部学生（3 年次以上）・大学院生を対象とした体験入学を実施しています。数日間に渡って研究所に滞在し、実験やセミナーへの参加などを通じて、基礎生物学研究所における研究生活がどのようなものであるかを体験することができます。交通費・滞在費の補助制度があります。2013
年度は全国の大学・大学院から 37 名の参加がありました。応募方法などの詳しい情報は基礎生物学研究所ホームページをご覧下さい。

大学生のための夏の実習
夏休みに開催される、大学生（１年〜４年）を対象とした２泊３日の実習コースです。自分の興味にあったコースを選択し、基礎生物学研究所の教員の指導の下に実習を行い、最終日には成果発表を行います。2013 年度には、11 つのコースに分かれて 39 名が参加しました。受講生の募集等の情報は基礎生物学研究所ホームページをご覧下さい。

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在校生の声大橋 りえ

所属 : 神経細胞生物学研究室「情熱が空回りしない」
本気になって、ひたむきに研究に取り組む。やりたいと思ったことをやってみる。どちらも当たり前のようで当たり前にやることは難しい。しかし基生研ではそれができる環境が整っている。設備や機器が揃っているという意味においてだけでなく、学生の考え、姿勢を情熱的かつ冷静に受け止めてくれる人がたくさんいる。それ故、モチベー
ションを維持しながら、いや、徐々に上げながら大学院生活を送ることができる。自分の想いだけが停留しないという意味での居心地の良さがある。

「研究が生活になる」
朝、ラボへ行って、夜まで実験して、ディスカッションして、帰る。
帰ったら、お風呂に入って、寝るだけ。単調で味気のない生活のようにも思えるけれど…。“あ、これ面白いかもしれない”と心拍数があがる。こんな興奮を感じる瞬間があるだけで幸せな気持ちになる。研大橋 りえ

究を真剣に楽しむという基生研の雰囲気が心地よい。研究を仕事とする人たちの中で過ごすことで、生活の中に研究が溶け込み、それが自然の流れとして回り始めるようになる。

「まわりは研究のプロばかり」
学生は少ないが、研究者はたくさんいる。だから、指導が濃い。研
究の進め方、考え方、実験手法、論文の読み方・書き方、プレゼンの方法、等々…ラボのボスは学生のために多くの時間を費やしてくれる。
他のラボの先生とのディスカッションの機会もある。その中で日頃から思考回路を鍛える訓練ができるのは非常に幸せな環境。もちろん、へこんで、悩んで、迷うことは日常茶飯事。でもプロの思考に触れ続ける刺激と、その結果自分の中に生じる危機感が、前に進むための一歩を踏み出す力になりうる。毎日がこの繰り返し。

「学生同士が遠いけれど近い」
大学と比較すると研究所には学生が圧倒的に少ない分、ラボ、学年を超えて交流がある。自分とは異なる研究分野に取り組む同世代との関わりが深いことは、単純に面白く、刺激的。また、ここにいる学生
は研究者を目指しているという点で共通項がある。顔を合わせる機会や言葉を交わす頻度という意味では大学よりも少し遠く、けれど研究に対する価値観といった部分では近さを感じる学生同士の不思議な距
離感は、互いにプラスに作用する。
「憧れから目標に」研究者に対する漠然とした憧れを、具体的な目標へと変えることができる。大学院生から PI に至るまで、研究という世界に身を置く様々な人たちがいる。自分に足りないものは何か…、目指すものと今の自分との差が明確に見えてくる。研究者としてきちんと独り立ちするために、大学院生の自分は今何に重きをおくべきか、常に意識できる環境であることに感謝している。

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修了生の声米原 圭祐

統合神経生物学研究部門

2007 年度修了

当時、東京大学の獣医学科の学部生だった私は、最先端の分生生物学を学びながら神経発生の研究を行いたいと思っていました。将来は研究者として生きて行きたいので、どうせやるなら凄い先生の下で勉強したいと思い、日本中の大学院４−５カ所を尋ねて歩いた結果、基礎生物学研究所の野田昌晴先生の研究室に博士後期課程の学生として参加することに決めました。野田先生は基生研に来られる前には京都大学の沼正作先生とともに数々の神経ペプチドやチャネル、受容体の配列構造を決定し、Nature に数えきれないほどの論文を出し、世界の分子生物学を牽引して来られた研究者でした。基生研でも網膜の領域化や Na+ チャネルの生理機能の研究で多くの一流の業績をあげておられました。私もそのような先生に教えを請えば研究者として生き抜くための知恵と技術を授けてもらえるのではないかとの期待を胸に興奮しながら岡崎に来たことを覚えています。それと当時に、一流の研究を行っていた研究室の皆さんについていけるか心配だったことも覚えています。野田研では新谷先生や作田先生、その他多くの先生 / ポスドクの方々に、昼夜の別もなく親身な指導をして頂きまして、最初は一つのプラスミドを作るのに半年もかかっていた始末でしたが、徐々に研究者として必要な基礎を身につけていきました。野田先生には、沼研時代の逸話など、多くの示唆に満ちた教訓を頂きました。御陰さまで、卒業する頃には入学した頃

米原 圭祐
DANDRITE- Danish Research Institute ofTranslational Institute/Nordic
EMBL/Aarhus University
グループリーダー / 准教授の甘かった自分とはまるで別人の、自立した研究者に成長することができたような充実感を感じました。具体的には、大学生の頃は（クイズ王の様に）知識があることと早く答えを出せることだけが頭の良さ = 優秀さを決めると勘違いしていましたが、物の考え方の基本的な枠組み ( マインドセット )、精神的な態度、コミュニケーション
能力など、それまで自分に決定的に欠けていた能力群が研究者として上手くやるために重要であることに気付かされました。ハードワークももちろん重要です。大学とは違って、基生研のようにプロの研究者に囲まれて研究したからこそ、そのような成長の手応えを感じることができたのだと思います。総研大の同期の友人達とは、週末に車で鳥羽まで行ってバーベキューや花火をしたり、公園で缶蹴りをしたり、飲みに行ったりと、楽しく過ごしました。岡崎に最初来た時は、東京と比べて退屈そうで生きていけるか心配でしたが、研究生活に没頭するにはとても適した環境だと気づくのに時間はかかりませんでした。中古の軽自動車でよく気晴らしに蒲郡や豊橋までドライブに行っていました。イオンでの買い物はもちろん外せません。週末は喫茶店でモーニ
ングを取りながら実験や論文の構成についてうんうんと考えるのが好きな時間の過ごし方でした。
博士取得後、９ヶ月ほど野田研で研究員をした後に、新たに電気生理学と二光子イメージングを習いながら神経回路の発達と機能の研究を行いたいと思い、スイスのバーゼルにある Friedrich Miescher Institute の、視覚神経回路及び網膜機能回復の研究で世界の第一人者としての名を確立しつつあった Botond Roska 博士の研究室にポスドクとして参加しました。Friedrich Miescher Institute はバーゼルに本社を持つノバルティスに資金援助を受けている基礎医学研究所で、約２４の研究室がエピジェネティクス、ガン、神経生物の３部門に分かれて研究を行っています。研究所
は基生研よりも大分狭くて驚きましたが、毎月の様に CNS やその姉妹紙が出て、廊下を歩けば CNS ホルダーに何度も肩がぶつかります。特筆すべきは大変充実したファ
シリティーで、FACS、マイクロアレイや RNA シークエンス、組織染色などもサン
プルを渡せば PhD を持った専任科学者が無料で実験してデータを渡してくれます。
ですので、ポスドクは自分にしかできないような重要な実験に集中することができます。各研究室は毎年約７千万円程度の研究費を研究所から支給されている上に、外部から多くのグラントを獲得しています。このような、企業が運営する優れた基礎研究所が日本にもっとあれば素晴らしいと思います。野田研で解析していた GFP ノック

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インマウスを野田先生が快く持ち出しを許可して頂きましたので、このマウスを用いてバーゼルで解析を引き続き行いました。一年目は Roska 博士のグラントで雇ってもらっていましたが、バーゼルに来てから色々と奨学金にアプライし始め、結果として EMBO Long-Term Fellowship と海外学振からそれぞれ２年ずつ援助をして頂きました。Roska 博士はもともとプロのチェロ演奏者としてスタートしたハンガリー人なのですが、怪我のせいで研究者に転向したという異色の経歴を持ちます。怪我の後、数学科と医学部をモグリで同時に主席卒業し、バークレーで博士取得後、ハーバード大学の名誉ある Harvard Society Fellow に選出されて研究を行った後バーゼルで独立されました。世界の科学者の中でも有数の頭脳を持つのではないかと思うほど頭が良く、いまだに論文執筆能力ではまったく頭が上がりません。
バーゼルに来てからも数年間は日本にいた時の様に午前９時から午前１-2 時くらいまで土日もなく夢中で実験していました。ヨーロッパ人は基本的には午後６時くらいには大体家に帰ってしまい、土日は来ませんので、文字通り他人の２倍の時間働いていました。ただ、特にドイツ人は労働時間は短いのですがその分昼間はもの凄い効率で働くので、大きな成果を出している人が多くいて、これは日本では見かけなかった
労働スタイルだと感じ、大変勉強になりました。( ちなみに私は今ではヨーロッパス
タイルに切り替えて研究を行っています。) 当初は英語でしゃべるのに苦労していましたが、半年もするといつの間にか苦労しない様になっていました。基生研が提供していた英語教育（無料のクラスや TOEIC 受験）が語学力の素地をつくる上で大変役に立ったのだと思います。一般に、ヨーロッパ人研究者は英語を流暢に話しますが、英語を書く段になると文法ミスが多く、逆に平均的な日本人のほうが正しい文法で書けるぐらいです。ポスドクとして海外に来たばかりの頃の主要な仕事は実験や論文の読み書きだと思いますので、すぐに流暢な英語を話せる必要はなく、後々のジョブハ
ンティングなど話し英語を磨く必要がある時期までに徐々に上達させるくらいで良いかと思います。バーゼルでは日本人研究者は勤勉で優秀だと認識されていました（余談ですが、Friedrich Miescher Institute では日本人学生だけ給料を上げるという案が教授会でほぼ決定されかけたのですが、１人いた日本人教授の強い拒否により否決されたそうです）。皆さんも海外でポスドクをしてみたいと思うなら博士号取得前後
から思い切ってアプライしてみるといいと思います。今の時代、ネットサーフィンで必要な情報はいくらでも検索できるはずです。パソコンの前に座れば日本も海外も関係ありませんし、国境を超える心的障壁はかつてないほど小さくなって来ています。
海外での安定した生活基盤を確保するためには、和食食材を確保するための努力は惜しまない方がよいです。
野田研で受けた教育のお陰もあり、バーゼルでのプロジェクトは上手く進み、開始から２年以内に夢だった Nature にアクセプトすることができました。その後も論文を出し、ポスドク５年目を迎える前くらいから、兼ねてからの目標であった海外で研究室を主宰するためにジョブハンティングを始めました。 Nature や Science のオンライン広告や学会のホームページを見て応募先を探し、アメリカに４０カ所、ヨー
ロッパに１０カ所、応募を送りました。その全てに野田先生に推薦状を添えて頂いた
ことに大変感謝しております。アメリカから２カ所、ヨーロッパから５カ所、インタ
ビューに呼ばれました。インタビューに呼ばれるためには業績は大事ですが、一旦呼ばれるとそこからはトークが大事だと Roska 博士にアドバイスを受けましたので、自分のトークをビデオで撮って何度も練習したり、Roska 博士を含めたラボの皆に何度も練習トークにつき合ってもらいました。その甲斐あってか、結果としてヨーロッ
パの４カ所（イギリス、ドイツ x2、デンマーク）からオファーを頂きました。ヨーロッパからより好意的に評価された理由はまだはっきりとはしませんが、自分がヨーロッパをベースに活動していたことと当然無関係ではないと思います。ドイツでのインタ
ビューでは、沼先生や野田先生のことをよく知っている研究者が予想以上に多くいることに驚き、往時両先生方の名前がドイツで鳴り響いていたことを再認識しました。

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独立後も高価な二光子顕微鏡を用いた実験をしたかったので、スタートアップの額を重視した結果、デンマークの DANDRITE - Danish Research Institute ofTranslational Neuroscience のオファーを受諾しました。DANDRITE は 2013
年に新しく設立された EMBL の北欧パートナーの研究所であり、デンマークで製薬会社を保有する Lundbeck Foundation からも潤沢な資金援助を受けています。
オーフス大学の中にありますが、教育の義務はありません。グループリーダーは公募により世界中から集められており、８人のグループリーダーが揃ったばかりです。
更に、幸いにもラボの立ち上げに際して European Research Council から ERC
Starting Grant を頂くことが出来ました。５年間で１５０万ユーロという大きな額です。ERC Starting Grant に応募できるのは博士取得後７年以内の研究者だけです
し、例えばドイツ内のいくつかのスタートアップグラントは博士取得後４年以内しか応募できませんので、将来ヨーロッパで独立を目指すのでしたら博士号取得後に早めに海外へ出た方が有利だと思います。これを逃すと、よりシニアの研究者向けのグラントに応募しなくてはならず、競争は激化します。まるで馬の目の前に垂らす人参のように、５年毎くらいに次のステージのグラントが用意されているので、それを目指して研究者はしのぎを削って研究することになります。競争力を維持するための良く出来たシステムだと思います。
２０１５年２月から DANDRITE にて研究室を立ち上げました。マウスの視覚神
経回路をモデルとして用いて、神経細胞同士の相互作用が神経演算を生み出す仕組
み、またそれら神経結合を形成する分子細胞機構などを明らかにしていきます。今（２０１５年３月現在）はテクニシャン（デンマーク人）と私の２人だけのラボですが、
今年中に３人のポスドク（アメリカ人、ポルトガル人、ハンガリー人）が参加することが決まっています。熱意あるポスドクはいつでも募集しています。スイスと同様にGDP per capita の高いデンマークではポスドクに大変高額の給料が支払われます。
今はモレキュラー実験室にはピペットマンと椅子しかなく、毎日の様に器械や試薬、マウスを注文している最中です。生理実験室には二光子顕微鏡２台（１台は exo vivo
網膜実験用、もう１台は in vivo 実験用）、レーザー１台、それに Multielectrodearray のシステムを近々設置する予定です。発音が難しいとされるデンマーク語を習うのは既に諦めていますので（笑）注文はテクニシャンに頼っていますが、今の時代
は Google Translate があるので非英語書類の読解にはそこまで困りません。研究所
内は英語が公用語です。一年後にはどんな研究室になっているのだろうと考えると、心が躍ります。
基生研を飛び出てから６年が経過したばかりでまだまだ駆け出しですが、基生研で始めた研究を一貫して行ってきて、野田先生や Roska 博士といった研究と人格に優れた指導者にも恵まれ、次々と新しい発見に出会い、幸運にも自分なりのアプローチ
で問題に挑戦する機会を得ることができました。DANDRITE での任期は EMBL のス
タイルに準じた５-9 年で更新はありませんので、この限られた期間に研究成果を出せる様に皆で頑張っていきたいと思います。人生の中のどの決断が正しかったのかは、後になってみないと分からない難しさがあります。基生研に行かなかったら、今の私のキャリアパスは間違いなく異なったものになっていました。私に出来ることは、後で“しなかったこと“を後悔しないために、適切なタイミングで新しいステージに挑戦していくことだと思っています。また、ここまで私が研究者として生き延びて来られたのも、家族が助けてくれたお陰であることを記したいと思います。皆様の今後の研究生活が成功と興奮に満ちたものになることをお祈りいたします。

