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 2020

National Institute for Basic Biology

Contents
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134
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138
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142
145
146
147

所長あいさつ組織
基礎生物学研究所が目指すもの
年表
運営
プレスリリースより
細胞動態研究部門（上田研）
定量生物学研究部門（青木研）
クロマチン制御研究部門（中山研）
神経細胞生物学研究室（椎名研）
幹細胞生物学研究室（坪内研）
オルガネラ制御研究室（真野研）
形態形成研究部門（上野研）
分子発生学研究部門（高田研）
初期発生研究部門（藤森研）
生殖細胞研究部門（吉田研）
再生生物学研究室（所長研）
神経行動学研究部門（東島研）
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）
進化発生研究部門（新美研）
進化ゲノミクス研究室（重信研）
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
環境光生物学研究部門（皆川研）
植物環境応答研究部門（森田研）
ゲノム情報研究室（内山研）
時空間制御研究室（野中研）
生命熱動態研究室（亀井研）
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
新規モデル生物開発センター
新規モデル生物開発センター    鈴木グループ
モデル生物研究センター
ナショナルバイオリソースプロジェクト
大学連携バイオバックアッププロジェクト
先端バイオイメージング支援プラットホーム
研究力強化戦略室 共同利用グループ
研究力強化戦略室 企画・評価グループ
研究力強化戦略室 国内国際連携グループ
研究力強化戦略室 若手研究者支援グループ
研究力強化戦略室 男女共同参画推進グループ
研究力強化戦略室 広報室
研究力強化戦略室 産学連携グループ
受付・事務室
安全衛生管理室
技術課
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
プリンストン大学との連携活動
COS Heidelberg との連携活動
テマセク生命科学研究所との連携活動
Global Bioimaging (GBI) プロジェクト
インターナショナルプラクティカルコース
ゲノムインフォマティクス・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
新規モデル生物開発センター 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

基礎生物学研究所 研究実験棟
動物資源共同利用
研究センター棟

形質統御棟

共通棟 II
共通棟 I

大隅良典 名誉教授
ノーベル生理学・医学賞受賞記念モニュメント

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 2020
https://www.nibb.ac.jp

1わくわく感のある
生物学の醸成所長あいさつ博物学から生じた『生物学』は近年のゲノム科学と融合することで、サイエンスの醍醐味を身近に味わえる学問へと大きく変貌を遂げました。すなわち、地球上の生物は、全てが DNA という分子を遺伝物質として進化したことで、地球環境のダイナミックな変化に応じてその姿を変えてきたことがわかり、進化を再現することも、進化の時計を巻き戻すこともできる『生物学』が可能になったのです。さらに、宇宙に人類が進出するようになると、宇宙環境に適した生物をデザインして宇宙に送り込むことすら可能な時代へとなったのです。
基礎生物学研究所は「生き物研究の世界拠点」として、動物や植物などのモデル生物や新規モデル生物、ひいては非モデル生物を用いて、すべての生物に共通で基本的な仕組み、生物が多様性をもつに至った仕組
み、及び生物が環境に適応する仕組みを解き明かす研
究を、国内外の研究者と連携して行っています。質の高い実験生物を生育し、高度で精密な解析を可能にするために、「モデル生物研究センター」と「生物機能解析センター」と「新規モデル生物開発センター」を整備し、全国の生物研究者が共同利用・共同研究でフロントのサイエンスを展開できる支援体制を作っています。また、災害などにより研究上貴重な生物遺伝資源が失われることを防ぐ「大学連携バイオバックアッ
ププロジェクト」の中核拠点 (IBBP センター ) としての活動もしています。このように基礎生物学研究所
は、大学共同利用機関として国内外の大学や研究機関の研究者とともに、わくわく感のある生物学の醸成を行っています。

基礎生物学研究所長

2

阿形 清和

自然科学研究機構

機構長

小森 彰夫

副機構長

国立天文台

基礎生物学研究所
生理学研究所
分子科学研究所

所長
阿形 清和

運営会議

核融合科学研究所

副所長
長谷部 光泰研究力強化戦略室
・企画・評価グループ
・共同利用グループ・国内国際連携グループ
・若手研究者支援グループ
・男女共同参画推進グループ
・広報室
・産学連携グループ

理事

德田 次男
金子 修
竹入 康彦
川合 眞紀
井本 敬二
斎藤 卓

監事

竹俣 耕一
二宮 博正

組織

細胞生物学領域                ・細胞動態研究部門（上田研）
                                     ・定量生物学研究部門（青木研）
                                     ・クロマチン制御研究部門（中山研）
                                     ・神経細胞生物学研究室（椎名研）
                                     ・幹細胞生物学研究室（坪内研）
                                     ・オルガネラ制御研究室（真野研）
発生生物学領域                ・形態形成研究部門（上野研）
                                     ・分子発生学研究部門（高田研）
                                     ・初期発生研究部門（藤森研）
                                     ・生殖細胞研究部門（吉田研）
                                     ・再生生物学研究室（所長研）
神経生物学領域                ・神経行動学研究部門（東島研）
                                     ・神経生理学研究室（渡辺研）
進化多様性生物学領域       ・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）
                                     ・進化発生研究部門（新美研）

オープンラボ

研究主幹
上野 直人
吉田 松生
高田 慎治
川口 正代司
皆川 純

常田 佐久
竹入 康彦
阿形 清和
鍋倉 淳一
川合 眞紀

                                     ・進化ゲノミクス研究室（重信研）
                                     ・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
環境生物学領域                ・環境光生物学研究部門（皆川研）
                                     ・植物環境応答研究部門（森田研）
理論生物学領域                ・ゲノム情報研究室（内山研）
イメージング                   ・時空間制御研究室（野中研）
サイエンス研究領域          ・生命熱動態研究室（亀井研）

名誉教授

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
山森 哲雄
井口 泰泉
山本 正幸
野田 昌晴

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
安全衛生管理室

岡崎共通研究施設

計算科学研究センター
動物資源共同利用研究センター
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

新分野創成センター（CNSI）
・先端光科学研究分野
・プラズマバイオ研究分野

アストロバイオロジーセンター（ABC）
生命創成探究センター（ExCELLS）

NIBB - COS Heidelberg
国際連携プログラム

国際連携研究センター（IRCC）
2020 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

ナショナルバイオリソース

基礎生物学研究所は、1977 年の創設以来、基礎生物学

ナショナルバイオリソースプロジェクト（NBRP）は、の中核拠点として、生命の営みの基本をなす遺伝子の働

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

きや細胞の働きを探ると共に、生物が環境に適応し、そ

ソース（動物、植物等）のうち、国が特に重要と認めたも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のについて、体系的な収集、保存、提供体制を整備するこことを目指して研究活動を行ってきました。「生き物研究とを目的とした国家プロジェクトです。基礎生物学研究所の世界拠点」として、細胞生物学、発生生物学、神経生物

は日本発のモデル生物「メダカ」の中核機関を担っており、学、進化多様性生物学、環境生物学、理論生物学、イメー

国内外にリソースの提供を行っています。また、「アサガジングサイエンスなどの分野にわたる研究活動を、それぞオ」「ゼブラフィッシュ」の分担機関を担当しています。

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.84）（→ P.14 〜）

共同利用研究の推進
大学共同利用機関

国際連携活動
世界各国の研究機関との国際連携活動
欧州分子生物学研究所 (EMBL) は、欧州を中心とした

基礎生物学研究所は大学共同利用機関の一つです。大学

20 以上の国の出資により運営されている世界を先導する

共同利用機関とは世界に誇る我が国独自の「研究者コミュ研究所のひとつです。基礎生物学研究所は、2005 年に締ニティーによって運営される研究機関」であり、全国の研結された自然科学研究機構と EMBL との学術交流協定に究者に共同利用・共同研究の場を提供する中核拠点として

基づき、研究者や大学院生の相互訪問などの人的交流やイ組織されました。重要な研究課題に関する先導的研究を進

メージングに関する技術交流を行っています。
（→ P.126）

めるのみならず、全国の研究者に最先端の研究機器や個別の大学では実施困難な研究の場を提供し、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機能するのがその特色です。

共同利用研究の実施
基礎生物学研究所は大学共同利用機関として、大学等研究機関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共同利用の研究課題を公募しています。2010 年度には、共同利用研究をさらに高い水準で支援するために、「生物機能解析センター」（→ P.76）および「モデル生物研究センター」を設置しました。
（→ P.82）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 年度より「生物遺伝資源新規保存技術

ン大学との学術交流協定に基づき、定量・イメージング生
物学に関する共同研究を行っています。
（→ P.128）
ド イ ツ、 ハ イ デ ル ベ ル グ 大 Centre for Organismal
studies (COS) Heidelberg と生物の環境適応に関する共同研究を推進するために、2019 年 9 月に同センターと学術交流協定を締結しました。刺胞動物の光応答メカニズムについての共同研究を行っています。
（→ P.130）

た、2014 年度には「新規モデル生物開発センター」を設

基礎生物学研究所コンファレンス(NIBB Conference)

置し、「モデル生物・技術開発共同利用研究」を通じて新所内の教授等がオーガナイザーとなり、海外からの招待

規モデル生物の確立を目指した共同研究を進めています。

講演者を交えて開催される国際会議です。研究所創立の大型スペクトログラフは、世界最大の超大型分光照射装1977 年に開催された第１回以来、基礎生物学分野の先端

開発共同利用研究」の公募を開始しました。
（→ P.86）ま置であり、「大型スペクトログラフ共同利用実験」の公募

研究の議論および国際交流の貴重な機会となっています。

により国内外の多くの研究者に利用されています。その2019 年度には第 67 回 NIBB Conference“Quest for他、「重点共同利用研究」「統合ゲノミクス共同利用研究」

Orthologs”が開催されました。（→ P.125）「統合イメージング共同利用研究」「個別共同利用研究」「研究会」「トレーニングコース」などを実施しています。
（→ P.118）

42010 年に締結された自然科学研究機構と米国プリンスト

インターナショナルプラクティカルコース

生物画像データ解析トレーニングコース

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

顕微鏡画像に代表される生物画像から定量的解析を行う

ス で、 国 内 外 の 研 究 者 に よ り 編 成 さ れ た 講 師 チ ー ム がとともに、生命現象の背景にある原理を読み解くために必

最 新 研 究 技 術 を 指 導 し ま す。2018 年 9 月 に は 第 10

要なデータ解析についてのトレーニングコースを 2013

回 NIBB International Practical Course "Genome

年度より開催しています。生物学研究者と画像研究者とEditing and Imaging of Fish and Amphibians" を開催の共同研究を生み出す場としても機能しつつあります。

しました。
（→ P.133）（→ P.136）

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.138）

NIBB Internship Program

新分野の創出

基礎生物学研究所を海外の学生にも広く知ってもらい、基礎生物学研究所は、「新規モデル生物開発センター」を中

将来の国際的な研究交流の核となる人材を育てることを目心として、新規モデル生物の整備を進め、非モデル生物の未的として、海外の大学生・院生を対象に、研究体験の機会

解明な生命現象の解明を通じて、生物学における新分野開拓を提供するプログラムを開催しています。（→ P.138）を目指しています。
（→ P.79）また、基礎生物学研究所は自然科学研究機構アストロバイオロジーセンターおよび自然若手研究者の育成

科学研究機構新分野創成センターとの連携により、分野間連携による新規学問領域の創出を目指しています。

総合研究大学院大学
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 1988 年に国により設置された学部を持たない大学院大学です。基礎生物学研究所は、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して、また博士後期課程編入により大学院生を募集しています。
（→ P.106 〜）

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、大学院教育の協力を行っています。（→ P.117）

社会との連携基礎生物学研究所は次世代の科学者育成の視点から、出前授業やスーパーサイエンスハイスクール活動支援等を通じて、学校教育への協力を行なっています。また、自然科学研究機構シンポジウムや大学共同利用機関シンポジウム、生物の発生過程のインターネット生中継などの機会を通じて、社会との双方向の交流を行なっています。
（→ P.140）

トレーニングコースの開催による若手育成
若手研究者を中心に、基礎生物学に不可欠な研究手技を数日間にわたって講習するもので、以下の２コースを定期的に開催しており、毎回、多くの受講希望者の応募があります。

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に向けて、ゲノム情報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・考え方を講習する国内向けのトレーニングコースです。（→ P.134）

5

年表

1987 年 5 月
創設 10 周年を記念し、記念式
典と施設公開を実施した。「転換1962 年頃から生物学研究者の間に研究所設立の要望が高期をむかえた生物科学」と題し

まり、関連学会 ( 日本動物学会、日本植物学会等 ) を中心にた 10 周年記念講演会が京都に種々検討がなされた。

て開催された。
創設１０周年記念式典

1966 年 5 月

1988 年 10 月

日本学術会議は、第 46 回総会において、生物研究所 ( 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

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

閣総理大臣に勧告した。

専攻（３年制の博士課程 ）が設置された。

1973 年 10 月

1989 年 5 月

学術審議会は、分子科学研究所、基礎生物学研究所 ( 仮称 )形質統御実験施設 設置。

及び生理学研究所 ( 仮称 ) を緊急に設立すべき旨、文部大臣に報告した。

1989 年 7 月
竹内郁夫 第 4 代所長就任。

1977 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

1995 年 4 月

研究機構を形成。桑原萬壽太郎 初代所長就任。3 研究系 ( 細毛利秀雄 第５代所長就任。

胞生物学研究系・発生生物学研究系・制御機構研究系 )、培
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

1997 年 1 月

教育大旧図書館の建物を利用した。

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

1977 年 12 月が竣工した。

第１回 基礎生物学研究所コンファレンス 開催。
建築中の形質統御実験棟

1979 年 2 月

1997 年 5 月

基礎生物学研究所 実験研究棟第１期竣工。

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。
1998 年 5 月
形質転換生物研究施設 設置。
1999 年 4 月
生命環境科学研究センター 設置。

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

2000 年 4 月
1981 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

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

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

総合研究機構 ( 基礎生物学研究所、生理学研究所 ) は総合化

ンター 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。

2001 年 4 月
勝木元也 第６代所長就任。

1983 年 4 月
金谷晴夫 第２代所長就任。

2002 年 3 月
山手地区に山手１号

1984 年 10 月

館と２号館東が竣岡田節人 第３代所長就任。

工。以後山手地区には 2004 年 3 月 ま1986 年 11 月

でに順次、5 号館ま

最先端の研究技術の国内若手研究者への普及を目指し、第一でが竣工した。

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

山手地区

2001 年 4 月

2010 年 7 月

情報生物学研究センター 設置。

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2004 年 1 月

究拠点ネットワーク」事業を開始。2016 年度末まで研究

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拠点として活動。

ティー形成を支援するための国際研究集会として、第 1
回 生 物 学 国 際 高 等 コ ン フ ァ レ ン ス（Okazaki Biology

2010 年 8 月

Conference）が開催された。

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(TLL) との間で学術交流協定を締結。

2004 年 4 月
大学共同利用機関法人自然科学研究機構 創設。国立大学法2012 年 7 月

人法の施行により、国立天文台、核融合科学研究所、基礎生

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

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

プロジェクト (IBBP)」を国内７つの大学との連携により開究系の廃止とともに研究部門名を変更し、新たに研究室を設始。プロジェクトの中核拠点として IBBP センターを設置。

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

2013 年 10 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

山本正幸 第 8 代所長就任。

年一貫制の博士課程が設置された。
2013 年 10 月
2005 年 4 月

研究力強化戦略室を設置。

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名称変更。

2014 年 2 月
新規モデル生物開発センターを設置。

2005 年 7 月
自然科学研究機構と欧州分子生物学研究所 (EMBL) との間

2016 年 12 月

で共同研究協定が調印された。基礎生物学研究所と EMBL

大隅良典名誉教授 ノーベル生理学・医学賞受賞。

との連携活動を開始。
2019 年４月
2007 年 1 月

阿形清和 第 9 代所長就任。

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

2019 年 7 月

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

基礎生物学研究所とハイが開催された。

デ ル ベ ル グ 大 Centre for
Organismal Studies

2007 年 4 月(COS) Heidelberg と の 間岡田清孝 第 7 代所長就任。

で学術交流協定を締結。

2007 年 5 月

2019 年 12 月

基礎生物学研究所は創設 30 周

基礎生物学研究所と北海道大学低温科学研究所との間で連携年を迎えた。6 月 1 日には 30

協定を締結

協定式にて

周年記念式典が開催された。
創設 30 周年記念式典

2020 年 5 月

2009 年４月

基礎生物学研究所と熊本大学発生医学研究所との間で連携協

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

定を締結

研究所 (MPIPZ) との間で、植物科学分野での研究推進を目的として学術交流協定を締結。2014 年度末までに５回の2020 年 11 月

合同シンポジウムを開催し交流を行った。

基礎生物学研究所と徳島大学先端酵素学研究所との間で連携協定を締結

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
置。

7

運営
運営会議委員 (2020 年度 )