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修了生の声森田 仁

所属 : 形態形成研究部門

2010 年度修了

私は基礎生物学研究所に 5 年一貫制の大学院生として在籍し、上野直人教授のもとでアフリカツメガエルの胚を用いた初期発生の研究をしてきました。入学した当初は 5 年間という期間がとても長く感じられましたが、よくあるように、修了してみるとあっという間だったと感じています。それだけ研究に専念できていた証拠なのかもしれません。基礎生物学研究所での研究は、自分が所属する研究室の中だけにとどまらず、他の研究室の先生やスタッフ、学生との交流・議論を通して研究を深めていけるところに特長があります。特に私にとって印象的だったのは 5 年間のうち 2 年目と 4 年目に行われた研究所内でのポスター発表です。これは授業の一環として行われるもので、そこでは基礎生物学研究所のほとんど全ての先生方を前にして発表をすることになっています。そのため専門分野が異なる方々の意見を多く聞くことができる機会です。私はそこで幾つもの鋭く厳しい意見をいただくことができて、自分の研究を異なった角度から見直す良い機会になりました。そしてそれが、研究を前進させる重要な成果を得ることにつながったのも事実です。
そのほかに、基礎生物学研究所に在籍したことによって私が経験した大きなこととして、英語に接する機会が多かったことが挙げられます。研究を進める中で英語の論文を読むことは当然ですが、基礎生物学研究所では英語で会話をする機会が多くありました。まず、私のいた研究室ではセミナーの時に英語で発表することになっていたので毎週のように英語を聞く、話すことをしていました。さらに研究所内で行われる公開セミナーで、外国から招かれた先生の講演を聞く機会も一度や二度ではありませんでした
し、機構の施設で国際ミーティングが行われた時などは外国から参加してきた学生たちと交流を深める機会をもち、日本にいながら数日間英語漬けになることもありました。印象に残っているのは、私がまだ基生研に来て
2 ヶ月くらいしか経っていない頃に、研究所を訪問されていた EMBL（欧州分子生物学研究所）の所長である Iain Mattaj に対して自分の研究を紹介するように（急に）命じられた時に、全くと言っていいほど何も話せなかったという経験をしたことです。これがきっかけで英語をちゃんと話せるよ
うになりたいと思うようになったことも、英語に向かう私の原動力になりました。このように日常的に英語が使われる環境に身をおくことができたので、始めのうちはほとんど英語を聞き取れず、もちろん大して話すこともできなかった私が、5 年間で鍛えられて英会話に対してそれなりの自信を持つことができるようになったと感じています。このことは研究においてだけではなく、私の人生においても大きな収穫になったと言えます。
私にとって基礎生物学研究所で過ごした 5 年間は、早かったと言っても決して平坦なものではありませんでした。でも、いろいろな場面で形態形
成研究部門のメンバーの皆さん、基生研の先生、学生、スタッフの皆さんの存在に支えられてやってくることができたと感じています。

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森田 仁
オーストリア科学技術研究所
研究員

大学院生が第一著者の発表論文例 (2010 - )Wanglar C, Takahashi J, Yabe T, Takada S. (2014)
Tbx Protein Level Critical for Clock-Mediated Somite
Positioning Is Regulated through Interaction between Tbx
and Ripply. PLoS One. 9:e107928.
Nishimura, T., Herpin, A., Kimura, T., Hara, I., Kawasaki,T., Nakamura, S., Yamamoto, Y., Saito, T.L., Yoshimura,J., Morishita, S., Tsukahara, T., Kobayashi, S., Naruse, K.,
Shigenobu, S., Sakai, N., Schartl, M. and Tanaka, M. (2014)
Analysis of a novel gene, Sdgc, reveals sex chromosomedependent differences of medaka germ cells prior to gonad
formation. Development 141, 3363-3369.
Shukla, R., Watakabe, A., and Yamamori, T. (2014) mRNA
expression profile of serotonin receptor subtypes anddistribution of serotonergic terminations in marmoset brain.
Front Neural Circuits. 8:52. Front. Neural Circuits.
Sasaki, T., Suzaki, T., Soyano, T., Kojima, M., Sakakibara,
H., and Kawaguchi, M. (2014). Shoot-derived cytokinins
systemically regulate root nodulation. Nat. Commun. 5,4983.
Yoro, E., Suzaki, T., Toyokura, K., Miyazawa, H., Fukaki, H.,
and Kawaguchi, M. (2014). A positive regulator of nodule
organogenesis, NODULE INCEPTION, acts as a negative
regulator of rhizobial infection in Lotus japonicus. Plant
Physiol. 165,747-758.
Sumiya, E., Ogino Y., Miyakawa, H., Hiruta, C., Toyota, K.,
Miyagawa, S., and Iguchi, T. (2014). Roles of ecdysteroids
for progression of reproductive cycle in the fresh water
crustacean Daphnia magna. Front. Zool. 11, 60.
Toyota, K., Kato, Y., Miyakawa, H., Yatsu, R., Mizutani,T., Ogino, Y., Miyagawa, S., Watanabe, H., Nishide,
H., Uchiyama, I., Tatarazako, N., and Iguchi, T. (2014).
Molecular impact of juvenile hormone agonists on neonatal
Daphnia magna. J. Appl. Toxicol. 34, 537-544.

Cui, S., Fukao, Y., Mano, S., Yamada, K., Hayashi, M.,
and Nishimura, M. (2013). Proteomic analysis reveals that
the Rab GTPase RabE1c is involved in the degradation of
the peroxisomal protein receptor PEX7 (peroxin 7). J Biol
Chem 288, 6014-6023.
Aoyama, T., Hiwatashi, Y., Shigyo, M., Kofuji, R., Kubo,
M., Ito, M., and Hasebe, M. (2012). AP2-type transcription
factors determine stem cell identity in the moss
Physcomitrella patens. Development 139, 3120-3129.
Okamoto, H., Watanabe, T.A., and Horiuchi, T. (2011).
Double rolling circle replication (DRCR) is recombinogenic.
Genes Cells 16, 503-513.
Goto, S., Mano, S., Nakamori, C., and Nishimura, M. (2011).
Arabidopsis ABERRANT PEROXISOME MORPHOLOGY9
is a peroxin that recruits the PEX1-PEX6 complex toperoxisomes. Plant Cell 23, 1573-1587.
Takahashi, J., Ohbayashi, A., Oginuma, M., Saito, D.,
Mochizuki, A., Saga, Y., and Takada, S. (2010). Analysis of
Ripply1/2-deficient mouse embryos reveals a mechanism
underlying the rostro-caudal patterning within a somite.
Dev. Biol. 342 , 134-145.
Shindo, A., Hara, Y., Yamamoto, T.S., Ohkura, M., Nakai,J., and Ueno, N. (2010). Tissue-tissue interaction-triggered
calcium elevation is required for cell polarization during
Xenopus gastrulation. PLoS One 5, e8897.
Sasaki, T., Komatsu, Y., Watakabe, A., Sawada, K., andYamamori, T. (2010). Prefrontal-enriched SLIT1 expressionin Old World monkey cortex established during thepostnatal development. Cereb. Cortex 20, 2496-2510.
Nagakura, A., Hiyama, T.Y., and Noda, M. (2010). Na(x)deficient mice show normal vasopressin response to
dehydration. Neurosci. Lett. 472, 161-165.

Toyota, K., Kato, Y., Sato, M., Sugiura, N., Miyagawa, S.,
Miyakawa, H., Watanabe, H., Oda, S., Ogino, Y., Hiruta,
C., Mizutani, T., Tatarazako, N., Paland, S., Jackson, C.,
Colbourne, J.K., and Iguchi, T. (2013). Molecular cloningof doublesex genes of four cladocera (water flea) species.
BMC Genomics 14, 239.

Morita, H., Nandadasa, S., Yamamoto, T.S., TerasakaIioka, C., Wylie, C., and Ueno, N. (2010). Nectin-2 andN-cadherin interact through extracellular domains andinduce apical accumulation of F-actin in apical constrictionof Xenopus neural tube morphogenesis. Development 137,
1315-1325.

Takahara, M., Magori, S., Soyano, T., Okamoto, S.,
Yoshida, C., Yano, K., Sato, S., Tabata, S., Yamaguchi, K.,
Shigenobu, S., Takeda, N., Suzaki, T., and Kawaguchi, M.
(2013). Too much love, a novel Kelch repeat-containing
F-box protein, functions in the long-distance regulation of
the legume-Rhizobium symbiosis. Plant Cell Physiol 54,
433-447.

Kanai, M., Nishimura, M., and Hayashi, M. (2010). A
peroxisomal ABC transporter promotes seed germination
by inducing pectin degradation under the control of ABI5.
Plant J. 62, 936-947.

Hara, Y., Nagayama, K., Yamamoto, T.S., Matsumoto, T.,
Suzuki, M., and Ueno, N. (2013). Directional migrationof leading-edge mesoderm generates physical forces:
Implication in Xenopus notochord formation during
gastrulation. Dev Biol 382, 482-495.

99

大学院教育協力
基礎生物学研究所では、全国の大学の要請に応じて、それらの大学に所属する大学院生を「特別共同利用研究員」として受け入れ、併せて研究指導を行い、大学院教育の協力を行っています。

受け入れ対象費用

大学院に在学中の者 ( 基礎生物学及び関連分野の専攻者 ) と基礎生物学研究所に対し費用を納付する必要はありません。

します。所属大学院は、国立大学法人、公立大、私立大を問( 授業料などは所属大学に収めることになります。)

いません。ただし、修士課程 ( 博士課程 ( 前期 )) の学生については、当該大学院における授業・単位取得等に支障のない者に限ります。応募にあたっては所属する大学院の指導教員の推薦書、研究科長からの委託書が必要です。

RA 制度による大学院生の支援
基礎生物学研究所では、所内で研究活動を行う大学院生をRA( リサーチアシスタント ) 制度によって経済的に支援しています。特別共同利用研究員に対してもこの制度を適用し、年齢・国籍を問わずに援助しています。

2013 年度 特別共同利用研究員
氏

名

石

東博

京都大学大学院
生命科学研究科統合生命科学専攻

哺乳類の卵管上皮繊毛細胞における平面内細胞極性について大原裕也

静岡県立大学大学院
生活健康科学研究科食品栄養科学専攻

ショウジョウバエのβ - オクトパミン受容体の遺伝子発現および機能解析遠山早紀

静岡県立大学大学院
薬食生命科学総合学府環境科学専攻

魚類エストロゲン受容体サブタイプ（α , β１, β２）の機能解析

五反田

康孝

静岡県立大学大学院
薬食生命科学総合学府薬科学専攻

高等植物における二次代謝制御の分子細胞生物学的な解析

研究題目

賴永

恵理子

名古屋大学大学院
生命農学研究科応用分子生命科学専攻

脊椎動物の温度適応機構

寺田

晋一郎

京都大学大学院
生命科学研究科統合生命科学専攻

２光子イメージングを用いた脳内生成情報と外世界情報の統合による行動発現
機構の解析

千賀

琢未

名古屋大学大学院
生命農学研究科応用分子生命科学専攻

メダカにおける季節繁殖に制御機構の解明

College of Life Science and Technology,
Huazhong Agricultural University

The function of TOP1 in Moss (Physcomitrella patens )Karlsruhe Institute of Technology
Institute of Toxicology and Genetics

Analysis of transport mechanisms of Wnt3a in the neural plate ofzebrafish

GU, Nan
WEICHSEL,
Alexander

100

所属

特別共同利用研究員
石 東博（初期発生研究部門）
現在 NIBB リサーチフェロー

ショウジョウバエを研究していた教授がふと、マウスもちょっと調べてみたいなと。
それが私が基生研にやってくるきっかけでした。恥ずかしながら、まだ当時は愛知と言えば名古屋ぐらいしか知らず、「キセイケン？ドコソコ？」状態でしたが、それが今となってはこの研究所にいることを誇りに思い、こうして筆を執ることになりました。
他の大学院に所属したまま基生研で研究する大学院生は、特別共同利用研究員として受け入れられます。少し仰々しい名称ですが、実際の生活は普通の総研大の大学院生とほぼ同じです。リサーチアシスタントとして採用され経済的な援助を受けることもでき、基生研の懐の深さがうかがえます。一般の大学院と比べると、学生が占める
割合は少なく、いろんな方に名前を覚えてもらえ、サポートしていただきながら研究を進めることができます。今となっては７割以上の教員が私の名前を覚えているはず！基生研には、研究所全体で学生を大切にして育てようという気風が感じられます。
各研究室内に学生は２－３人しかいないのですが、ラボの枠を超えた学生同士の交流が盛んです。今年誕生したソフトボール部など、生理研・分子研の人とも知り合え
るサークル活動も充実しています。
人との出会いは人生の糧といいますが、そういう意味で、特別共同利用研究員として過ごした日々は実に豊作でありました。また、所属の大学院と基生研と両方の環境を体験することで、様々なことに気づき、学ぶことができました。この制度を多くの人に知ってもらい、基生研で素敵な研究生活と青春の日々を過ごしていただきたいと
思います。

101

共同利用研究
基礎生物学研究所は大学共同利用機関として、大学・研究機関などに所属する所外の研究者に対し、所内の研究部門・研究室との共同研究、および所内の施設を利用して行われる研究課題を公募しています。