任期：2019 年 4 月 1 日〜 2021 年 3 月 31 日
◎議長

所外委員
北野 潤		

情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所 教授

黒岩 麻里

北海道大学大学院 理学研究院 教授

河内 孝之

京都大学大学院 生命科学研究科 教授

佐竹 暁子

九州大学 理学研究院 教授

塩見 美喜子

東京大学大学院 理学研究科 教授

杉本 亜砂子東北大学大学院 生命科学研究科 教授

花嶋 かりな

早稲田大学 教育・総合科学学術院 准教授○ 平岡 泰		

大阪大学大学院 生命機能研究科 教授

山本 卓		

広島大学大学院 理学研究科 教授

吉村 崇		

名古屋大学大学院 生命農学研究科 教授

所内委員

8

青木 一洋

定量生物学研究部門 教授

上田 貴志

細胞動態研究部門 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

高田 慎治

分子発生学研究部門 教授

新美 輝幸

進化発生研究部門 教授

長谷部 光泰生物進化研究部門 教授

東島 眞一

神経行動学研究部門 教授

藤森 俊彦

初期発生研究部門 教授

皆川 純		

環境光生物学研究部門 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カブトムシの角にオスとメスとの違いが現れる時期の特定に成功
カブトムシのオスは立派な角を持ちますが、その角を作るための遺伝子が働き始める時期の詳細は不明でした。今回、基礎生物学研究所 進化発生研究部門の森田慎一研究員と新美輝
幸教授らは、土を使わずに試験管内でカブトムシ幼虫を観察する方法を確立し、角形成に重要な前蛹と呼ばれる時期に見られる特徴的な行動として「首振り行動」を見出しました。
また、カブトムシの性を決める遺伝子 transformer を特定しました。メスの幼虫において、この遺伝子の機能を完全に抑制すると、メス化が阻害されオスと同様に角が形成されます。
この現象と試験管内観察法を利用して、角が形成されると予測される前蛹期前後の様々な時期で transformer 遺伝子の機能を阻害し、角の性差が現れる時期 ( メスにオスのような角がはじめて形成される時期 ) を特定しました。今回特定した角の性差が現れる時期は、角形成に関与する複数の遺伝子が森田慎一研究員と新美輝幸教授
Shinichi Morita, Toshiya Ando, Akiteru Maeno, Mutsuki
Mase, Takeshi Mizutani, Shuji Shigenobu, Teruyuki
Niimi“Precise staging of beetle horn formation in Trypoxylus
dichotomus reveals the pleiotropic roles of doublesex
depending on the spatiotemporal developmental
contexts”
PLOS Genetics 15, e1008063 (2019)

ダイナミックに働き始める時期と予測され、角形成の鍵となる遺伝子を探索する上で重要な知見をもたらすものです。本
研究成果は PLOS Genetics に 2019 年 4 月 10 日付けで掲載されました。
角をもつ昆虫の中でも、コガネムシ科には雄のみに立派な角た。その結果、transformer （トランスフォーマー）遺伝子が、カブトムシの性を決める遺伝子として働いていることがわかりました。メスの幼虫の transformer 遺伝子の機能を抑制す
ると、メス化が阻害され、オスと同様の角が形成されました。

をもつ種が多数存在します。角は、エサ場の確保やメス獲得のための武器としての機能を果たしています。このような角は、幼虫と蛹の間の『前蛹』と呼ばれる時期に、初めて角原基 ( 成虫の角のもととなる幼虫期の細胞群 ) として形成され、性差が現れます。しかしながら前蛹期間の角原基の形成過程
において、角に性差をもたらす遺伝子が働くタイミングは全く不明でした。
角の性差が現れる時期は、前蛹期であることが推測できます
が、この時期にカブトムシの幼虫は土中で生活するため、正確な前蛹期開始期の特定が困難でした。そこで、カブトムシの終齢幼虫を土を使わずにプラスチック試験管内で飼育し、タイムラプス撮影法を用いて観察する方法を開発しました。
その結果、前蛹期の開始に特徴的な行動として「首振り行動」を発見することに成功しました。この行動を指標に前蛹開始期を特定することが初めて可能になり、詳細なカブトムシの前蛹期間 ( メスでは 129 ± 4.3 時間、オスでは 131 ±4.7 時間 ) がわかりました。この前蛹開始期を 0 時間として、
12 時間ごとに 120 時間までの雌雄の角原基を幼虫から摘出し、形態的な角原基の比較を行ったところ、前蛹 36 時間にて角原基に雌雄差が認められました。したがって、角の性差をもたらす遺伝子が働くタイミングは少なくとも前蛹 36 時
間よりも前であることが推測されます。
より正確な角形成プログラム開始時期を特定するために、カブトムシの性決定のスイッチとなる遺伝子の同定を試みましカブトムシの性決定遺伝子 transformer の機能を抑制
するとメス化が阻害され、メスにオスと同様に角が形成された。
メスの幼虫を用いて、角原基が形成され始める前蛹期の直前
もしくは前蛹初期の様々な時期でこの遺伝子の機能を阻害し、オスと同様の角が形成されるタイミングを調べました。その結果、前蛹開始の 7 時間前にこの遺伝子の機能を阻害したメ
ス個体において、オスと同様の角が形成されました。カブト
ムシの機能阻害の効果は処理後 36 時間に現れることから、角の性差をもたらす遺伝子が働くタイミングは、前蛹開始の
29 時間後 (-7 時間 +36 時間 ) であることを明らかにしました。

9基礎生物学研究所プレスリリースより魚類が高速遊泳をするときに遅筋の活動を抑える神経機構を特定
脊椎動物の高速運動時には、速筋線維による素早い筋収縮を可能にするために、遅筋線維の活動を弱めることがあります。
しかしその際、どのような制御が神経系により行われているかは分かっていませんでした。今回、基礎生物学研究所 神経
行動学研究部門の木村有希子助教、東島眞一教授は熱帯魚であるゼブラフィッシュを材料に用いて、この問題の解明に取り組みました。その結果、ゼブラフィッシュ幼魚の高速遊泳
時には、脊髄に存在する抑制性ニューロンの一種である V1
ニューロンが、遅筋を制御する運動ニューロンの活動を抑制し、それによって遅筋の活動が抑制されることが明らかにされました。V1 ニューロンは転写因子 En1 の発現によって同定されるニューロンで、脊椎動物全般に存在します。本研究は、哺乳類など他の脊椎動物の高速運動における脊髄神経回路による筋活動の制御機構の研究にも役立つことが期待されます。
本研究成果は Nature Communications 誌に、2019 年 5 月
22 日付で掲載されました。
本研究では、高速運動時の遅筋の活動抑制を制御するニューロンとして、脊髄の抑制性介在ニューロンの一種である V1
ニューロンに注目しました。V1 ニューロンは転写因子 En1の発現で同定されるニューロンです。研究グループは V1
ニューロンが遅筋を制御する運動ニューロンの発火を高速運動時に抑制し、その結果遅筋の活動を高速運動時に低下させる役割を持つとの仮説を立て、ゼブラフィッシュ幼魚を使って、これを検証しました。
研究グループは脊髄 V1 ニューロンを遺伝学的に除去した
遺伝子組み換えゼブラフィッシュを作成しました。この V1
ニューロン除去魚で、遅筋に投射する運動ニューロンの発火パターンを調べました。野生型の魚では、遅筋に投射する運
動ニューロンは高速遊泳では活動せず、低速遊泳のみで活動します。一方、V1 ニューロンを除去した魚では、遅筋に投射する運動ニューロンが、高速遊泳の起こる状況でも活動す木村有希子助教
Yukiko Kimura, Shin-ichi Higashijima“Regulation of locomotor speed and selection of active setsof neurons by V1 neurons”
Nature Communications 10, 2268 (2019)
また、遅筋に投射する運動ニューロンが遊泳中に受ける入力を調べると、野生型の魚では、高速遊泳時に強い抑制性入力を受けていますが、V1 ニューロンを除去した魚では、高速遊泳が起こる状況で受ける抑制性入力が減少することが分かりました。以上の結果から、V1 ニューロンは高速遊泳時に遅筋に投射する運動ニューロンを抑制し、その活動を停止させていると考えられます。
さらに、V1 ニューロン除去がゼブラフィッシュ幼魚の遊泳における筋肉の活動に及ぼす影響を調べるために、速筋と遅筋が遊泳中に受ける入力を調べました。その結果、野生型では高速遊泳時には主に速筋が強い入力を受け、遅筋は弱い入力しか受けませんが、V1 ニューロンを除去した魚では、速筋と遅筋が同時に強い入力を受けるようになっていました。
V1 ニューロンの除去により、遅筋に投射する運動ニューロ
ンが高速遊泳が起こる状況でも活動することになり、速筋と遅筋が同時に活動するようになっていると考えられます。
これらの結果より、脊髄 V1 ニューロンは、高速遊泳時に遅筋に投射する運動ニューロンの活動を抑制し、高速遊泳時の遅筋の活動を抑制することが明らかになりました。

るようになりました。この結果は、遅筋に投射する運動ニュー
ロンが高速遊泳時に発火を停止するために V1 ニューロンが必要であることを示唆しています。

野生型魚と V1 ニューロン除去魚

10V1 ニューロンの高速遊泳における役割
ゼブラフィッシュ幼魚の高速遊泳時には、脊髄 V1 ニューロンは遅筋に投射する運動ニューロンを強く抑制し、興奮性入力を打ち消すことで運動ニューロンの活動を停止させる。その結果、遅筋の活動を抑制する。

基礎生物学研究所プレスリリースより単独で普通の細胞を直に幹細胞に変えるステミン遺伝子の発見
ヒメツリガネゴケは、葉を切り離して水につけておくだけで、切断面に面した葉細胞が幹細胞である原糸体幹細胞へと変化します。基礎生物学研究所 生物進化研究部門を中心とした研究グループは、このヒメツリガネゴケの高い再生能力に着目し、幹細胞化に関わる遺伝子の探索を行いました。その結果、たった一つの遺伝子を無傷の葉細胞に働かせるだけで、葉細研究に関する記者会見の様子（左から森下美生大学院生、
名古屋大学の佐藤良勝特任准教授、石川雅樹助教）

胞を直接幹細胞へと変化させることができることを発見し、この遺伝子をステミン（STEMIN）と名付けました。

Masaki Ishikawa, Mio Morishita, Yohei Higuchi, Shunsuke
Ichikawa, Takaaki Ishikawa, Tomoaki Nishiyama, Yukiko
Kabeya, Yuji Hiwatashi, Tetsuya Kurata, Minoru Kubo, Shuji
Shigenobu, Yosuke Tamada, Yoshikatsu Sato, and Mitsuyasu
Hasebe“Physcomitrella STEMIN transcription factor induces stem
cell formation with epigenetic reprogramming”
Nature Plants 5, 681-690 (2019)

通常のヒメツリガネゴケの茎葉体（左上図）とステミン遺伝子を働かせた 3 日目の茎葉体（右上図）
ステミン遺伝子を働かせると、葉細胞が直接、原糸体幹細胞に変化して伸び出す。
ヒメツリガネゴケの葉を切断すると、12 〜 24 時間後に切り口に面した細胞でステミンタンパク質の量が増え、それらの細胞が幹細胞化しました。また、ステミンとそれに似た 2つの遺伝子の計 3 つの遺伝子を壊すと、幹細胞への変化が遅ステミンによって葉細胞が幹細胞に変化する仕組みのモデルれることが分かりました。これらのことから、ステミンは葉遺伝子群が強く抑制され、葉細胞の性質が保たれています。

細胞が幹細胞に変化する時に働く遺伝子であることが分かり葉が切断され、ステミンタンパク質が作られ始めると、特定ました。

の DNA 配列にステミンが結合し、ヒストンの化学修飾が外れます。その結果、抑制されていた多数の遺伝子が働き始め、次に研究グループは、ステミンがどのようにして葉細胞を幹それらの遺伝子の働きにより葉細胞が幹細胞へと変化すると細胞へと変化させるのか、その仕組みに迫りました。研究グ

いう、分化した細胞から幹細胞へ変化させる仕組みが明らか

ループは、ステミンが転写因子であることに着目して、ステになりました。

ミンによって直接調節される遺伝子について調べました。その結果、ステミンは 1,416 個の遺伝子を直接調節している

本研究は JST 戦略的創造研究推進事業 ERATO 分化全能性

ことが分かりました。その中には、幹細胞の特徴である細胞

進化プロジェクト（長谷部光泰 研究総括）において、樋口洋分裂を促進する遺伝子などが含まれていました。そして、こ平 博士（現・東京大学 講師）、
佐藤良勝グループリーダー（現・れらの遺伝子の転写調節領域では、ヒストンの化学修飾によ名古屋大学 特任准教授）によって開始され、同プロジェク

り、転写が抑制されていました。ステミンを働かせると、ヒト終了後、基礎生物学研究所 / 総合研究大学院大学の石川雅

ストンの化学修飾が顕著に減少し、幹細胞化に必要な多くの

樹 助教、森下美生 大学院生、長谷部光泰 教授、名古屋大学

遺伝子が働き出すことが分かりました。

の佐藤良勝 特任准教授、金沢大学の西山智明 助教らを中心として研究が進展しました。本研究成果は、2019 年 7 月 8葉細胞では、ヒストンの化学修飾によって幹細胞化に必要な日付で Nature Plants 誌に掲載されました。

11

基礎生物学研究所プレスリリースより

マメ科植物の根粒と側根の発達は共通した遺伝子が制御することを発見
窒素は全ての生物が生命を維持するために必須な成分です。
一般に植物は硝酸塩やアンモニアといった窒素栄養素を土壌から吸収します。一方、マメ科植物は、根粒と呼ばれる特殊な器
官に窒素固定細菌を共生させており、ほとんどの生物が利用できない空気中の窒素を栄養素として使うことができます。そのために、マメ科植物は窒素栄養素が乏しい痩せた土地でも生育することができます。根粒共生は、植物にとっても、またその恩恵に預かる我々にとっても大変有用な形質ですが、マメ科植物とマメ科に近縁な一部の植物だけで見られる現象です。これまでの研究により、根粒共生に関わる遺伝子についての情報は
次第に蓄積されてきていますが、マメ科植物の根粒共生の能力が進化の過程でどのように獲得されてきたのかは、よく分かっていませんでした。
基礎生物学研究所 共生システム研究部門の征矢野敬准教授と理化学研究所 環境資源科学研究センターの林誠チームリー
ダーは、基礎生物学研究所 川口正代司教授、農業・食品産業
技術総合研究機構 下田宜司主任研究員と共同で、根粒共生における根粒の形成過程に、植物が一般的に持つ側根の形成メカ
ニズムの一部が流用されていることを新たに発見しました。マ
メ科植物モデル植物のミヤコグサを用いて、側根の形成を制御する遺伝子として知られる ASL18a 遺伝子が、他の根粒形成遺伝子と協調しながら根粒の発達を制御することを明らかにしました。これは、マメ科植物の根粒共生の能力が、植物に一
般的な既存のシステムを上手く取り入れながら獲得されてきたことを示すものです。この成果は 2019 年 11 月 22 日、Science 誌に掲載されました。

征矢野敬准教授
Takashi Soyano, Yoshikazu Shimoda, Masayoshi
Kawaguchi, Makoto Hayashi“A shared gene drives lateral root development and root
nodule symbiosis pathways in Lotus”
Sciences 366, 1021-10233 (2019)

また、根粒ができるときに NIN が ASL18a 遺伝子の特定の場所に結合することで ASL18a 遺伝子が働き始めることも分かりました。NIN が結合する特定の場所は、ダイズやインゲンな
どのミヤコグサ以外のマメ科植物の ASL18a 遺伝子にも共通して見つかりました。しかし、非マメ科植物の ASL18a 遺伝
子では見つかりませんでした。この NIN が結合する場所をマ
メ科植物が進化の過程で獲得したことが、ASL18 の根粒での機能に影響したことが示唆されます。
以上のことから、本来は側根の形成を制御する ASL18a 遺伝
子が、根粒菌が根に感染すると NIN の指令により働きはじめ、
ASL18a と NF-Y とが相互作用しながら根粒の発達を制御することが分かりました。