重点共同利用研究

大型スペクトログラフ共同利用実験

生物学の基盤研究をさらに強化発展させ、独創的で世界を先大型スペクトログラフを使用して、本研究所が設定した実験
導する研究を創成し、発展させるため、他の研究機関の研究者
課題について行われる実験・研究。生物の多様な機能を制御すと所内の教授、准教授又は助教が共同して行う複数のグループ
る各種の光受容系の機構の解明を行うため、共同利用実験の課からなる研究。1 年以上、3 年を超えない期間で実施されます。 題として「光情報による細胞機能の制御」「光エネルギー変換」
１件あたり年間上限 300 万円の研究費を助成します。
「生物における空間認識・明暗認識」「紫外線による生体機能損
傷と光回復」の 4 つの研究テーマが設定されています。共同利用実験の実施に必要な基礎生物学研究所までの交通費、日当、モデル生物・技術開発共同利用研究
宿泊料を支給します。
生物学研究に有用な新しいモデル生物の確立および解析技術開発に向けて、他研究機関の研究者あるいは所内の研究者が、DSLM 共同利用実験
基礎生物学研究所の施設 ( 生物機能解析センター ( 生物機能情
Digital Scanned Light-sheet Microscope(DSLM) を使報分析室、光学解析室、情報管理解析室 )、モデル生物研究セ用して行われる実験・研究。DSLM は欧州分子生物学研究所
ンター ) および岡崎共通研究施設アイソトープ実験センターの(EMBL) が開発した試料の側方からシート状の光を照射する蛍専任職員と共同して行う研究。1 年以上 5 年を超えない期間
光顕微鏡です。この顕微鏡の特徴は、1) 深部観察が可能、2)で実施されます。１件あたり年間上限 100 万円の研究費を助
立体像を高速で取得可能、3) 褪色・光毒性が少ない、という成します。
ものであり、最大数 mm 程度の生物個体や組織のライブイメー
ジングに適しています。共同利用実験の実施に必要な基礎生物
個別共同利用研究
学研究所までの交通費、日当、宿泊料を支給します。
他の研究機関の研究者が、所内の教授、准教授又は助教と協力して行う個別プロジェクト研究。1 年以内で実施されます。
共同利用研究の実施に必要な基礎生物学研究所までの交通費、 次世代 DNA シーケンサー共同利用実験
基礎生物学研究所の次世代 DNA シーケンサーを使用して、日当、宿泊料を支給します。
他研究機関の研究者あるいは所内の研究者が、生物機能解析
センター・生物機能情報分析室と共同して行う研究。次世代
生物画像処理・解析共同利用研究
DNA シーケンサーは、高速並列シーケンスにより塩基配列情
生物画像処理・解析に関するニーズや課題を抱える他研究機
報をハイスループットに解読することができる装置です。ゲノ関の研究者あるいは所内の研究者が、基礎生物学研究所に併任
ム解読はもちろん、遺伝子や染色体の変異検出から発現解析まする自然科学研究機構新分野創成センターイメージングサイエ
で応用範囲の広い解析機器です。実験計画からデータ解析まで
ンス研究分野の専任教員と共同して行う研究。
緊密な連携の上で共同研究を行います。共同利用実験の実施に
当分野では、光学顕微鏡、電子顕微鏡、あるいは医用モダリ
必要な基礎生物学研究所までの交通費、日当、宿泊料を支給しティ等で取得された画像データに対し、Ⅰ . 新しい画像処理・ます。
解析手法の確立 Ⅱ . 既存技術の応用手法の開発 Ⅲ . 画像解析の効率化を目指した GUI アプリケーションの開発などを実トレーニングコース実施
施しています。本共同利用研究では、画像取得者との緊密な連
基礎生物学に関連する研究技術の普及を目的としたトレーニ
携体制を築いた上で、上記の内容に基づき、生物画像解析に関ングコースの開催のための実習室の利用。トレーニングコース
わる研究課題を解決することを目的とします。共同利用研究の開催における講師及び補助者の基礎生物学研究所までの交通実施に必要な基礎生物学研究所までの交通費、日当、宿泊料を費、日当、宿泊料、また実施に必要な試薬等の消耗品費を支給支給します。
します。

研究会

基礎生物学分野において重要な課題を対象とした比較的少人数の研究討論集会。研究会における発表者の基礎生物学研究所
までの交通費、日当、宿泊料を支給します。

102

共同利用研究申請に関する詳しい情報は、基礎生物学研究所
ホームページをご覧下さい。

2013 年度

重点共同利用研究研究代表者名・所属

Axial stem cells（体軸幹細胞）の制御による体軸形成近藤 寿人

大阪大学大学院生命機能研究科

ヒト疾患モデルとしてのメダカ：コンディショナル KO などを使った多面的解析
系の確立

谷口 善仁

慶應義塾大学医学部

2013 年度

モデル生物・技術開発共同利用研究研究代表者名・所属

環境生物学の新興モデル生物「アブラムシ」の研究者コミュニティ形成とポストゲノム研究基盤構築

重信 秀治

自然科学研究機構基礎生物学研究所

ゼブラフィッシュ近交系への逆遺伝学的手法の導入に向けた基盤整備

新屋 みのり情報・システム研究機構国立遺伝学研究所

熱ショック誘導 Cre/loxP システムを利用したヒト疾患モデルメダカの作製と性
状解析

木下 政人

京都大学大学院農学研究科

社会組織化の分子機構とその進化過程解明のモデル昆虫「シロアリ」のゲノム科学的研究基盤の構築

三浦 徹

北海道大学大学院地球環境科学研究院

2013 年度

個別共同利用研究研究代表者名・所属

アジサイを含む酸性土壌耐性植物におけるアルミニウムストレスへの応答と耐性機構に関する研究吉田 久美

名古屋大学大学院情報科学研究科

ペプチド性因子 CES102 受容体の探索

丹羽 康夫

静岡県立大学大学院食品栄養環境科学研究院

Mamo Zn フィンガードメイン強制発現による遺伝子発現誘導機構の解析

向 正則

甲南大学理工学部

マウス卵管における器官の非対称性と細胞極性をつなぐ機構の解析

上村 匡

京都大学大学院生命科学研究科

カワカイメン幹細胞集団からの個体形成における骨片骨格形成過程の解明

船山 典子

京都大学大学院理学研究科

マイクロ流体デバイス技術を活用した抗体スクリーニングシステムの実用化検討木村 啓志

東海大学工学部

ニワトリ初期胚における BMP シグナルインプットの可視化と BMP による形態
形成の観察

福田 公子

首都大学東京大学院理工学研究科

霊長類大脳皮質ニューロンの樹状突起構造の 3 次元構造解析

一戸 紀孝

国立精神・神経医療研究センター神経研究所

マウスステップパターン学習おける小脳の機能の解析

木津川 尚史大阪大学大学院生命機能研究科

DNA メチル化酵素の配列特異性の変換によるエピゲノム進化小林 一三

東京大学大学院新領域創成科学研究科

イセハナビ属植物を用いた周期的一斉開花の進化研究

吉村 仁

静岡大学創造科学技術大学院

Analysis of plant symbiosis genes with a functional role in parasitic
infection of plants by root-knot nematodes