研究グループはこれまでの研究において、ミヤコグサの根粒形成に NIN 転写因子と呼ばれる遺伝子の機能が重要であることを明らかにしていました。しかし、NIN が具体的にどのように作用しているのかが分かっていませんでした。そこで今回、
NIN 転写因子によって働きが調節される遺伝子を探索しました。その結果、NIN の下流で、ASL18a と NF-Y という性質の異なる２つの転写因子が協調的に作用して根粒の形成を制御することを新たに発見しました。
さらに研究グループは、NF-Y と ASL18a は直接結合する性質を持つことを明らかにしました。そして、根粒ができないはずの nin 変異体において、ASL18a と NF-Y をミヤコグサの根で同時に働かせることで、根粒を付けさせることに成功しました。このことは、ASL18a と NF-Y が一緒に働くことで
NIN の代わりをしたことを意味します。

12

根粒形成と側根の形成は共通の遺伝子 ALS18a
によって制御される

基礎生物学研究所プレスリリースより植物の根に重力方向を伝える新しい因子の発見 ～オーキシンを重力側へ
より多く分配するしくみ～
基礎生物学研究所 植物環境応答研究部門の森田（寺尾）美代
教授と西村岳志助教、中村守貴特任研究員、福建農林大学の古谷将彦教授、東京大学の平野良憲助教は、奈良先端科学技術大
学院大学の箱嶋敏雄教授、基礎生物学研究所の加藤輝特任助教、立命館大学の深尾陽一郎准教授らとの共同研究により、シロイ
ヌナズナを用いて重力感受細胞において重力方向の情報伝達に関わる新しい因子 RLD を発見しました。
植物の根は地中に向かって、茎は空に向かって成長します。
これは植物が重力の方向を感じ取って行う重力屈性と呼ばれる反応です。重力の方向は根や茎の重力感受細胞と呼ばれる特別な細胞で感知されることや、重力方向に反応した植物の屈性がオーキシンの輸送の制御によって行われることなどが知られていますが、重力感受細胞内での重力方向の情報伝達の仕組みの森田（寺尾）美代教授と西村岳志助教
Masahiko Furutani, Yoshinori Hirano, Takeshi Nishimura,
Moritaka Nakamura, Masatoshi Taniguchi, Kanako
Suzuki, Ryuichiro Oshida, Chiemi Kondo, Song Sun,
Kagayaki Kato, Yoichiro Fukao, Toshio Hakoshima, Miyo
Terao Morita“Polar recruitment of RLD by LAZY1-like protein during
gravity signaling in root branch angle control”
Nature Communications 11, 76 (2020)

詳細は不明でした。
森田教授らの研究グループはこれまでに、LZY と呼ばれるタンパク質が重力屈性に必要であることを明らかにしてきました。今回、LZY と相互作用するタンパク質として RLD を新たに発見し、RLD もまた重力屈性に関与する重要な因子である
こと、および RLD がオーキシン輸送の制御に関わることを明らかにしました。そして、LZY が重力の方向に応答して重力感受細胞内での居場所を変化させ、その時に RLD を結合して同じ場所に連れてくることで、オーキシン輸送を制御するという分子機構を提唱しました。本研究の成果は、2020 年 1 月
3 日に Nature Communications 誌に掲載されました。

シロイヌナズナ側根の伸長方向
野生型に比べて、rld1 rld4 二重変異体、lzy3 変異体
では側根が水平方向に向かう傾向にある。

本研究により提唱された、側根コルメラ細胞での重力シグナル伝達機構のモデル図
側根コルメラ細胞では ①アミロプラストの位置情報に基づいて LZY が重力側の細胞膜に偏りを持って局在する、②
LZY との結合により、RLD が細胞質から重力側の細胞膜に移動する、③ RLD による制御が PIN 蛋白質の重力側への偏りを生じさせ、④オーキシンを重力側により多く輸送する。

13

植物の膜交通研究から探る
細胞内輸送のメカニズムと進化
真核生物の細胞内には、小胞体やゴルジ体など様々なオルガネラがあり、それぞれが独自の機能を果たすことで生命現象が成り立っています。このオルガネラ間では小胞や細管を介した膜交通と呼ばれるメカニズムによって物質が運ばれています。
膜交通の基本的なメカニズムは真核生物において広く保存されていますが、個々の系統に注目すると、進化の洗練を受けてそれぞれが独自の膜交通の仕組みを獲得していることが明らかになりつつあります。われわれは、シロイヌナズナとゼニゴケを用いて、植物における膜交通の普遍性と独自性を明らかにするべく研究を行っています。
Members

教授
上田 貴志
助教
海老根 一生
金澤 建彦
特任助教
南野 尚紀
技術課技術職員
林 晃司
特任研究員
樋渡 琢真
FENG Yihong
総合研究大学院大学
大学院生
八野田 奨
特別共同利用研究員
法月 拓也（東京大学）
技術支援員
山本 真由子大原 さとみ義則 有美
事務支援員
大久保 雅代植物細胞における分泌およびエキソサイトーシス経路の多様化。
（上図）分泌経路は細胞内から細胞膜および細胞外への輸送であり、多くの生物にとって特定の輸送シグナルを必要としないデフォルト輸送経路である。一方、陸上植物ではこの経路で機能する分子群に著しい多様化が見られ、それらが極性輸送（A）や分裂期の細胞に出現する細胞板への輸送（B）など、植物に特徴的な様々な現象に関与していることが示されている（文献４より改変）。
（C）ゼニゴケ葉状体細胞において、分泌経路ではたらく膜融合実行因子（SNARE）の一種である MpSYP13B（マゼンタ）は細胞膜に局在するのに対し、ホモログである MpSYP12B（緑）は油体膜に主に局在する。このことは、分泌経路で機能する SNARE 分子の機能が、進化の過程で多様化していることを示している。（下図）共生菌および病原菌感染部位への輸送にも分泌経路の一部が転用されている（左図）。炭疽病菌侵入部位では、菌が植物細胞膜のリン脂質組成を改変することにより、植物の分泌経路を利用していると考えられる（右図，文献１、４より改変）。

14細胞動態研究部門

https://www.nibb.ac.jp/cellular/

植物に特徴的なオルガネラと膜交通の制御が、植物炭疽病菌の感染に深く関わっていることを明

真核細胞の中には、小胞体や液胞など、機能の異なる多様らかにした（文献 1）。

なオルガネラが存在する。膜交通は、小胞や細管状の輸送中配偶子の形成過程では、不要なオルガネラが除去され、配間体を介したオルガネラ間の物質輸送システムである。そこ

偶子機能の発現に関与する膜成分やタンパク質群が配置されでは RAB GTPase、SNARE、被覆複合体などの鍵因子がる。この過程にも、膜交通が深く関わっている。ゼニゴケは、機能しており、これらの因子の多様化が、オルガネラの多様雄性配偶子として運動性の鞭毛を有する精子を形成する。そ化と密接に関連していると考えられている。我々の部門では、の精子変態過程では、オートファゴソームやエンドソームな膜交通とオルガネラ機能の多様化の観点から、植物の膜交通

どの分解系オルガネラが多数観察される（文献 5）。精子変の制御機構の研究を行っている。

態過程におけるオルガネラの再構築において、膜交通やオー

液胞は、植物の細胞体積の９割以上を占める巨大なオルガ

トファジーがどのように関わるのかを明らかにするため、ゼ

ネラで、動物のリソソームと同様に、不要タンパク質の分解

ニゴケのオートファジー研究系を構築した（文献 2）。これを担っている。これに加え、植物の液胞は、タンパク質の貯を用いて精子変態時のオルガネラ再構築の分子機構と生理的

蔵や膨圧の発生など、植物に特有の機能も有している。この意義の解明を進めている。

ような多様な液胞機能の発現には、液胞ではたらくタンパク

図 2. ゼニゴケ精子変態過程における膜交通および
オートファジーの役割解明に向けて
ゼニゴケ精子変態過程では、オートファゴソームなどの分解系オルガネラが多く観察される (AB; 文献
5)。ゼニゴケ葉状体でのmCitrine-MpATG8a( 緑 )を用いたオートファゴソー
ムの可視化(C, 文献2)。
オートファジー欠失変異体の葉状体は、黄変する表現型が見られる (D, 文献 2)。