BARTLEM,
Derek

北海道大学大学院農学研究院

ミヤコグサの共生と生殖の関連性の解析

齋藤 勝晴

信州大学農学部

マメ科 ･ ラン科植物における菌根共生特異的に発現する遺伝子の機能解析

上中 弘典

鳥取大学農学部

新生児期化学物質暴露による甲状腺ホルモン系攪乱作用の分子機構の解明

藤本 成明

広島大学原爆放射線医科学研究所

マウス雌性生殖腺の遺伝子発現に対する周生期性ホルモン投与の影響

佐藤 友美

横浜市立大学大学院生命ナノシステム科学研究科

両生類肝臓への甲状腺ホルモン作用に対する環境化学物質の影響高瀬 稔

広島大学大学院理学研究科

ミネラルコルチコイド受容体ノックアウトメダカ及びステロイドホルモンの応答を可視化できるメダカから明らかにするホルモンの本質的機能

高橋 英也

岡山大学理学部

海産珪藻の休眠解除における光合成系活性化の役割

紫加田 知幸水産総合研究センター瀬戸内海区水産研究所

マカクザル大脳新皮質における領野特異性・神経回路特異性規定因子の探索と生物学的意義の解明

郷 康広

自然科学研究機構新分野創成センター

哺乳類概日リズムの中枢組織における情報伝達と対称性の研究

沼野 利佳

豊橋技術科学大学エレクトロニクス先端融合研
究所

カメレオンナノトランスジェニックマウスを用いた中枢神経における Ca2 ＋動態の可視化解析

根本 知己

北海道大学電子科学研究所

GnRH2 ニューロン局所破壊による行動学的解析

岡 良隆

東京大学大学院理学系研究科

Channel-rhodopsin を用いたカルシウム流入系の確立

横山 尚彦

京都府立医科大学大学院医学研究科

植物と動物に共通の共生細菌維持機構の解明

内海 俊樹

鹿児島大学大学院理工学研究科

TILLING 法によるドーパミン，成長ホルモン，ソマトラクチン受容体欠損メダカ
の作出

深町 昌司

日本女子大学理学部

赤外線励起レーザー誘起遺伝子発現操作（IR-LEGO）法を用いたメダカ脳の機能的予定運命図の作製

竹内 秀明

東京大学大学院理学系研究科

赤外レーザー遺伝子発現顕微鏡 (IR-LEGO) を用いた植物の光応答の解析

長谷 あきら

京都大学大学院理学研究科

R-Avr 認識後の細胞間防御応答シグナルの解析

別役 重之

東京大学大学院理学系研究科

温度感受性新規蛍光タンパク質と IR-LEGO を用いた細胞内温度計測システムの開発と細胞内外の微小環境制御

中野 雅裕

大阪大学産業科学研究所

103

104

ライブイメージングと IR-LEGO システムで迫る植物メリステムの制御動態

植田 美那子

名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研
究所

シロイヌナズナの根の伸長と液胞の拡大に対するオートファジーの影響

井上 悠子

埼玉大学大学院理工学研究科

重力感受組織と器官屈曲との空間的関連性

森田 美代

名古屋大学大学院生命農学研究科

光学的アプローチによる非侵襲的時期および空間特異的細胞除去法による細胞機
能解析

瀬原 淳子

京都大学再生医科学研究所

プロゲスチン膜受容体遺伝子変異メダカの作出

徳元 俊伸

静岡大学理学部

モデル小型魚類利用によるシアル酸代謝とその機能解明研究北島 健

名古屋大学生物機能開発利用研究センター

メダカの色素胞発生における Sox ファミリーの機能解析

橋本 寿史

名古屋大学生物機能開発利用研究センター

IR-LEGO 顕微鏡による標的血管内皮細胞における遺伝子発現系の樹立

木村 英二

岩手医科大学医学部

赤外レーザー顕微鏡を用いたメダカにおける温度依存的性決定機構の解析北野 健

熊本大学大学院自然科学研究科

メダカを利用した魚類の耐病性分子育種の基盤構築

沖中 泰

広島大学大学院生物圏科学研究科

小型魚類を用いた小脳神経回路形成の分子機構の解析

日比 正彦

名古屋大学生物機能開発利用研究センター

変異メダカを用いたアリールスルファターゼの形態形成における機能の解析

中坪 敬子

広島大学大学院理学研究科

タンパク質架橋化酵素ファミリー遺伝子産物の生理的意義の解明

人見 清隆

名古屋大学大学院創薬科学研究科

器官形成にかかわるオーキシン信号伝達経路の時空間制御の解明

綿引 雅昭

北海道大学大学院理学研究院

再生組織可視化トランスジェニックメダカを用いた再生因子スクリーニングモデ
ルの開発

出口 友則

産業技術総合研究所健康工学研究部門

低温環境感覚の IR-LEGO を用いた可視化への挑戦

古本 強

龍谷大学文学部

アフリカツメガエルの四肢再生の研究に対する IR-LEGO の適用

横山 仁

東北大学大学院生命科学研究科

Mathematical morphology とバーチャルスライド化によるデジタル組織学 ･病理学の展開尾田 正二

東京大学大学院新領域創成科学研究科

クマノミ類の Fosmid library 作製と塩基配列解析

木下 政人

京都大学大学院農学研究科

カスパーゼ８遺伝子変異メダカに関する表現型の解析

酒巻 和弘

京都大学大学院生命科学研究科

遺伝子改変メダカの作製，および無尾両生類におけるホルモン応答性アクアポリンの遺伝子領域の解析

鈴木 雅一

静岡大学理学部

異形世代交代を司る転写因子の細胞内相互作用の解析

榊原 恵子

広島大学大学院理学研究科

Xenopus laevis ゲノムプロジェクト完成に向けた FISH 解析

近藤 真理子

東京大学大学院理学系研究科付属臨海実験所

無脊椎動物神経分泌ペプチドの生物機能の解析

吉国 通庸

九州大学大学院農学研究院

Tor キナーゼを介した細胞周期制御の細胞老化過程への関与

松浦 彰

千葉大学大学院融合科学研究科

植食性昆虫の産卵選好性を司る遺伝機構の解明

大島 一正

京都府立大学大学院生命環境科学研究科

内在性トランスポゾンを用いた遺伝子機能改変系統の高効率作出系の開発

前川 雅彦

岡山大学資源植物科学研究所

アサガオにおけるストレス応答花成の遺伝子制御

和田 清俊

新潟大学理学部

近縁ゲノム多数比較によるゲノム進化過程再構築の方法の開発

小林 一三

東京大学大学院新領域創成科学研究科

環境メタゲノムの情報学的研究

高見 英人

海洋研究開発機構海洋 ･ 極限環境生物圏領域

ゼノパス四肢再生における網羅的な遺伝子発現解析横山 仁

東北大学大学院生命科学研究科

多光子励起顕微鏡を用いたがん幹細胞、骨細胞と軟骨細胞のインビボイメージング今村 健志

愛媛大学大学院医学系研究科

IR-LEGO を利用した水分屈折性制御因子が機能する細胞群の同定

高橋 秀幸

東北大学大学院生命科学研究科

シロイヌナズナとゼニゴケの突然変異体における突然変異の確認

澤 進一郎

熊本大学大学院自然科学研究科

大腸菌の L- アラニン排出輸送体 AlaE(YgaW) の構造と機能に関する研究

磯貝 恵美子東北大学大学院農学研究科

ゼブラフィッシュを用いた中枢神経損傷後の再生修復分子の発現機構に関する研究

杉谷 加代

金沢大学医薬保健研究域

有害赤潮鞭毛藻の生理生態特性を分子レベルで解析するための情報基盤整備と技術開発

紫加田 知幸水産総合研究センター瀬戸内海区水産研究所

ショウジョウバエをモデルとした音識別システムの動作原理の解読

上川内 あづさ 名古屋大学大学院理学研究科

アブラムシ多型発現のエピジェネティックな調節機構の解析

佐々木 哲彦

玉川大学学術研究所

IR-LEGO を利用した分子シャペロン依存の極核融合過程の解析

西川 周一

新潟大学理学部

イネにおける IR-LEGO を利用した遺伝子発現誘導系の確立

辻 寛之

奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス
研究科

COP ＩＩ小胞輸送異常により引き起こされる表現型および遺伝子発現変動解明のための解析

中川 強

島根大学研究機構総合科学研究支援センター

アフリカツメガエル四肢発生・再生時における IR-LEGO を用いた間充織細胞系
譜追跡実験及び器官レベルでの組織変形ダイナミクスの定量的解析

森下 喜弘

理化学研究所発生・再生科学総合研究センター

Ptprj 及び Ptpro のコンディショナルノックイン組換えマウスの作出とその機能
解析

渡邊 利雄

奈良女子大学研究院自然科学系

ソフトコーラル Sarcophyton 属に含まれるジテルペン化合物機能の解明

小鹿 一

名古屋大学大学院生命農学研究科

アリ類の長期間にわたる大量の精子貯蔵メカニズムとその進化の解明

辻 瑞樹

琉球大学農学部

モデル動物ショウジョウバエで探るヒト生活習慣病発症のメカニズム小林 公子

静岡県立大学食品栄養科学部

細胞性粘菌のオーガナイザー形成と細胞分化にかかわる遺伝子の同定

福澤 雅志

弘前大学農学生命科学部

ミヤコグザ突然変異体の検定及びマッピング

野村 美加

香川大学農学部

ブドウ球菌属間のゲノム比較に関する研究

菅井 基行

広島大学大学院医歯薬保健学研究院

発生生物学に関するバイオイメージインフォマティクスに関する研究内田 誠一

九州大学大学院システム情報科学研究院

Dystrophic endball 形成機構の解明

門松 健治

名古屋大学大学院医学系研究科

植物プロセッシングボディーの局所ストレス下における解析渡邊 雄一郎東京大学大学院総合文化研究科

IR-LEGO を駆使したイベリアトゲイモリの器官再生の研究

林 利憲

鳥取大学医学部

性的二型と闘争・求愛行動の進化松尾 隆嗣

東京大学大学院農学生命科学研究科

霊長類大脳皮質における細胞骨格制御分子の遺伝子発現解析山本 亘彦

大阪大学大学院生命機能研究科

イネ体細胞における DNA 倍加の誘導とそのメカニズムの解析

伊藤 正樹

名古屋大学大学院生命農学研究科

カルモジュリン様タンパク質 rgs-CaM に結合するタバコタンパク質の探索中原 健二

北海道大学大学院農学研究院

イネの新奇アブシジン酸高感受性変異体の原因遺伝子の同定

関根 政実

石川県立大学生物資源環境学部

TOR 経路の制御機構と生理機能に関する研究会

前田 達哉

東京大学分子細胞生物学研究所

微細藻類に関する多種多様な生態学的・生物学的知見の統合

大西 紀和

自然科学研究機構基礎生物学研究所

第 10 回「クラミドモナス研究会」

皆川 純

自然科学研究機構基礎生物学研究所

生存戦略としての幹細胞形成と再生能力

杉本 慶子

理化学研究所環境資源科学研究センター

2013 年度

2013 年度

研究会

研究代表者名・所属

大型スペクトログラフ共同利用実験研究代表者名・所属

マウス皮膚における紫外線誘発突然変異の作用スペクトル解析：皮膚特異的変異誘発抑制応答の機構解明

池畑 広伸

東北大学大学院医学系研究科

赤潮原因藻類における光合成の光阻害のメカニズム解明

西山 佳孝

埼玉大学大学院理工学研究科

キメラ光受容体を導入したシアノバクテリアによる環境応答機構解明と細胞制御

成川 礼

東京大学大学院総合文化研究科

南極の陸上に生育する光合成生物の乾燥時における光阻害防御の光波長依存特性

小杉 真貴子

情報・システム研究機構国立極地研究所

機能性材料の開発と評価法確立を目指した分光照射実験

西本 右子

神奈川大学理学部

ヒト細胞における遺伝子発現アクションスペクトラム解析

石垣 靖人

金沢医科大学総合医学研究所

脊椎動物の季節適応機構の解明

吉村 崇

名古屋大学大学院生命農学研究科

構造用複合材料における光劣化メカニズムⅡ

永田 謙二

名古屋工業大学大学院工学研究科

日本産ミドリゾウリムシ共生藻におけるマルトース放出機構の解明

今村 信孝

立命館大学薬学部

紫外線単独、ならびに化学物質共存下での突然変異・DNA 損傷誘起に関する研究

有元 佐賀惠

岡山大学大学院医歯薬学総合研究科

ケイソウの滑走運動に対する光照射の影響

園部 誠司

兵庫県立大学大学院生命理学研究科

過鞭毛藻シストの発芽の光制御機構に関する研究

坂本 節子

水産総合研究センター瀬戸内海区水産研究所

魚類細胞における光応答メカニズム藤堂 剛

大阪大学大学院医学系研究科

effect of photoreceptors on photoprotection in microalgae

FINAZZI,
Giovanni

CEA Grenoble (France)

Development of spectral weighting function for various processes oftomato powdery mildew fungi2013 年度

SUTHAPARAN, University of Life ScienceDepartment ofAruppillai
Plant & Environmental Sciences

DSLM 共同利用実験

DSLM を用いたゼブラフィッシュ胚血管系アトラスの作成

研究代表者名・所属
木村 英二

岩手医科大学医学部

マウス初期胚・成体での生体エネルギー分布の観察山本 正道

群馬大学先端科学研究指導者育成ユニット

メダカのリンパ管発生過程のライブイメージング

出口 友則

産業技術総合研究所健康工学研究部門

ゼブラフィッシュ胚における分節時計遺伝子発現解析近藤 晶子

藤田保健衛生大学総合医科学研究所

マウス初期胚原腸陥入部位における細胞外マトリックス蛋白質及び受容体の局在

二木 杉子

大阪大学蛋白質研究所

アメーバ運動に伴う細胞膜のダイナミクス

園部 誠司

兵庫県立大学大学院生命理学研究科

ホヤ幼生神経管形成過程の全細胞４次元トラッキング堀田 耕司

慶應義塾大学理工学部

DSLM によるメダカ終脳の 3D 細胞系譜解析竹内 秀明

東京大学大学院理学系研究科

マメ科－根粒菌共生系において根に形成される感染系の観察

川口 正代司自然科学研究機構基礎生物学研究所

1052013 年度

次世代ＤＮＡシーケンサー共同利用実験

非モデル海産生物を用いた鞭毛繊毛多様化機構の基盤情報の取得

稲葉 一男

筑波大学下田臨海実験センター

半翅目昆虫と共生細菌の相互作用に関する網羅的遺伝子発現解析

深津 武馬

産業技術総合研究所生物プロセス研究部門

不活性クロマチンを維持できないイネ系統における新規トランスポゾン転移の探索

土生 芳樹

農業生物資源研究所農業生物先端ゲノム研究セ
ンター

チャの遺伝的多様性を育種に活用するための大規模 DNA マーカー開発

谷口 郁也

農業・食品産業技術総合研究機構野菜茶業研究所

ゼブラフィッシュ側線神経の細胞集団における単一細胞遺伝子発現ゆらぎの解析塚原 達也

東京大学大学院理学系研究科

軟骨，性分化における生物種間での SOX9 の標的遺伝子の比較解析

浅原 弘嗣

東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科

有袋類の性分化遺伝子の網羅的解析颯田 葉子

総合研究大学院大学先導科学研究科

深海性二枚貝と化学合成細菌の共生系における遺伝子発現解析吉田 尊雄

海洋研究開発機構海洋・極限環境生物圏領域

体色変化を引き起こす共生細菌のゲノム解析，ならびに体色変化にともなう宿主
アブラムシの網羅的遺伝子発現解析

土田 努

富山大学

ストレプトファイツ類のゲノム解析と系統解析の革新

西山 智明

金沢大学学際科学実験センター

次世代 DNA シーケンサーによる遺伝性難病の遺伝子解析

瀬藤 光利

浜松医科大学解剖学講座

DNA トランスポゾンを用いた逆遺伝学的手法によるイネ遺伝子破壊系統の構築

栂根 一夫

自然科学研究機構基礎生物学研究所

次世代 DNA シーケンサーを用いた養殖魚類のゲノム育種研究

坂本 崇

東京海洋大学大学院海洋科学技術研究科

爬虫類及び甲殻類を用いた環境性性決定のメカニズム解析

井口 泰泉

自然科学研究機構基礎生物学研究所

アサガオとその近縁種における RAD タグマーカーの作成と応用

星野 敦

自然科学研究機構基礎生物学研究所

無葉緑化植物におけるオルガネラ機能の解明

真野 昌二

自然科学研究機構基礎生物学研究所

β-catenin 非依存的な Wnt シグナルの探索

三井 優輔

自然科学研究機構基礎生物学研究所

ヒメツリガネゴケの幹細胞化を制御する分子機構の解明

玉田 洋介

自然科学研究機構基礎生物学研究所

脳室周囲器官特異的発現遺伝子の網羅的探索

作田 拓

自然科学研究機構基礎生物学研究所

シロイヌナズナにおける新規ペプチドホルモン RGF の情報伝達機構解析

松林 嘉克

自然科学研究機構基礎生物学研究所

根粒・菌根共生システムの成立に関わる遺伝子のトランスクリプトーム解析

川口 正代司自然科学研究機構基礎生物学研究所

次世代シークエンサーを用いた、珪藻フェオダクチラムおよび緑藻クラミドモナ
スの環境適応に関わる遺伝子の探索

皆川 純

自然科学研究機構基礎生物学研究所

カブトムシの角（ツノ）形成遺伝子群の単離

新美 輝幸

名古屋大学大学院生命農学研究科

発光魚キンメモドキのルシフェラーゼの同定

大場 裕一

名古屋大学大学院生命農学研究科

ヒトと類人猿の脳における遺伝子発現解析およびメチル化解析

郷 康広

自然科学研究機構新分野創成センター

コンロンソウ（Cardamine leucantha) における 3 成長相メリステムの比較ト
ランスクリプトーム解析工藤 洋

京都大学生態学研究センター

ゼニゴケ全ゲノム情報を基盤とした基部植物発生制御機構の解析石崎 公庸

神戸大学大学院理学研究科

植物の低温感受の分子構造を新規 PIF4 分解不全変異体から解析する

古本 強

龍谷大学文学部

腎ポドサイトに発現するノンコーディング RNA の網羅的プロファイリング

石橋 宰

大阪府立大学大学院生命環境科学研究科

一次及び二次共生成立機構解明のためのゾウリムシを用いたトランスクリプトー
ム解析

藤島 政博

山口大学大学院理工学研究科

アリ類の長期間にわたる大量の精子貯蔵メカニズムとその進化の解明

後藤 彩子

琉球大学農学部

潮汐リズム環境下におけるマングローブの概日リズム制御

渡辺 信

琉球大学熱帯生物圏研究センター

モデル生物化と寄生的菌根共生システムの解明を目指したラン科植物のトランス
クリプトーム解析

大和 政秀

千葉大学教育学部

温帯性および亜熱帯性植物の適応分化と遺伝子流動に関する研究

三村 真紀子

玉川大学農学部

キジラミ菌細胞のトランスクリプトーム解析
クロオオアリの社会行動の分子基盤研究のためのゲノムおよび RNA-seq 解析
送粉適応した花形質の進化：夜咲きの遺伝子基盤と進化過程の解明

中鉢 淳

豊橋技術科学大学エレクトロニクス先端融合研究所

尾崎 まみこ神戸大学大学院理学研究科

大西 梢

九州大学大学院理学研究院

Zfhx2 欠失により引き起こされる中脳（黒質緻密部，腹側被蓋部）での遺伝子発現変化

小峰 由里子

自然科学研究機構基礎生物学研究所

RNA 結合タンパク質 RNG105 による神経樹状突起への mRNA 輸送の解析

椎名 伸之

自然科学研究機構基礎生物学研究所

冬眠可能状態を規定する遺伝子発現状態の記述

山口 良文

東京大学大学院薬学系研究科

植物の生殖器官で発現する遺伝子の解析

村瀬 浩司

奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス
研究科

亀井 保博

自然科学研究機構基礎生物学研究所

2013 年度

施設利用（トレーニングコース実習室）

新学術領域「再生原理」 ワークショップ「再生生物学トレーニングコース」

106

研究代表者名・所属研究代表者名・所属受賞
2013 年度
文部科学大臣表彰 若手科学者賞
檜山 武史 （統合神経生物学研究部門 助教）
自然科学研究機構 若手研究者賞
重信 秀治（生物機能情報分析室 特任准教授）

107

プレスリリース一覧＜ 2013 年度＞
2013 年 04 月 19 日
組織間での情報伝達を介した葉の成長メカニズムを解明 〜農作物の収量増産など応用分野に期待〜（理化学研究所および植物発生遺伝学研究部門）
2013 年 05 月 09 日
新世界ザルのマーモセットの大脳皮質での眼優位性カラムの存在を確認（脳生物学研究部門）
2013 年 05 月 21 日
化学物質がミジンコの性をかく乱する仕組みを解明（分子環境生物学研究部門）
2013 年 05 月 28 日
過剰な光エネルギーを消去する実体、光合成タンパク質超複合体を発見（環境光生物学研究部門）
2013 年 05 月 31 日
血管内皮細胞での遺伝子発現を 1 細胞レベルでコントロールすることに成功（岩手医科大学および生物機能解析センター光学解析室）

2013 年 12 月 12 日
メダカにオスの二次性徴が発現するメカニズムを解明（分子環境生物学研究部門）
2013 年 12 月 19 日
霊長類大脳皮質領野で特定の遺伝子の ON ／ OFF が調節される仕組みの解明（脳生物学研究部門）
2013 年 12 月 25 日
酸化したペルオキシソームはオートファジーによって選択的に分解される（高次細胞機構研究部門）
2014 年 01 月 28 日
青から赤へ 〜ペチュニアの花色を調節する遺伝子の発見〜（多様性生物学研究室星野グループ）2013 年 06 月 17 日
細胞分裂で仕切りを作る過程を見ることに成功（生物進化研究部門および法政大学・東京大学）