質や液胞に貯蔵されるタンパク質を、正確かつ大量に液胞に輸送する仕組みが必要であり、そこでは植物が進化の過程で独自に獲得した膜交通の制御因子が重要なはたらきを担っている。現在は特に植物固有の液胞輸送経路について、その制
御メカニズムの解析を進めている（文献 3）。
苔類に特徴的なオルガネラである油体の研究も展開している。油体は、ゼニゴケでは油体細胞と呼ばれる特殊な細胞にのみ形成される。油体への物質輸送を担う膜交通の仕組みと油体細胞の分化機構に注目し、研究を進めている。

図 1. シロイヌナズナの液胞膜で機能する膜融合装置
シロイヌナズナの液胞膜では VAMP71-SYP22 を介した液胞同士の膜融合のほか、植物固有の膜交通制御因子である VAMP727 と SYP22 を介したエン
ドソーム - 液胞間の膜融合があり、そこでは RAB5-CORVET 複合体が機能する（文献 3）。

植物膜交通の生理機能
膜交通は、植物の様々な生理機能の発現において重要な役割を担っている。我々はこれまで、シロイヌナズナを用いて植物病原菌の感染や抵抗性の発動における膜交通の役割を解析しており、最近では膜中のリン脂質制御を介した分泌経路

教授
上田 貴志

助教
海老根 一生

助教
金澤 建彦

参考文献
1. Shimada, T.L., Betsuyaku, S., Inada, N., Ebine, K., Fujimoto, M.,
Uemura, T., Takano, Y., Fukuda, H., Nakano, A., and Ueda, T.
(2019). Enrichment of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphatein extra-invasive hyphal membrane promotes Colletotrichum
infection of Arabidopsis thaliana. Plant Cell Physiol. 60, 15141524.
2. Norizuki, T., Kanazawa, T., Minamino, N., Tsukaya, H. and Ueda, T.
(2019). Marchantia polymorpha, a New Model Plant for Autophagy
Studies. Front. Plant Sci. 10, 935.
3. Takemoto, K., Ebine, K., Askani, JC., Krüger, F., Ito, E., Goh, T.,
Schumacher, K., Nakano, A. and Ueda, T. (2018). Distinct setsof tethering complexes, SNARE complexes, and Rab GTPases
mediate membrane fusion at the vacuole in Arabidopsis. Proc.
Natl. Acad. Sci. USA. 115, E2457-E2466.
4. Kanazawa, T., and Ueda, T., (2017). Exocytic trafficking pathways
in plants: why and how they are redirected. New Phytologist 215,
952-957.
5. Minamino, N., Kanazawa, T., Nishihama, R., Yamato, K.T.,
Ishizaki, K., Kohchi, T., Nakano, A. and Ueda, T. (2017).
Dynamic reorganization of the endomembrane system during
spermatogenesis in Marchantia polymorpha. J. Plant Res. 130,433-441.

特任助教
南野 尚紀

15

細胞の情報伝達を定量的に理解し細胞機能を操作する細胞は、増殖因子やストレスなど細胞外からの入力情報を感知し、環境の変化に適応するように細胞機能を発現することで恒常性を維持している。しかし、多くの場
合、細胞外環境はノイジーで絶えず変化しており、細胞がどのようにして入力情報を処理して表現型を出力しているのか、その分子機構は十分に分かっていない。私たちは、「細胞内情報伝達系」と呼ばれる細胞内の化学反応ネットワークを蛍光イ
メージングにより可視化し、光や小化合物によって操作するというアプローチを通じて、細胞機能の創発原理を定量的に理解することを目指している。
Members

教授
青木 一洋
助教
近藤 洋平
後藤 祐平
技術課技術職員
尾納 隆大
博士研究員
伊藤 玲奈
Ellen Reed（IRCC）
日本学術振興会特別研究員
中村 彰伸
総合研究大学院大学
大学院生
谷猪 遼介
向井 正哉
山本 啓
酒井 啓一郎
鶴岡 樹
技術支援員
海老根 映美後藤 瑶子
小野田 香織

私たちの研究室で使われている培養細胞、分裂酵母、線虫を使った蛍光イメージング画像の一例。

16

定量生物学研究部門

https://www.nibb.ac.jp/qbio/

細胞のふるまいを定量的に理解するによる内在性分子の濃度の測定、イメージングによる酵素反細胞は生命の基本ユニットである。細胞は、環境や内的な応速度定数の測定などを行っている。得られたパラメーター

状態の変化に応答し、適切に表現型に変化させ適応する。そを基に、ボトムアップでシミュレーションモデルを作成し、れを可能にしているのは、「細胞内情報伝達系」と呼ばれる数値計算により仮説を検証する。また、細胞組織の変形と力

細胞内の反応ネットワークシステムである。このネットワーの画像データを基に、非侵襲的に組織の硬さを見積もる手法

クは、分子と分子の結合や酵素反応といった化学的な素反応も開発している（文献 3）。

がいくつも連鎖して構成されている。
私達は、細胞や組織、個体の維持にとって本質的な機能で操作ある、細胞増殖・分化・細胞死の３つの表現型に関連するシ細胞内情報伝達系のダイナミックな変化がしばしば細胞機

グナル伝達系を定量的に理解することを目指している。アナ能と密接に関連することが分かってきた。この細胞内情報伝

ログ的でしなやかな細胞内情報伝達系が、デジタル的で頑強達系のダイナミクスと表現型との因果関係を直接的に検証すな表現型を創発する原理に迫りたい。以下に、私たちが主とるためには、細胞内情報伝達系のダイナミクスを構成的に作して用いている技術を紹介する。

り出し、期待される結果が得られるかを調べる必要がある。
そこで、薬剤や光遺伝学による細胞内情報伝達系の摂動法の可視化開発にも取り組んでいる（文献 5,6）。

細胞内情報伝達系を生きた細胞内で定量的に可視化するためのバイオセンサーを開発している。細胞内の分子活性の変Far-red light

Red light

Far-red light

Red light化を１細胞レベルで経時的に捉えることができる、蛍光共鳴
エネルギー移動（FRET）の原理に基づくバイオセンサー（文献 4,6）（図 1）や、蛍光タンパク質の円順列変異体を用いたバイオセンサー、細胞内局在を指標にしたバイオセンサー（文献 2）を開発している。リン酸化酵素や GPCR といった分子の活性を生きた細胞において可視化することで、生化学的な手法では見えてこなかった細胞の中のダイナミックな

図 2：光による細胞内分子局在の操作の一例
遠赤色（Far-red）光では細胞質に局在しているが、赤色（red）光照射により分子が形質膜直下へと細胞内局在を変化させることができる。多くの細胞内情
報伝達は分子局在の変化を伴うことが知られており、この原理により細胞内情報伝達系を操作することができる。

化学反応をとらえることができる。

PKA

ERK

Akt

JNK

PKC

S6K

図１：リガンドで刺激したときの PKA, Akt, PKC, ERK, JNK, S6K 活性を
FRET イメージングで可視化した結果
キナーゼ活性を疑似カラーで示している。寒色が低活性、暖色が高活性を示しており、それぞれの色の明るさが FRET バイオセンサーの細胞内の局在を示し
ている。

定量化
反応パラメーターを効率良く取得するための技術開発も行っている。蛍光相互相関分光法（FCCS）を用いた解離定数（Kd）の測定（文献 1）、CRISPR/Cas9 遺伝子編集法

教授
青木 一洋

助教
近藤 洋平

参考文献
1. Komatsubara, A.T., Goto, Y., Kondo, Y., Matsuda, M., Aoki,
K. (2019). Single-cell quantification of the concentrations anddissociation constants of endogenous proteins. J. Biol. Chem.
294, 6062-6072.
2. Miura, H., Kondo, Y., Matsuda, M., Aoki, K. (2018). Cell-to-cellheterogeneity in p38-mediated cross-inhibition of JNK causes
stochastic cell death. Cell Reports 24, 2658-2668.
3. Kondo, Y., Aoki, K., Ishii, S. (2018). Inverse tissue mechanics ofcell monolayer expansion. PLoS Comput. Biol. 14, e1006029.
4. Aoki, K., Kondo, Y., Naoki, H., Hiratsuka, T., Itoh, RE., Matsuda,
M. (2017). Propagating Wave of ERK Activation Orients Collective
Cell Migration. Dev. Cell 43, 305–317.
5. Uda, Y., Goto, Y., Oda, S., Kohchi, T., Matsuda, M., Aoki, K. (2017).
Efficient synthesis of phycocyanobilin in mammalian cells for
optogenetic control of cell signaling. Proc. Natl. Acad. Sci. USA
114, 11962-11967.
6. Aoki, K., Kumagai, Y., Sakurai, A., Komatsu, N., Fujita, Y., Shionyu,
C., and Matsuda, M. (2013). Stochastic ERK activation induced bynoise and cell-cell propagation regulates cell density-dependent
proliferation. Mol. Cell 52, 529-540.