2014 年 02 月 13 日
オジギソウの遺伝子操作に成功 〜植物の運動の仕組み解明への鍵技術の開発〜（生物進化研究部門）

2013 年 07 月 08 日
R3 RPTP サブファミリーが多数の RPTK を基質にしていることを発見（統合神経生物学研究部門）

2014 年 02 月 26 日
SPIG1 が BDNF のプロセシングを制御していることを発見（統合神経生物学研究部門）

2013 年 07 月 16 日
マウス胚の体づくりの様子を高精度で捉えることに成功（時空間制御研究室）

2014 年 03 月 14 日
花の色素合成に関わり、花の色を濃くする新しいタン
パク質を発見 〜新しい価値を持った花や果実の品種改
良につながる可能性〜（多様性生物学研究室星野グループおよびサントリーグ
ローバルイノベーションセンター株式会社）2013 年 07 月 26 日
葉緑体の状態に応じて葉が形を変える際のメカニズムを解明（植物器官形成学研究室）
2013 年 08 月 12 日
マメ科植物の根粒の数を制御するシグナル分子の構造を解明（共生システム研究部門および細胞間シグナル研究部門）
2013 年 09 月 16 日
植物の成長に必要な糖タンパク質をつくりだす酵素を
発見 -50 年来の謎を解明 （細胞間シグナル研究部門）
2013 年 10 月 04 日
組織の移動が生み出す力が生物の形づくりを支える（形態形成研究部門）

108

2013 年 12 月 09 日
メダカは動きで仲間を引き寄せる（神経生理学研究室）

2014 年 03 月 18 日
光合成反応調節のしくみ " ステート遷移 " の解明（環境光生物学研究部門）
2014 年 03 月 21 日
自己細胞死を促すシステムの獲得が植物陸上化の鍵を握っていた！ ～コケが水を運ぶ細胞や体を支える細胞を作る仕組みを世界で初めて解明～（奈良先端科学技術大学院大学・理化学研究所および生物進化研究部門）

基礎生物学研究所コンファレンス
基礎生物学研究所では、生物科学学会連合の推薦のもと、生物学における新しい研究課題としての問題発掘を目指し、今後生物学が取り組むべき新たな研究分野の国際的コミュニティ形成を支援するための国際研究集会 Okazaki
Biology Conference ( 生物学国際高等コンファレンス 略称 OBC) を開催しています。国内外を問わず集められた数十人のトップレベルの研究者が、約一週間寝食を共にして議論をつくし、今後重要となる生物学の新たな課題に挑戦するための戦略を検討します。既に開催されたコンファレンスからは、国際的研究者コミュニティが形成されつつあります。

第 61 回基礎生物学研究所コンファレンス
Cellular Community in Mammalian Embryogenesis「哺乳類胚発生における細胞コミュニティー」

開催報告
オーガナイザー 藤森 俊彦( 初期発生研究部門 )開催期間：2013 年 7 月 10 日〜 7 月 12 日

梅雨明けが宣言されると同時に、６１回 NIBB コン

会場 : 岡崎コンファレンスセンターフ ァ レ ン ス ”Cellular Community in Mammalian

オーガナイザー：藤森 俊彦 ( 基礎生物学研究所 )佐々木 洋 ( 熊本大学 )招待講演者
Constam, Daniel (EPFL, Switzerland)

Embryogenesis”が開幕した。暑い真夏の日差しが照るように、コンファレンスも熱い議論で盛り上がった。今回の NIBB コンファレンスは、科学研究費補助
金・新学術領域研究「哺乳類初期発生の細胞コミュニ

Plusa, Berenika (Univ. of Manchester, UK)ティー」の共催によって国内以外にイギリス、スペイン、

Robson, Paul (Genome Institute of Singapore, Singapore)

カナダ、中国、シンガポール、スイスからの招聘講演者

Rodriguez, Tristan (Imperial College London, UK)を迎え一般参加者を含めると１００名弱の参加者が集

Rossant, Janet (Univ. of Toronto, Canada)い、哺乳類初期発生という非常にフォーカスされた課題

Simon, Carlos (Univ. of Valencia, Spain)
Srinivas, Shankar (Univ. of Oxford, UK)
Tzouanacou, Elena (Univ. of Cambridge, UK)
Wilson, Val (Univ. of Edinburgh, UK)について議論する会として開催された。
新学術領域研究班が活動を開始した頃から特にマウスを中心とする哺乳類初期胚発生に関する理解は大き

相澤 慎一 ( 理化学研究所 CDB)

く進展しており、日本国内の研究グループが世界をリー戎家 美紀 ( 理化学研究所 CDB)

ドするものが多くある。ほぼ一日を費やして着床前胚

藤森 俊彦 ( 基礎生物学研究所 )に関する発表およびそれに関連する濃密な討論がされ、浜田 博司 ( 大阪大学 )参加者にとっても驚きが大きかったようである。会期

小林 徹也 ( 東京大学 )近藤 寿人 ( 大阪大学 )目野 主税 ( 九州大学 )三浦 岳 ( 九州大学 )望月 敦史 ( 理化学研究所 ASI)

中には、マウス胚以外の哺乳類初期胚に関する発表や、着床後胚、胚発生に関連する数理学的な研究などについても発表があった。国内外を問わず、これだけフォーカスされた課題について、先端の研究者が集まって議論

丹羽 仁史 ( 理化学研究所 CDB)する機会は他に類をみない希有な機会で、多くの参加者

小倉 淳郎 ( 理化学研究所 BRC)

にとって歴史に残る印象的なものであったようである。

岡野 栄之 ( 慶應義塾大学 )広い世界の中で、共通の興味を持つ研究者が必ずしも

大浪 修一 ( 理化学研究所 QBiC)

多くないことがあるが、今回の NIBB コンファレンス

大杉 美穂 ( 東京大学 )斎藤 通紀 ( 京都大学 )佐々木 洋 ( 熊本大学 )澤井 哲 ( 東京大学 )鈴木 厚 ( 横浜市立大学 )においては、近い興味を持つ研究者が集まり、ポスター
セッションやエクスカーション、懇親会の時間なども使って研究の中での課題や研究の将来像までじっくりと議論することができ、有意義であった。このような研究会が今後世界のどこかで継続的に開催されることを期待する声があったことは、主催者としても大変喜ばし
いことである。

109

EMBL との連携活動
欧州分子生物学研究所 (EMBL) は欧州 19 ヶ国の出資により運営されている研究所で、世界の分子生物学をリードする高いレベルの基礎研究を総合的に行っています。基礎生物学研究所は、2005 年に締結された自然科学研究機
構と EMBL との共同研究協定に基づき、シンポジウムの開催や研究者・大学院生の相互訪問および実験機器の技術導入などを通じて、人的交流と技術交流を行っています。

NIBB-EMBL PhD 学生交流プログラム
2009 年 10 月 28 日〜 31 日
The 1st NIBB-EMBL PhD Mini-Symposium and 11th
International EMBL PhD Student Symposium（Heidelberg, Germany）
2011 年 11 月 16 日〜 19 日
The 2nd NIBB-EMBL PhD Mini-Symposium 2011 andThe 13th International EMBL PhD Symposium（Heidelberg Germany）

研究協定調印式での Iain Mattaj EMBL 所長と志村令郎前機構長

NIBB-EMBL 合同会議
第１回 2005 年 7 月 1 日〜 2 日Mini-symposium on Developmental Biology（Heidelberg, Germany）
第２回 2006 年 3 月 22 日〜 23 日
Frontiers in Bioimaging（岡崎）
第３回 2006 年 4 月 19 日〜 20 日
Monterotondo Mouse Biology Meeting（Monterotondo, Italy）
第４回 2006 年 12 月 3 日〜 5 日
Biology of Protein Conjugation: Structure and Function（岡崎）
第５回 2007 年 5 月 24 日〜 26 日
Cell and Developmental Biology（岡崎）
第６回 2008 年 3 月 17 日〜 19 日
Evolution of Epigenetic Regulation（Heidelberg, Germany）
第７回 2008 年 4 月 18 日〜 19 日
Systems Biology and Functional Genomics Workshop（Barcelona, Spain）
第８回 2008 年 11 月 21 日〜 23 日
Evolution: Genomes, Cell Types and Shapes（岡崎）第９回 2009 年 4 月 20 日〜 22 日
Functional Imaging from Atoms to Organisms（岡崎）第 10 回 2013 年 3 月 17 日〜 19 日
Quantitative Bioimaging（岡崎）2013 年 11 月 21 日〜 23 日
The 15th International EMBL PhD Symposium へ の 学
生派遣（Heidelberg Germany）と EMBL ラボ訪問

EMBL ゲストセミナー
2005 年 10 月 26 日
"A Database for Cross-species Gene Expression
Pattern Comparisons"Thorsten Henrich 博士
2005 年 11 月 8 日"Control of Proliferation and Differentiation in theDeveloping Retina" Jochen Wittbrodt 博士
2006 年 4 月 12 日
"Assembly of an RNP Complex for Intracellular mRNA
Transport and Translational Control"
Anne Ephrussi 博士
2006 年 6 月 24 日
NIBB Special Lecture (for young scientists)"A late developer; My career in science" Iain Mattaj 博
士 (EMBL 所長 )2006 年 11 月 29 日
"A post translationally modified protein as biomarker
for the caucasian form of moyamoya disease"
Thomas Andreas Franz 博士
2006 年 12 月 27 日
"Understanding of biological systems as dynamics"
Kota Miura 博士
2008 年 4 月 17 日
"Light sheet based Fluorescence Microscopes (LSFM,
SPIM, DSLM) - Tools for a modern biology" Ernst
Stelzer 博士
2008 年 7 月 29 日
"In toto reconstruction of Danio rerio embryonicdevelopment"
Philipp Keller 大学院生

110

基生研訪問2006 年 9 月 19 日
Rudolf Walczak 大学院生
Julie Cahu 大学院生
2008 年 1 月 10 日
Thorsten Henrich 博士

EMBL 訪問2013 年 12 月 4 日～ 6 日
村田隆 （生物進化研究部門）

EMBO ミーティング参加
2014 年 1 月 18 日～ 27 日
宮川一志（分子環境生物学研究部門）
角谷絵里（分子環境生物学研究部門）

共同研究
豊橋近郊の野生メダカ集団の集団遺伝学解析
成瀬清（バイオリソース研究室）
SPIM 顕微鏡を用いたメダカ胚における特定細胞系列観察
田中実・斉藤大助 （生殖遺伝学研究室）
ライトシート型顕微鏡 DSLM の基礎生物学研究所への導入
野中茂紀・市川壮彦 （時空間制御研究室）

EMBL 滞在記
村田 隆（生物進化研究部門）
今回の滞在の最も大きな目的は、EMBL の所内セミナーを行い、その後に紡錘体形成のシミュレーションの専門家である Francois Nedelec 博士との研究討論をして、シミュレーションソフトウエアの使い方を習うことでした。幸い、Nedelec さんは非常に好意的で、彼が作ったソフトウエア Cytosim の紹介をしていただ
き、今後の研究連絡を継続する話がまとまりました。
EMBL の制度で興味深かったのは、２つの研究室の共同ポスドクの制度があることです。Clapson さんはNedelec lab と Heisler lab の共同ポスドクで、植物の表層微小管の配列メカニズムについて、シミュレー
ションを用いて解析しています。Heisler lab は植物の発生を研究している研究室で、実際の植物を扱っているのに対し、Nedelec lab はシミュレーションが中心の研究室です。このようなわけで、Clapson さんはシミュ
レーションを用いて植物の表層微小管の配列メカニズ
ムについて解析しています。この分野は私の専門なので、３日間しかない滞在期間の中ですが、初日と３日目の２回にわたって非常に突っ込んだ内容の討論を行いました。初日は Clapson さんの研究紹介、３日目は私の研究に対するアイデアの討論をしました。日本国内で同様な視点で研究している研究者はいないため、非常に有益な情報交換でした。
本訪問の当初の予定は Nedelec, Heisler, ALMF との情報交換およびセミナーのみだったのですが、EMBL
は想像以上にインタラクティブな環境で、予定以上に多数の研究者と情報交換することができました。ここに書き切れないのが残念です。特に、昼食後や他の時間にカフェテリアに行き、コーヒーを飲みながらディスカッ
ションできるのは、とても良い点だと思います。現在のEMBL の研究者には物理系の出身が多いそうです。新
しい顕微鏡の構築や、数理モデルによるシミュレーショ
ンなど、現在の発生・細胞生物学には物理系出身の人材が必要な場面が多々あると感じます。この滞在で得たことを今後の研究に生かし、分野横断的な研究を進めていこうと思います。

111

テマセク生命科学研究所との連携活動
2010 年 ８ 月、 基 礎 生 物 学 研 究 所 は、 シ ン ガ ポ ー ル の テ マ セ ク 生 命 科 学 研 究 所 (Temasek Life Sciences
Laboratory, TLL) と学術交流協定を締結しました。協定に基づき、共同研究の推進、学生および研究者の交流、実習コースの共催などを行っています。

NIBB-TLL 合同会議

テマセク生命科学研究所訪問2011 年 11 月 21 日〜 22 日
The 3rd NIBB-TLL-MPIZ Joint Symposium 2011 "Cell
Cycle and Development"（Singapore, Singapore）

2010 年 6 月 2 日〜 5 日
岡田清孝（基礎生物学研究所）
上野直人（基礎生物学研究所）
長谷部光泰（基礎生物学研究所）

2012 年 11 月 19 日〜 21 日
The 4th NIBB-MPIPZ-TLL Symposium "Arabidopsis
and Emerging Model Systems"（岡崎）2014 年 11 月 24 日〜 26 日
The 5th NIBB-MPIPZ-TLL Symposium "Horizons in
Plant Biology"

NIBB-TLL 合同プラクティカルコース
2011 年 11 月 14 日〜 21 日
The 6th NIBB International Practical Course and The
1st NIBB - TLL Joint International Practical Course"Developmental Genetics of Medaka IV"（岡崎）基生研訪問2010 年 11 月 16 日〜 18 日
（Plant Science Communications 2010 に参加）
Dr. Frederic Berger（TLL, Singapore）
Dr. Yu Hao（TLL, Singapore）
Dr. Toshiro Ito（TLL, Singapore）
Dr. He Yuehui（TLL, Singapore）
Dr. Zhongchao Yin（TLL, Singapore）

2012 年 7 月 22 日〜 31 日
The NUS/TLL/NIBB joint practical workshop on"Genetics, Genomics and Imaging in Medaka &Zebrafish"（Singapore）
2014 年 9 月 22 日〜 10 月 1 日
The 8th NIBB International Practical Course, The
3rd NIBB-TLL-DBS/NUS Joint International Practical
Course "Experimental Techniques using Medaka and
Xenopus - The Merits of using both - "（岡崎）The NUS/TLL/NIBB joint practical workshop on "Genetics,
Genomics and Imaging in Medaka & Zebrafish"(Singapore 2012)

テマセク生命科学研究所（TLL 提供）

112

第３回 NIBB-TLL-MPIPZ 合同シンポジウム
Cell Cycle and Development(TLL, Singapore 2011)マックス・プランク植物育種学研究所との連携活動
2009 年４月より 5 年間、基礎生物学研究所は、植物科学分野での研究推進を目的として、ドイツのマックス・プ
ランク植物 育種学研究所 (Max Planck Institute for Plant Breeding Research, MPIPZ) と学術交流協定を締結しました。 合同シンポジウムの開催や、共同研究推進のための研究者派遣活動を行っています。

NIBB-MPIPZ 合同会議

NIBB-MPIPZ 若手研究者交流事業（研究者派遣）

第１回

2010 年 2 月 25 日〜 28 日

2009 年 8 月 25 日〜 27 日

The 1st NIBB-MPIZ Joint Symposium "Japanese-

丸山伸之准教授（京都大学大学院農学研究科）

German Symposium on Evolution and Development"

Cerrone Cabano 大学院生（京都大学大学院農学研究科）（Cologne, Germany）
第２回

2010 年 11 月 16 日〜 18 日

The 2nd NIBB-MPIPZ Joint Symposium "Plant Science
Communications 2010"（岡崎）第３回

Cycle and Development"（Singapore, Singapore）
2012 年 11 月 19 日〜 21 日

The 4th NIBB-MPIPZ-TLL Symposium "Arabidopsis
and Emerging Model Systems"（岡崎）第５回

木下俊則准教授（名古屋大学大学院理学研究科）
2010 年 2 月 15 日〜 3 月 6 日
山田健志助教（基礎生物学研究所）

2011 年 11 月 21 日〜 22 日

The 3rd NIBB-TLL-MPIZ Joint Symposium 2011 "Cell
第４回

2010 年 2 月 26 日〜 3 月 3 日

2014 年 11 月 24 日〜 26 日

The 5th NIBB-MPIPZ-TLL Symposium "Horizons in
Plant Biology"（Cologne, Germany）

マックス・プランク植物育種学研究所とケルンの町並み （MPIPZ 提供）

MPIPZ ゲストセミナー
2010 年 6 月 11 日
SEED DORMANCY IN ARABIDOPSIS REQUIRESBINDING OF MULTIPLE ISOFORMS OF THE DOG1
PROTEINS
Dr. Kazumi Nakabayashi (MPIPZ)
2012 年 8 月 6 日
Network properties of plant immunity
Dr. Kenichi Tsuda (MPIPZ)

マックス・プランク植物育種学研究所 訪問の様子

113インターナショナルプラクティカルコース
NIBB International Practical Course は、国内外の研究者の協力のもとに、基礎生物学研究所で行われる国際実習コースです。1986 年から 2005 年まで 20 回にわたり行われた国内向けの実習「バイオサイエンストレーニ
ングコース」の発展系として 2006 年度より実施されています。設定された一つのテーマに沿った数種類の手法について、所内そして国内外の研究者を講師に迎え、基礎生物学研究所内の実習専用実験室にて実習を行います。実習は英語で行われ、国際的な研究者交流と技術交流を促進しています。また第 6 回以降は、シンガポールのテマセ
ク生命科学研究所 (Temasek Life Sciences Laboratory, TLL)、シンガポール国立大学 (National Universityof Singapore, NUS) と共催で実習コースを開催しています。
第１回

2007 年 1 月 15 日〜 24 日

2011 年 11 月 14 日〜 21 日

The 6th NIBB International Practical Course and The

and Medaka"（Heidelberg, Germany）

1st NIBB - TLL Joint International Practical Course

第２回

2008 年 3 月 3 日〜 12 日

"Developmental Genetics of Medaka IV"（岡崎）The 2nd course "Developmental Genetics of Zebrafish

第７回

and Medaka II"（岡崎）The NUS/TLL/NIBB joint practical workshop on

第３回

2008 年 6 月 30 日〜 7 月 4 日

The 3rd course "The NIBB Laboratory Course andWorkshops on Physcomitrella patens 2008"（岡崎）第４回2009 年 6 月 29 日〜 7 月 3 日

The 4th course "The NIBB Laboratory Course andWorkshops on Physcomitrella patens 2009"（岡崎）第５回

2010 年 1 月 26 日〜 2 月 2 日

The 5th course "Developmental Genetics of Zebrafish
and Medaka Ⅲ "（岡崎）

114

第６回

The 1st course "Developmental Genetics of Zebrafish

2012 年 7 月 22 日〜 31 日

"Genetics, Genomics and Imaging in Medaka &Zebrafish"（Singapore）
第８回

2014 年 9 月 22 日〜 10 月 1 日

The 8th NIBB International Practical Course, The
3rd NIBB-TLL-DBS/NUS Joint International Practical
Course "Experimental Techniques using Medaka and
Xenopus - The Merits of using both - "（岡崎）生物学国際高等コンファレンス

Okazaki Biology Conference

基礎生物学研究所では、生物科学学会連合の推薦のもと、生物学における新しい研究課題としての問題発掘を目指し、今後生物学が取り組むべき新たな研究分野の国際的コミュニティ形成を支援するための国際研究集会 Okazaki
Biology Conference ( 生物学国際高等コンファレンス 略称 OBC) を開催しています。国内外を問わず集められた 数十人のトップレベルの研究者が、約一週間寝食を共にして議論をつくし、今後重要となる生物学の新たな課題に挑戦するための戦略を検討します。既に開催されたコンファレンスからは、国際的研究者コミュニティが形成されつつあります。

第１回2004 年 1 月 25 日〜 30 日

"The Biology of Extinction"「絶滅の生物学」
第２回

2004 年 9 月 26 日〜 30 日

"Terra Microbiology"「地球圏微生物学」
第３回

2006 年 3 月 12 日〜 17 日

"The Biology of Extinction 2 "「絶滅の生物学 2」
第４回

2006 年 9 月 10 日〜 15 日

"Terra Microbiology 2 "「地球圏微生物学 2」
第5回

2007 年 3 月 11 日〜 16 日

"Speciation and Adaptation - Ecological Genomics ofModel Organisms and Beyond - "「種分化と適応 : モデル生物の生態ゲノミクスとその発展」
第6回

2007 年 12 月 2 日〜 8 日"Marine Biology "「海洋生物学」
第7回

2010 年 1 月 11 日〜 14 日

"The Evolution of Symbiotic Systems "「共生システムの進化」
第８回

2012 年 3 月 18 日〜 23 日

“Speciation and Adaptation II - Environment andEpigenetics –”「種分化と適応 2: 環境とエピジェネティクス」
第９回

2012 年 10 月 14 日〜 19 日

“Marine Biology II”「海洋生物学２」

OBC ホームページ
http://obc.nibb.ac.jp
115ゲノムインフォマティクス・トレーニングコース
ゲノムインフォマティクス・トレーニングコース
2013 秋「次世代ＤＮＡシークエンサーデータ解析入門」

開催期間：2013 年９月 19 日～ 20 日
オーガナイザー：
重信 秀治（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）
講師 :重信 秀治（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）
内山 郁夫（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）
三輪 朋樹（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）
山口 勝司（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）
前田 太郎（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）

開催報告
オーガナイザー：重信 秀治( 生物機能解析センター 生物機能情報分析室 )2013 年 9 月 19 日から 2 日間、ゲノムインフォ
マティクス・トレーニングコース 2013 秋「次世代DNA シークエンサーデータ解析入門」を開講しました。
本コースは今回で 4 回目になりますが、今回ははじめての試みとして、過去の受講生によるランチョンセミ
ナーを設けました。トレーニングコースが自分の研究にどのように活かされたかの研究例を発表してもらい受
講生をエンカレッジするのが目的です。前回のコース修ランチョンセミナー：

了生である若林憲一先生（東工大准教授）に、次世代シー

若林 憲一（東京工業大学 資源化学研究所 准教授）

クエンシングによってクラミドモナスの変異解析に成内容
次世代シークエンサーのデータ解析概論 ： 次世代 DNA シー
クエンサーを用いた研究を概観し、そのデータ解析手法の現状と問題点を概説する。そして、日々進歩している次世代シー
クエンサーのデータ解析のためには、われわれ生物学者は何を学ばなければいけないか、を提案する。
UNIX 入門・プログラミング入門 ： 次世代 DNA シークエン
サーのデータ解析には UNIX のツールの利用が必須である。
UNIX の基礎を学ぶ。また、コマンドラインツールを用いた初歩的なテキストデータの処理法も学ぶ。

功した成果を、苦労話を交えながらご講演いただきました。受講生は多いに刺激を受けた様子でした。若林先生
もまじえた懇親会では、受講生どおし活発な情報交換ができました。
次世代シーケンシングデータを処理するソフトウェ
アは多数開発されていますが、そのほとんどは UNIXのコマンドラインで操作するプログラムであること、そして選択肢が多すぎてどれを選べば良いか困ってしまうことが、初心者が次世代シーケンシングデータ解析に取り組む際のハードルになっています。その現状を踏まえ、本コースでは、UNIX 系 OS の操作法の基礎からト
レーニングをはじめ、次世代シーケンシングデータ解析

次世代シークエンサーの基本データフォーマット ： fastq,に使われるソフトウェアの中でも汎用性が高く、評価のGFF, BAM, bed など次世代シークエンサーデータで頻用さ高い定番ソフトウェアのみを厳選してとりあげました。

れるフォーマットを理解する。
次世代シークエンサーの基本ツール ： 基本フォーマットを処理するための基本ツール (samtools, bedtools など）を使いこなせるようにする。さらに、マッピングデータを IGVなどのツールを使って可視化する。
実践演習 ： 実データを使って実戦的な演習を行う。
受講生
19 人（応募総数 46 人）

116

そして全受講生に用意したラップトップコンピュータ
でハンズオン演習を行ない、実際にプログラムを実行しながら次世代シーケンシングデータの処理法の基礎を学習しました。トレーニングコース後も受講生が復習できるように、演習に使ったデータセットを USB ディス
クにコピーして配布し、コースのホームページは基生研
外部からもアクセス可能なように配慮しました。

ゲノムインフォマティクス・トレーニングコース
2014 春「トランスクリプトームデータ解析入門」

開催期間：2014 年３月６日～７日
オーガナイザー：
重信 秀治（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）
講師 :重信 秀治（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）
佐藤 昌直（基礎生物学研究所 発生遺伝学研究部門）
内山 郁夫（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）
山口 勝司（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）
前田 太郎（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）

開催報告
オーガナイザー：重信 秀治( 生物機能解析センター 生物機能情報分析室 )2014 年 3 月 6 日から 2 日間、「トランスクリプトー
ム解析入門」を開講しました。本コースには毎回定員を大幅に超える応募がありますが、今回は過去最高の 63
名もの応募がありました。次世代シークエンサーを使ったトランスクリプトーム解析技術が広く普及し、その解析技術を身に付けたいという研究者コミュニティのニーズの高まりが伺えます。書類選考の結果、学部 4

内容
トランスクリプトームデータ解析概論 ： 次世代ＤＮＡシー
クエンサーやマイクロアレイを用いたトランスクリプトーム
研究を概観し、そのデータ解析手法の現状 と問題点を概説する。そして、これらのデータ解析のために、われわれ生物
学者は何を学ばなければいけないか、を提案する。

年生から教授まで、そして大学はもちろん民間企業や独統計学入門 ： トランスクリプトームデータを定量的に解析するためには、統計学的な考え方、それに基づいた実験デザ
イン法を身に付けることが必須である。基本的な統計量、検定の仕組みを解説し、実験を組み立てる上で重要な統計学のエッセンスを学ぶ。

本コースは発足当初より「基礎力重視」「生物学者向立法人研究機関まで、多様バックグラウンドを持つ 20名（所内 2 名、所外 18 名）が参加しました。受講生のモチベーションも高く、大変充実したトレーニング
コースとなりました。1 日目夕刻の懇親会では受講生
どおしの情報交換も活発に行われました。
け」の 2 点を標榜したユニークなプログラムを組んでいます。例えば、単にソフトウェアの使い方の小手先の技術を教えるのではなく、ゲノムワイドな大量データを扱うための統計的な考え方からレクチャーします。受講Ｒ入門 ： 種々の統計解析をサポートしたプログラミング言
語Ｒの初歩を習得する。トランスクリプトーム解析でよく使われる手法を重点的に学ぶ。

生からは「目からうろこが落ちた」との感想がありましＲＮＡ－ seq の解析パイプライン ： 次世代シークエンサーから得られるシークエンスデータを発現データにまで変換するパイプラインを理解する。リファレンスゲノムへのマッピ
ングと、遺伝子モデルに基づいたカウントの方法の実際を学ぶ。ゲノムリファレンスのない de novo ＲＮＡ -seq も紹介する。

モデル生物の RNA-seq 解析に対応する新しいセッショ

た。また、この分野は発展が速いため、コースの内容も、回を重ねるごとに少しずつ改変しています。今回は、非ンを設けました。これは基生研が得意としている分野でもあり、受講生に好評でした。
本コースは、トランスクリプトームデータ解析を「自分で学びたい」実験系研究者の良い受け皿になっているといえるでしょう。

次世代シークエンサーの基本フォーマットと基本ツール ：次世代シークエンシングデータのマッピングデータはＳＡ
Ｍ／ＢＡＭと呼ばれる業界標準フォーマットで保存される。
ＲＮＡ -seq のマッピングデータを最大限に活用するために、ＳＡＭ／ＢＡＭファイルの操作法や可視化法を学ぶ。
samtools とＩＧＶとい うソフトウェアを紹介する。
発現データ解析 I ： 発現変動のある遺伝子を同定する
こ と は ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム 解 析 の 主 要 な 目 的 で あ る。
Normalization と differential expression analysis の原理と解析法について学ぶ。
発現データ解析 II ： トランスクリプトームのような大規模データから特徴を抽出し、人間が見て仮説を立てられるようにするための概念・方法を学ぶ。トランスクリプトームデー
タなど網羅的解析は観測点が多く、次元が高いため、人間には直感的に理解しにくい。多変量解析はそのような大規模
データに存在する特徴を抽出して、可視化可能な低い次元のデータに縮約し、実験者によるデータの解釈を促す手法である。多変量解析の代表的なものの原理と解析法の実際について学ぶ。
実践演習：実データを使って実戦的な演習を行う。
受講生
20 人（応募総数 63 人）