助教
後藤 祐平

17

エピジェネティクスの分子機構
私たちの個体を形作る細胞は、それぞれ全く同じセットのゲノム DNA を持っている。しかし、個々の細胞の働きは多様であり、全ての細胞が同じように DNA を使っていたのでは、このような多様性を生み出すことはできない。このように、DNAの一次配列だけでは説明できない現象は「エピジェネティクス」と呼ばれ、個体の発生や細胞の分化だけでなく、疾患や老化のメカニズム解明の鍵を握ると考えられている。私たちは DNA を取り巻く「クロマチン」という構造に着目し、そのダイナミックな構造変換がどのようにエピジェネティックな現象を調節しているのか、
その分子機構の解明を目指している。

Members

教授
中山 潤一
助教
片岡 研介
特任助教
林 亜紀
技術課技術職員
西本 裕希
総合研究大学院大学
大学院生
Anisa Fitri Rahayu
Olivera Valentirovic
中村 凛子
吉田 啓貴
特別共同利用研究員
蜂須賀 亜季（福井大学）
技術支援員
吉村 ゆり子
浅井 友理子
事務支援員
清原 愛（上段）ユークロマチン領域（左）では、転写の活性化に関わるヒストンのアセチル化や、H3K4 メチル化が存在している。一方ヘテロクロマチン領域（右）では、抑制的に働く H3K9 メチル化や DNA メチル化が存在し、進化的に保存された HP1 タンパク質が結合して高次のクロマチン構造が形成される。
（下段）当研究部門では、分裂酵母、原生生物テトラヒメナ、哺乳類動物細胞などを用いて、クロマチンのダイナミックな構造変化をもたらす分子機構の解明を目指している。

18

クロマチン制御研究部門

https://www.nibb.ac.jp/chroma/

高次クロマチン構造形成の分子機構

ヒストン修飾認識の分子機構

真核細胞の染色体には、高度に凝縮したヘテロクロマチン

クロモドメイン（CD）は、クロマチンの構造変化に関わと呼ばれる構造が存在しています。この高次のクロマチン構る多くのタンパク質に見いだされる、進化的に保存された

造は、セントロメアなど、染色体の機能ドメインの形成に寄モチーフ構造です。ヘテロクロマチンタンパク質 HP1 を中与するとともに、エピジェネティックな遺伝子発現の制御に心とする研究によって、CD がメチル化されたヒストンを特も重要な役割を果たしています。分裂酵母を用いた解析から、異的に認識して結合するモ

このヘテロクロマチンの形成に、RNA サイレンシングと呼ジュールであることが明らばれる現象の関与が明らかにされました。しかし、高等真核

かにされました。しかし、近生 物 に お い て、RNA

年の解析から、CD によるメ

サイレンシングとヘチル化ヒストンの認識には、

テロクロマチン形成

近傍の核酸結合能の寄与やがどのように結びつ

翻訳後修飾が関与すること

くのか、まだまだ数多が明らかにされてきました。

くの謎が残されてい私達の研究部門では、CD タ

ます。私達の研究部門

ンパク質がどのようにヘテ

では、主に分裂酵母をロクロマチンを標的として材料にヘテロクロマ

いるのか、その分子機構の解チン構造の形成メカ

明を進めています。

図３．テトラヒメナの HP1 様タンパ
ク質の局在解析

ニズムの解明に取り組んでいます。

図１．高次クロマチンの形成機構

ヒストン修飾酵素の機能解析
クロマチンの大きな構造変化や、遺伝子発現を調節するためには、クロマチンの基本単位であるヌクレオソームの構造を変化させる必要があります。近年の解析から、ヌクレオソー
ムを構成するヒストンが多様な翻訳後修飾を受け、この変化が様々な生命現象と関わることが明らかにされてきました。特にヒストンのメチル化修飾は、安定なエピジェ
ネティックマークとして考えられており、そのメチル化
修飾の変化を制御している機構の解明は、エピジェネ
ティックな遺伝子発現制御の理解につながると期待されます。私達の研究部門では、ヒストンのメチル化やアセチル化を制御する、ヒスト
ン修飾酵素の機能解析を進めています。

教授
中山 潤一

助教
片岡 研介

図２．精製したヒストンメチル化酵素
複合体

参考文献
1. Ding, D.Q., Okamasa, K., Katou, Y., Oya, E., Nakayama,J., Chikashige, Y., Shirahige, K., Haraguchi, T., Hiraoka, Y.
(2019). Chromosome-associated RNA-protein complexes
promote pairing of homologous chromosomes during meiosis in
Schizosaccharomyces pombe. Nat. Commun. 10, 5598.
2. Oya, E., Nakagawa, R., Yoshimura, Y., Tanaka, M., Nishibuchi,G., Machida, S., Shirai, A., Ekwall, K., Kurumizaka, H., Tagami,
H., Nakayama, J. (2019). H3K14 ubiquitylation promotes H3K9
methylation for heterochromatin assembly. EMBO Rep. 20,
e48111.
3. Oya, E., Durand-Dubief, M., Cohen, A., Maksimov, V., Schurra,C., Nakayama, J., Weisman, R., Arcangioli, B., Ekwall, K. (2019).
Leo1 is essential for the dynamic regulation of heterochromatin
and gene expression during cellular quiescence. Epigenetics
Chromatin 12, 45.
4. Hiragami-Hamada, K., Nakayama, J. (2019). Do the charges
matter? - Balancing the charges of the chromodomain proteins on
the nucleosome. J. Biochem. 165, 455-458.
5. Machida, S., Takizawa, Y., Ishimaru, M., Sugita, Y., Sekine, S.,
Nakayama, J., Wolf, M., Kurumizaka, H. (2018). Structural basis ofheterochromatin formation by human HP1. Mol. Cell 69, 385-397.
6. Shirai, A., Kawaguchi, T., Shimojo, H., Muramatsu, D., IshidaYonetani, M., Nishimura, Y., Kimura, H., Nakayama, J., Shinkai,
Y. (2017). Impact of nucleic acid and methylated H3K9 binding
activities of Suv39h1 on its heterochromatin assembly. eLife 6,
e25317.

特任助教
林 亜紀

19

mRNA - タンパク質コンデンセートが司る
高次脳機能の解明
mRNA は、DNA の遺伝情報をもとにタンパク質を合成するという生命の根幹に不可欠の分子である。脳神経が正しく機能するためには、mRNA を鋳型としたタンパク質合成が時空間的に制御されることがとりわけ重要なことが分かってきた。この制御は、mRNA とそれに結合する様々なタンパク質が液−液相分離を起こしてコンデンセート（RNA 顆粒と呼ばれる細胞小器官）を形成することによって行われている。我々は、RNA 顆粒がどのように形成されてどのような特性を持つのか、さらに神経細胞における RNA 顆粒の働きが、学習・記憶や精神活動などの脳機能にどのような影響を与えるのかについて、マウスをモデル生物として、分子・細胞・個体レベルで明らかにすることを目指している。
Members

准教授
椎名 伸之
助教
中山 啓（8 月 31 日まで）
大橋 りえ（1 月 1 日より）総合研究大学院大学
大学院生
山下 映
堀尾 朋世
石倉 有唯
吉田 将
技術支援員
片山 香織

マウス脳（海馬）神経細胞の RNA 顆粒神経細胞の細胞体（赤）から伸びた樹状突起に RNA 顆粒（緑）が輸送され、局在している。模式図（白）は神経の細胞体とそこから伸びた樹状突起。

20

神経細胞生物学研究室

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

RNA 顆粒の形成・ダイナミクスと神経機能において、学習時のシナプス入力に伴って局所的に翻訳を引

細胞内の様々な小器官は、生体膜に包まれることで区画化

き起こすことである。この局所的翻訳がシナプス結合の長期されている。しかし近年驚くべきことに、膜に包まれずに的な強化に必要であり、数時間から数年に及ぶ長期記憶の形区画化する「コンデンセート」と呼ばれる細胞小器官が明成に関与すると考えられている。我々は RNA 顆粒の構成因