117バイオイメージングフォーラム
第 8 回 バイオイメージングフォーラム「これからのバイオイメージングの方向性」
開催期間 : 2014 年 3 月 4 日
会場： 岡崎コンファレンスセンター
Organizing Committee：
亀井 保博（基礎生物学研究所）
野中 茂紀（基礎生物学研究所）
上野 直人（基礎生物学研究所）
藤森 俊彦（基礎生物学研究所）
小山 宏史（基礎生物学研究所）
村田 和義（生理学研究所）
木森 義隆（自然科学研究機構 新分野創成センター）
加藤 輝（自然科学研究機構 新分野創成センター）

講演者（講演順）
根本 知己（北海道大学）
藤田 克昌（大阪大学）
早野 裕（国立天文台）
大野 伸彦（山梨大学）
籐 規弘（生理学研究所）
大浪 修一（理化学研究所 QBiC）
木森 義隆（自然科学研究機構 新分野創成センター）
前田 卓哉（理化学研究所 CDB）
安永 卓生（九州工業大学）

これからの方向性を議論することである。
近年バイオイメージング分野においては、様々な観察手法が開発され、機器も多様化・高機能化し、同時に高額となっている。そして、画像取得後の画像解析も重要な分野となっている。今回はフォーラム企画として、電子顕微鏡
から光学顕微鏡の新技術、PET・MRI といったマクロなバイオイメージングまでの広範囲の画像取得手法と、取得画像を解析するためのバイオイメージインフォマティック
ス（画像解析手法）など、入口から出口までの学術講演を9 名の方にお願いした。
「全国大学等バイオイメージング連携体制の今後のあり方を考える会」では、全国のバイオイメージング関連の20 施設の紹介をして頂き、ミッション、組織体制、保有
機器、教育・共同研究の実情、運営等の問題点、そして、連携に期待する事項を説明して頂き、情報と問題点を共有した。また、国内だけでなく海外（今回はヨーロッパ）の同分野の動向を把握するために EMBL から生物画像解析

センター担当の三浦耕太氏を招待し、ヨーロッパにおけるネットワーク化の現状報告と、将来の方向性について紹介して頂いた。また、事前にお願いしていた施設運営
状況ならびに連携に対するアンケートの集計結果を報告

出席者：90 名

し、討論会形式で議論を進めた。今回の会議で日本のバ全国大学等バイオイメージング連携体制の今後のあり方を考える会
開催期間 : 2014 年 3 月５日〜 6 日
会場： 岡崎コンファレンスセンター

イオイメージング施設の運営を取りまく状況を把握でき、問題点の共有ができたと思われる。施設運営の為の技術サポートスタッフの育成やキャリアパスの形成、コミュニティとして文部科学省への提言などができる体制の構築など、直ちに対応できない問題もあるが、トレー
ニングコース開催の講師陣の相互協力や、技術サポート
スタッフのスキルアップ、機器リストの共有などすぐに対応できる部分もあり、連携体制を構築の第一歩としてHP（ポータルサイト）作成を目指すことになった。また、開催報告
オーガナイザー 亀井 保博（生物機能解析センター 光学解析室）
今年度で第 8 回目となるバイオイメージングフォー
ラムは、研究力強化戦略室共同利用グループの活動の一環として「全国大学等バイオイメージング連携体制の今後のあり方を考える会」とのジョイントとして連続した日程で開催した。フォーラムの開催目的は

生物画像取得・解析

における最先端技術の動向について情報交換することであり、また、意見交換会の目的は、光学解析室が進める光を使った共同利用としての顕微鏡機器利用促進の為に、全国にある様々なイメージング施設の現状を把握することには
じまり、日本のバイオイメージング施設の連携と同分野の118

今後この様な会合を継続して開催することにも賛同頂けたので、光学解析室と新分野創成センターが協力し、イメージングサイエンス分野のコミュニティネットワーク
形成に向けた準備を進めることにした。

生物画像データ解析トレーニングコース
生物画像データ解析トレーニングコース 2013
開催期間：2013 年 10 月 16 日～ 18 日
会場：基礎生物学研究所
オーガナイザー・講師：
野中 茂紀（基礎生物学研究所）
村田 隆（基礎生物学研究所）
小山 宏史（基礎生物学研究所）
亀井 保博（基礎生物学研究所）
木森 義隆（自然科学研究機構 新分野創成センター）
加藤 輝（自然科学研究機構 新分野創成センター）

開催報告
オーガナイザー 野中 茂紀（時空間制御研究室）
新分野創成センター イメージングサイエンス研究分野と基礎生物学研究所の主催で、12/16-18 の２日間、「生物画像解析トレーニングコース」として、ImageJ を用いた比較的初心者向けの画像処理・解析の講義・実習を初めて開講しました。
近年、顕微鏡やカメラの性能向上に伴い、多次元かつ大外部講師
安永 卓生（九州工業大学）
塚田 祐基（名古屋大学）
スーパーバイザー
上野 直人（基礎生物学研究所）
藤森 俊彦（基礎生物学研究所）

容量の画像データが得られるようになってきています。しかし、物理学や工学をバックグラウンドとしない多くの生物学研究者には、しばしば顕微鏡の原理やデジタル画像処理に関する素養、自動化に関する知識が欠けており、このことが画像を用いた解析の妨げになっている場合があります。また、生物学研究者と画像研究者との共同研究も近年盛んですが、画像研究者側は自身の研究テーマとして「新プログラム
0. はじめに
1. クイックスタート
2. 画像処理・解析の基礎
3. 画像処理・解析の基礎
5. ImageJ マクロ講義・実習
6. 画像の定量化について 講義・実習
7. 講演「動画像解析によるダイナミックな生命現象の記述と情報抽出」
8. 自由討論会
9. 画像解析のための顕微鏡の基礎知識
10. 受講者の抱えている課題について皆で議論
受講生
22 名

しい画像解析手法の開発」に興味があるのに対し、生物学研究者側は生物学的問題の解決を目的としており、必ずしも最先端の技術を必要としていないため、利害のミスマッ
チがしばしば問題になります。
そこで、本トレーニングコースでは、実際に顕微鏡等の画像を扱っている、しかしその処理・解析については比較的初心者である方々を対象に、「自分でやるべきことは自分でできるようになる」「難しいことは専門家に投げることができるよう、話ができる程度に基礎知識を得る」ことを目指しました。
具体的には、・現在、顕微鏡を使い画像を撮っているが、適切かどうか
自信がない
・画像の解析・定量を行っているが、適切かどうか自信がない
・画像の解析・定量やファイル操作を手でやっているが煩雑なため自動化したい
・周りによい相談相手がいないというような方に役立つコースを目指し、22 名の受講定員に対し 48 名の応募があり、”必要性の高さ”を基準として受講者の選考が行われました。
「受講者の抱えている課題について皆で議論」のセッショ
ンでは熱い議論が戦わされました。事後のアンケートによれば、難しくて理解できなかったという意見もある一方、全体としては十分に満足、ある程度満足という感想に占められ、概ね好評を得られたと思います。

119

NIBB Internship Program
NIBB Internship Program は、基礎生物学研究所を海外の2013 年度は 15 名の応募があり、選抜された 5 名のインター学生にも広く知ってもらい、将来の研究交流の核となる人材を育ン生を受け入れました。国籍は中国 2 名、インド 1 名、バングてようという幅広い意図のもとに、体験入学の海外版を引き継ぐ

ラデシュ 1 名、ハンガリー 1 名で、研究室メンバーの一員とし形で 2009 年から始まったプログラムです。同時に総合研究大て 2 週間から 3 ヶ月ほどの研究生活を送りました。

学院大学の大学院生の国際化も意図しており、このプログラムによって大学院生はさまざまな文化習慣を持ったインターン生と知り合う機会を得ています。
このプログラムでは、基礎生物学研究所で研究を行ってみたいと思う応募者が希望研究室を記し、希望理由や推薦状などとともに応募します。その申請書にもとづいて選抜された応募者は、一定期間研究室に滞在し研究室が独自に設定した研究を体験します。総合研究大学院大学のサポートにより、往復の旅費とロッジ
利用の滞在費が補助されます。

大学生のための夏の実習
大学生のための夏の実習は、大学生向けのアウトリーチ活動として 2011 年度より開始されました。2 泊 3 日の日程で、公募により集まった大学生（1 年〜 4 年生）が基礎生物学研究所の教員の指導の下で実習に取り組み、最終日には成果発表を行います。2013 年度は 11 コースが行われ、全国から応募した 39名が参加しました。
2013 年度

実習内容

アフリカツメガエルの卵に触れてみよう！
上野 直人（形態形成研究部門）
イン・シリコ実験
藤森 俊彦（初期発生研究部門）
マウスの精子形成を支える”幹細胞”を観察してみよう！
吉田 松生（生殖細胞研究部門）
光を使って脳内結合をマッピングしよう
松崎 政紀（光脳回路研究部門）
茎頂メリステムを探してみよう
川口 正代司（共生システム研究部門）
イソギンチャクに光合成をさせよう
皆川 純（環境光生物学研究部門）
神経細胞を蛍光で観察しよう
椎名 伸之（神経細胞生物学研究室）
体験！バイオロジカルモーション渡辺 英治（神経生理学研究室）
最新顕微鏡を使ってメダカの胚を蛍光で観察してみよう
亀井 保博（光学解析室）
ゲノムは変わる ～突然変異と遺伝子の機能～栂根 一夫（多様性生物学研究室）
酵母を用いた生化学実習
鎌田 芳彰（多様性生物学研究室）

120

基礎生物学研究所 一般公開
２０１３年１０月５日、基礎生物学研究所は「体感！最先端バイオの世界」と題して一般公開を行いました。山手地区の研究室や施設を公開し、一般の皆様に研究の現場に足をお運びいただき、最先端の生物学研究をご紹介させていただきました。また、講演会やサイエンストーク「研究者に聞いてみよう！生き物の不思議」の特別企画や、体験実験、クイズラリーなどを行いました。１３４９名の方々にご来場いただきました。

研究室・施設公開 ( 山手地区 )１

研究者アンケート・基生研の歴史と基生研で働く人たち（広報室・受付）
２
脳形成と脳機能のしくみを探る ( 野田研 )３
植物細胞の中を見よう ( 西村研 )４
顕微鏡で生物の細胞の由来を調べる（光学解析室）
５
放射線を見てみよう（RI 実験センター）
６
生殖細胞ができるしくみ（小林研）
７
ほ乳類の初期発生（藤森研）
８
生命の源「精子」の幹細胞（吉田研）
９
メダカの性別を判別しよう（田中研）
１０ バイオロジカルモーション知覚を体験しよう（渡辺研）
１１ 実験動物たちを病気から守れ ( モデル動物 )１２ 動物の形つくり（高田研）
１３ 環境と生き物の性（井口研）
１４ ＤＮＡを身近に感じよう－ＤＮＡストラップの作製－（生物機能情報分析室）
１５ －１９６℃の世界覗いてみませんか（IBBP センター）

研究室紹介展示 ( 岡崎コンファレンスセンター )体験実験「DNA を見てみよう！」
口の粘膜細胞から DNA を抽出して観察しました。また、PCR 法を用いて特定の遺伝子を増幅しての観察にも挑戦していただきまし
た。

特別企画

いきものスタンプ・クイズ
ラリー
いきものに関するクイズに答えながら、スタンプを集めるクイズラリーを行いました。
サイエンストーク「研究者に聞いてみよう！生き物の不思議」
６名の研究者が交代で生きものの不思議について熱く語り、来場者の質問にわかりやすく答えました。
◦サンゴやイソギンチャクが光合成をする？答えはこうした動物たちの体内にすんでいる藻類にあり。海の動物と藻類たちがあみ出した進化の離れ業！（丸山 真一朗）
◦自然界のハイブリッド車？葉緑体を盗んで光合成をするウミウシ（前田 太郎）
◦様々な生物学の分野で活躍する小さな昆虫、ショウジョウバエ（篠塚 裕子）◦東南アジアにいる、花そっくりなピンクのカマキリ（眞野 弘明）◦食虫植物がどのようにして虫を食べるのか、その秘密について（福島 健児）◦身近なのに意外と知られていない菌類の不思議（小林 裕樹）

１
日本のメダカとアジアのメダカ（成瀬研）
２
わたしたちの祖先のすがた（上野研）
３
からだの右と左（野中研）
４
観る、撮る、神経細胞のかたち（椎名研）
５
動物が季節を感じる仕組み（吉村研）
６
脳と神経細胞を見てみよう（山森研）
講演会「環境でオスとメスが決まるミジンコとワニの性の仕組み」
７
脳のはたらきを体験しよう（松崎研）
井口 泰泉
８
不思議な進化（長谷部研）
いきものが作ったいろいろな物質を分けてみよう（松林研） 「知られざる植物細胞の世界」 西村 幹夫
９
１０ 地球を支える生き物たち～光合成の世界（皆川研）「微生物で探る生命継承の仕組み」 山本 正幸
１１ 微生物は植物の友達？（川口研）
１２ アサガオのなぞを追え！（星野研）

121

社会との連携
基礎生物学研究所では、次世代の科学者の育成の視点から、小・中学校や高等学校の生徒に向けて、生物学の面白さを伝える活動を行っています。また、広く一般に向けて、研究内容や成果を発信しています。

出前授業

中学生職場体験学習

基礎生物学研究所は地元である岡崎市教育委員会との連携活動

愛知県の中学校で実施されている職場体験学習の受け入れをとして、小・中学校への出前授業を行っています。

行っています。

2013 年度

2013 年度

竜美丘小学校 「メダカのたんじょう」 田中 実

岡崎市立北中学校１名

大門小学校「メダカのたんじょう」 田中 実

岡崎市立城北中学校１名

翔南中学校「遺伝子が体を作る仕組み

岡崎市立竜海中学校２名

バエの研究から分かること～」 林 良樹

岡崎市立甲山中学校３名

岩津中学校「光合成から見る地球環境」 得津 隆太郎

岡崎市立福岡中学校１名

福岡中学校「ヤマビルの生態を知り里山環境を考える」

岡崎市立美川中学校２名～ショウジョウ

田中 大介
河合中学校

「植物がもつ不思議な再生能力に迫る」
石川 雅樹

東海中学校

「体の中の「位置情報」と分泌性タンパク質」
三井 優輔

美川中学校

「身体の右と左を決めるしくみ」 野中 茂紀

額田中学校「植物の幹細胞維持の謎にせまる～新しい植物ホルモンの研究からわかること～」
篠原 秀文
幸田町立北部中学校 「遺伝子組換えって何？」
渡我部 昭哉

国研セミナー
国研セミナーは、岡崎市内の小中学校の理科教員に対象に、最新の研究状況を講演するセミナーです。岡崎南ロータリークラ
ブおよび岡崎市教育委員会との連携活動として開催されています。
2013 年度「次代に命をつなぐ生殖細胞の不思議」
小林 悟

122

愛知県立岡崎高等学校
ルへの協力

スーパーサイエンスハイスクー

2013 年度

2013 年度
進路オリエンテーション

岡崎市スーパーサイエンススクールへの協力
福岡中学校 「ミジンコの不思議な世界をのぞいてみよう」

講演

井口 泰泉

「環境と動物の性の研究を楽しく進める方法」 井口 泰泉

福岡中学校 「細胞の観察と細胞模型づくり」 倉田 智子

授業

福岡中学校 「花の構造を調べよう」 田中 幸子、大澤 園子、「生物の相互作用の研究－高校授業の先に何があるのか」

諸岡 直樹

川口 正代司

岩津中学校 「顕微鏡を活用しよう」 倉田 智子「ゲノム科学の最前線」 重信 秀治
実習「新課程教育の基礎となる植物の最先端研究」「モータータンパク質と細胞骨格について」 村田 隆
「オーキシンと植物の形態形成」 石川 雅樹、玉田 洋介「花発生を制御する遺伝子系」 長谷部 光泰、壁谷 幸子「花の人工交配」 石川 雅樹、玉田 洋介
英語交流会「Current research on reptile temperaturedependent sex determination 爬虫類における温度依
存型性決定の研究」 谷津 遼平

中学生対象の実習指導
2013 年度「ヒドラの体を構成する細胞の種類を見分けよう」
藤澤 敏孝（総合研究大学院大学特任教授）、倉田 智子

少年少女発明クラブ見学受入2013 年８月７日

愛知県立岡崎北高等学校
協力

コスモサイエンスコースへの2013 年度「生殖細胞をつくる
メカニズムを知る～ある研究者の生き方～」 小林 悟

123理科工作イベント

大学共同利用機関シンポジウム 20132013 年 9 月 23 日

“万物は流転する－因果と時間－”「細胞の模型を作ろう」（名古屋市科学館）

2013 年 11 月 16 日 （東京国際フォーラム）あいち科学技術教育推進協議会の協力および展示

科学三昧 in あいちへ

第 15 回 自然科学研究機構シンポジウム“アストロバイオロジー－天文・地球・生命・物理・化学の最前線研究者が熱く語る－“2013 年 12 月 26 日 （岡崎コンファレンスセンター）

2013 年 10 月 14 日 （学術総合センター）「地上生物学者からアストロバイオロジーへの期待と要望」
長谷部 光泰さかえサイエンストーク
2013 年 6 月 5 日「ゲノムのゴミと思われていたもの
栂根 一夫～イネの動く遺伝子～」第 16 回 自然科学研究機構シンポジウム“天体衝突と生命進化”2014 年 3 月 8 日 （名古屋市科学館）

岡崎市理科作品展ブース出展
2013 年 10 月 13 日

124

研究所の現況
研究所で働く人たち ( 2014 年 5 月 1 日 現在 )total 341 人

所長 1

技術および
事務支援員

単位：百万円教授（客員・特任を含む）14
准教授（特任を含む）

39

116

技術職員
大学生 1

14

その他補助金 100

助教（特任を含む）
外部資金計

研究員

間接経費

148

46

寄付金 16

受託研究費 166

1,243

84
26

研究所の財政規模 ( 2013 年度 決算額 )

科学研究費

961

運営費交付金

1,424

施設費

1,140

総研大経費

62
自己収入 1

大学院生

基礎生物学研究所では国からの補助 ( 運営費交付金、総研大経費 ) に加え、各研究者の努力により科学研究費、受託研究費など多くの競争的資金を獲得して研究を行っています。

配置図① 基礎生物学研究所 実験研究棟
A 大型スペクトログラフ
B 動物実験センター ( 水生動物室 )② 形質統御実験棟③ 共通施設棟Ⅰ( アイソトープ実験センター・生物機能情報分析室・電子顕微鏡室 )④ 共通実験棟Ⅱ ( 機器研究試作室 )⑤ 動物実験センター ( 陸生動物室 )⑥ 実験廃液処理施設
⑦ 圃場

⑯
岡崎統合
事務センター

明大寺地区
愛知県岡崎市明大寺町字西郷中 38⑧ 山手 1 号館 A
⑨ 山手 1 号館 B
⑩ 山手 2 号館⑪ 山手 3 号館⑫ 山手 4 号館⑬ 山手 5 号館⑭ IBBP センター棟⑮ 高圧配電施設⑯ 実験排水処理施設

山手地区
愛知県岡崎市明大寺町字東山 5-1

125自然科学研究機構 岡崎統合事務センター
岡崎統合事務センター組織

岡崎統合事務センターは、自然科学研究機構岡崎 3 機関 ( 基総務部

礎生物学研究所・生理学研究所・分子科学研究所 ) の総務、研究連携及び財務等に関する事務を担当しています。

総務課
総務係
企画評価係
情報サービス係
人事係
労務係
給与係
国際研究協力課
国際係
大学院係
共同利用係
研究戦略係
産学連携係
研究助成係
財務部
財務課
総務係
財務第一係
財務第二係
財務第三係
出納係
調達課
基生研・
生理研チーム分子研・
事務センターチーム

施設課
資産管理係
施設環境係
電気係
機械係
岡崎統合事務センター

126

研究教育職員・技術課技術職員 ＩＮＤＥＸ
あ 飯沼 秀子

81, 83

技術職員

技術課、アイソトープ実験センター

井口 泰泉

57, 71

教授

分子環境生物学研究部門、モデル生物研究センター

石川 雅樹

41

助教

生物進化研究部門

上野 直人

21, 76

教授・副所長形態形成研究部門、研究力強化戦略室

内川 珠樹

65, 81

技術職員

技術課、生物機能解析センター

内山 郁夫

62, 66

助教

ゲノム情報研究室、生物機能解析センター

内海 秀子

24, 81

技術職員

技術課、分子発生学研究部門

大澤 園子

34, 81

技術係長

技術課、脳生物学研究部門

大野 薫

47

助教

多様性生物学研究室

岡 早苗

26, 81

技術職員

技術課、初期発生研究部門

荻野 由紀子57

助教

分子環境生物学研究部門

か 加藤 輝

54

特任助教

多様性生物学研究室、新分野創成センター

壁谷 幸子

40, 81

技術主任

技術課、生物進化研究部門

鎌田 芳彰

48

助教

多様性生物学研究室

亀井 保博

65, 68, 76

特任准教授

生物機能解析センター、研究力強化戦略室

川口 正代司43, 72

教授

共生システム研究部門、IBBP センター

北舘 祐

29

助教

生殖細胞研究部門

木下 典行

21

准教授

形態形成研究部門

木村 哲晃

72

特任助教

IBBP センター

木森 義隆

53

特任助教

多様性生物学研究室、新分野創成センター

倉田 智子

77

特任助教

研究力強化戦略室児玉 隆治

46, 76, 83

准教授

構造多様性研究室、研究力強化戦略室、アイソトープ実験センター

小林 悟

23

教授

発生遺伝学研究部門

小林 弘子

81

技術課長

技術課

小峰 由里子35

助教

脳生物学研究部門

小山 宏史

27

助教

初期発生研究部門

近藤 真紀

65, 81

技術係長

技術課、生物機能解析センター

さ 齋田 美佐子

65, 81

技術職員

技術課、生物機能解析センター33

助教

統合神経生物学研究部門

作田 拓
定金 理

35

助教

脳生物学研究部門

佐藤 昌直

23

助教

発生遺伝学研究部門

澤田 薫

81, 83

技術主任

技術課、アイソトープ実験センター

椎名 伸之

17

准教授

神経細胞生物学研究室

重信 秀治

64, 67, 76

特任准教授

生物機能解析センター、研究力強化戦略室

四宮 愛

61

特任助教

季節生物学研究部門

定塚 勝樹

51

助教

多様性生物学研究室

新谷 隆史

33

准教授

統合神経生物学研究部門

新村 毅

61

特任助教

季節生物学研究部門

壽崎 拓哉

43

助教

共生システム研究部門

鈴木 誠

21

助教

形態形成研究部門

20, 81

技術職員

技術課、形態形成研究部門

た 高木 知世
高田 慎治

25, 76教授

分子発生学研究部門、研究力強化戦略室

高橋 俊一

59

准教授

環境光生物学研究部門

高橋 弘樹

21

助教

形態形成研究部門

竹内 靖

32, 81

技術主任

技術課、統合神経生物学研究部門

武田 直也

43

助教

共生システム研究部門

竹花 佑介

45

助教

バイオリソース研究室

立松 圭

78

特任助教

研究力強化戦略室

田中 幸子

42, 81

技術係長

技術課、共生システム研究部門

127

研究教育職員・技術課技術職員 ＩＮＤＥＸ
田中 大介

特任助教

IBBP センター

田中 実

31, 70准教授

生殖遺伝学研究室、モデル生物研究センター

玉田 洋介

41

助教

生物進化研究部門

栂根 一夫

50, 71

助教

多様性生物学研究室、モデル生物研究センター

得津 隆太郎59

助教

環境光生物学研究部門

豊岡 やよい

27

助教

初期発生研究部門な 中村 貴宣66, 81

技術職員

技術課、生物機能解析センター

中山 啓

17

助教

神経細胞生物学研究室

成瀬 清

45, 70, 72

准教授

バイオリソース研究室、モデル生物研究センター、IBBP センター

西出 浩世

66, 81

技術職員

技術課、生物機能解析センター

西村 幹夫

76

特任教授

研究力強化戦略室

野口 裕司

70, 81

技術職員

技術課、モデル生物研究センター

野田 千代

22, 81

技術職員

技術課、発生遺伝学研究部門

野田 昌晴

33

教授

統合神経生物学研究部門

野中 茂紀

63

准教授

時空間制御研究室

41, 83

教授

生物進化研究部門、アイソトープ実験センター

は 長谷部 光泰
濱田 義雄

19, 71

助教

細胞社会学研究室、モデル生物研究センター

林 晃司

70, 81

技術主任

技術課、モデル生物研究センター

林 良樹

23

助教

発生遺伝学研究部門

原 健士朗

29

助教

生殖細胞研究部門

尾納 隆大

64, 81

技術職員

技術課、生物機能解析センター

檜山 武史

33

助教

統合神経生物学研究部門

平 理一郎

37

助教

光脳回路研究部門

藤森 俊彦

27, 71, 77

教授

初期発生研究部門、モデル生物研究センター、研究力強化戦略室

星野 敦

49, 71

助教

多様性生物学研究室、モデル生物研究センター

ま 牧野 由美子

64, 81

技術主任

技術課、生物機能解析センター

正水 芳人

37

助教

光脳回路研究部門

松崎 政紀

37

教授

光脳回路研究部門

松田 淑美

81, 83

技術係長

技術課、アイソトープ実験センター

真野 昌二

52

助教

多様性生物学研究室

三井 優輔

25

助教

分子発生学研究部門

水口 洋子

28, 81

技術職員

技術課、生殖細胞研究部門

水谷 健

56, 81

技術係長

技術課、分子環境生物学研究部門

皆川 純

59

教授

環境光生物学研究部門

宮川 信一

57

助教

分子環境生物学研究部門

宮成 悠介

55

特任准教授

核内ゲノム動態

三輪 朋樹

66, 81

技術班長

技術課、生物機能解析センター

村田 隆

41

准教授

生物進化研究部門

森 友子

64, 81

技術係長

技術課、生物機能解析センター

諸岡 直樹

71, 81

技術主任

技術課、モデル生物研究センター

25

助教

分子発生学研究部門

や 矢部 泰二郎
山口 勝司

64, 81

技術主任

技術課、生物機能解析センター

山下 朗

15

特任准教授

細胞応答研究室

山本 正幸

2, 15, 89

所長

細胞応答研究室

山森 哲雄

35

教授

脳生物学研究部門

吉田 松生

29, 65, 76

教授

生殖細胞研究部門、研究力強化戦略室、生物機能解析センター

吉村 崇

61

客員教授

季節生物学研究部門

わ 渡我部 昭哉

35

准教授

脳生物学研究部門

39, 70

准教授

神経生理学研究室、モデル生物研究センター

渡辺 英治

128

72

名古屋鉄道至 大阪

東海道新幹線

小牧IC

高速道路

春日井IC

神宮前

名古屋
名鉄名古屋

名古屋IC
三好IC
岡崎IC

東岡崎

音羽蒲郡IC

三河安城

豊川IC

至 東京

中部国際空港豊橋

基礎生物学研究所

至 東京

愛知県岡崎市交通案内● 鉄道を利用した場合
東京方面から
豊橋駅下車、名古屋鉄道 ( 名鉄 ) に乗り換えて、
東岡崎駅下車 ( 豊橋駅 - 東岡崎駅間約 20 分 )。
大阪方面から名古屋駅下車、名古屋鉄道 ( 名鉄 ) に乗り換えて、
東岡崎駅下車 ( 名鉄名古屋駅 - 東岡崎駅間約 30 分 )。
明大寺地区へは
東岡崎駅の改札を出て、南口より徒歩で 7 分。
山手地区へは
東岡崎駅南口バスターミナルより名鉄バス「竜美丘循環」に乗り竜美北 1 丁目下車 ( 所要時間 5 分 )、さらに徒歩で3 分。

● 自動車を利用した場合
東名高速道路の岡崎 IC を下りて国道 1 号線を名古屋方面に約 1.5km、市役所南東交差点を左折。
IC から約 10 分。

● 中部国際空港 ( セントレア ) から
< 鉄道 >
名鉄にて神宮前駅経由、東岡崎駅下車。所要時間約 65 分。
< バス >
名鉄空港バス JR 岡崎行きを利用し、東岡崎駅下車。
所要時間約 65 分
至 名古屋
岡崎市役所
市役所南東

至 豊橋
至 東名岡崎インター

乙川

東岡崎駅

基礎生物学研究所
明大寺地区

六所神社
案内板

本

明大寺地区

岡崎統合事務センター
分子科学研究所

線生理学研究所

屋

古

名

鉄

名

正門

三島ロッジ

岡崎コンファレンス
センター

基礎生物学研究所
山手地区

東門

山手地区

大学共同利用機関法人 自然科学研究機構

基礎生物学研究所 要覧 2014

ローソン

発行・編集 : 広報室〒 444-8585
愛知県岡崎市明大寺町字西郷中 38
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基礎生物学研究所 山手地区
〒 444-8787
愛知県岡崎市明大寺町字東山 5-1

129

ミジンコ

シロイヌナズナ

ハナカマキリ

セイタカイソギンチャク

ムラサキヘイシソウ（サラセニア プルプレア）