らかにされつつある。それらコンデンセートは、液 - 液相分子である RNA 結合タンパク質が、翻訳の時空間制御及び学離（LLPS）という物理化学的現象によって形成され、特定

習・記憶の形成に果たす役割を解明することに取り組んでいの分子が高濃度に集積しつつ、細胞質（核内コンデンセート

る。RNG105 ( 別名 caprin1) タンパク質は、樹状突起への場合は核質）との間で分子が行き来する平衡状態を保つ。

の mRNA 輸送を担う因子である（文献 1, 3）。RNG105「RNA 顆粒」は LLPS によって細胞質に形成されるコンデ欠損マウスでは、本来樹状突起に局在すべき様々な種類のンセートであり、特定の RNA 結合タンパク質、mRNA、

mRNA の局在が低下し、欠損の程度が軽微な場合は自閉症

リボソーム等が濃縮している。RNA 結合タンパク質のう様行動を引き起こし（文献 4）、重篤な場合は長期記憶の形

ち、天然変性領域（IDR）を持つものが互いに弱く相互作用成が顕著に低下する（図 2，文献 3）。RNG105 によってすることが、LLPS の原動力になっている。さらに RNA 顆

輸送される mRNA がどのようなメカニズムで長期記憶に結粒は単一な液相ではなく、内部に固相の「コア」を含む（図びつくかは不明な点が多く、今後の重要な課題である（文献

1, 文献 2）
。このコアがニューロン内で過剰に凝集・巨大1）。

化してしまうことが神経変性疾患である筋萎縮性側索硬化症（ALS）や前頭側頭葉変性性認知症（FTLD）の引き金になると考えられている。我々は、IDR を介した RNA 顆粒の形成およびダイナミクス調節の分子メカニズムを明らかにすると共に、学習、加齢、ストレスなどの内的・外的要因がRNA 顆粒ダイナミクスを変化させる可能性について、またその変化の異常が神経機能の異常につながる可能性について探ろうとしている（図 1, 文献 2, 5）。

図 1. RNA 顆粒の液相、固相をそれぞれ形成する RNA 結合タンパク質
培養細胞内で RNG105（赤）は RNA 顆粒の液相を形成し、FUS（緑）はその内部に点状の固相を形成する。点線で囲まれた部分は核。細胞質に形成された RNA 顆粒の一部（四角）の拡大図を右側の写真に示す。上：FUS, 中：RNG105, 下：重ね合わせ。スケールバー：2 μ m。

長期記憶形成における RNA 顆粒の役割
ニューロンにおける RNA 顆粒の重要な役割は、mRNA を樹状突起へ輸送し、樹状突起の後シナプス（スパイン）近傍

准教授
椎名 伸之

助教
中山 啓

図 2. RNG105 遺伝子欠損による長期記憶の低下
マウスは暗い部屋で電流が流れる不快な経験を一度学習すると、その後電流が流れなくても暗い部屋を避けるようになる。正常マウスは１週間後も暗い部屋を避けた。一方、RNG105 欠損マウスは 5 分後には暗い部屋を避けたものの、1 週間後にはほぼ元通り暗い部屋に進入した。

参考文献
1. Ohashi, R. and Shiina, N. (2020). Cataloguing and selection ofmRNAs localized to dendrites in neurons and regulated by RNAbinding proteins in RNA granules. Biomolecules 10, 167.
2. Shiina, N. (2019). Liquid- and solid-like RNA granules form
through specific scaffold proteins and combine into biphasic
granules. J. Biol. Chem. 294, 3532-3548.
3. Nakayama, K.†, Ohashi, R.†, Shinoda, Y., Yamazaki, M., Abe, M.,
Fujikawa, A., Shigenobu, S., Futatsugi, A., Noda, M., Mikoshiba,
K., Furuichi, T., Sakimura, K. and Shiina, N. (†equal contribution)(2017). RNG105/caprin1, an RNA granule protein for dendriticmRNA localization, is essential for long-term memory formation.
eLife 6, e29677.
4. Ohashi, R., Takao, K., Miyakawa, T. and Shiina, N. (2016).
Comprehensive behavioral analysis of RNG105 (Caprin1)
heterozygous mice: Reduced social interaction and attenuatedresponse to novelty. Sci. Rep. 6, 20775.
5. Shiina, N. and Nakayama, K. (2014). RNA granule assembly anddisassembly modulated by nuclear factor associated with dsRNA
2 and nuclear factor 45. J. Biol. Chem. 289, 21163-21180.

助教
大橋 りえ

21

多能性細胞のゲノム恒常性
個体発生の初期には、体を構成する全ての細胞種に分化する能力（多能性）を持つ
ユニークな細胞群が一過的に出現する。この時期から樹立された胚性幹（ES）細胞は、染色体構造や細胞周期制御など、いくつもの点で他の細胞と異なっており、多能性の維持と密接な関係があると考えられている。一方で、染色体構造や細胞周期制御は、遺伝情報の維持に中心的役割を果たしている。幹細胞生物学研究室では、ES 細胞における染色体構造・細胞周期制御・ゲノム恒常性維持機構の連携を紐解くことで、多能性を司るメカニズムの分子基盤を理解することを目指している。

Members

准教授
坪内 知美
特任助教
倉島 公憲
総合研究大学院大学
大学院生
熊崎 泰成
松本 陽乃
技術支援員
浅井 友理子長沼 麻衣

マウス ES 細胞（右）とヒト B 細胞（左；青く染色されている）の融合細胞（赤は F-Actin; 細胞の境界を示す）。
ES 細胞と融合した B 細胞には数日以内に多能性が誘導される。我々の研究室では、この系を使って多能性獲得過程を解析している。

22

幹細胞生物学研究室

https://www.nibb.ac.jp/stemcell/

多能性細胞の自己複製

胞特異的な自己複製機構をよりよく理解すると共に効率の良

多能性幹細胞は、他の細胞種と異なり、DNA 複製期と分裂

い多能性誘導とより安全な再生医療への応用に貢献できると期を殆ど休みなく繰り返し、自己複製している。このような考えている。

盛んな細胞分裂が、多能性の維持や発生の初期にどのような意義を持つのかは明らかではない。また、多能性幹細胞は他の細胞種とは異なる戦術でゲノム恒常性を維持していることが明らかになりつつある。私たちの研究室では、マウス ES
細胞をモデルに、多能性幹細胞特異的な自己複製機構とその生物学的意義を明らかにすることを目指している。

ES 細胞と DNA 複製
自己複製に必須な DNA 複製の過程では、様々な要因でDNA 複製が阻害されるとゲノム不安定化につながる。近年の解析から、ES 細胞の DNA 複製装置は他の細胞種と比較して DNA 合成速度が遅いことが知られている（図１）。しかし、その要因は明らかではない。
そこで私たちは、ES 細胞の複製フォーク速度が遅延する要因を明らかにするために、1. S 期内の異なるステージ、2.
染色体構造、3. 複製装置構成因子の挙動、の３つに着目して解析を進めている。

図１．ES 細胞と線維芽細胞の DNA 複製フォーク速度
細胞にヌクレオチド（dNTP）のアナログを一定時間投与することで合成中の DNA に取り込ませ、取り込まれたアナログを可視化することで DNA 複製
フォークの進行速度を測定することができる。ES 細胞では線維芽細胞と比較して DNA 複製フォーク速度が遅い。

多能性誘導過程における DNA 複製
ES 細胞に線維芽細胞やリンパ細胞などの分化した細胞を融合させると、非 ES 細胞の核内に多能性が誘導されることが知られている。私たちは、この系を使って、ヒト B リンパ細胞に多能性が誘導される過程を調べてきた。この中で、多能性誘導の鍵を握る核内制御が、DNA 複製と密接な関係を持つことがわかった。多能性誘導の結果得られる iPS 細胞
では、DNA 複製過程に生じたと思われるゲノム上の傷が見

図２．細胞融合を使ったリンパ細胞への多能性導入
細胞融合後数日間はそれぞれの細胞由来の核が単一の細胞内で独立に存在する
ヘテロカリオンの状態が続き、その後細胞分裂時に二つの核の情報が混ざり合
いハイブリッド細胞となる。リンパ細胞特異的遺伝子の抑制、ES 細胞特異的遺伝子の発現はヘテロカリオン内で起こる。

参考文献
1. A r g u n h a n , B . , L e u n g , W . K . , A f s h a r , N . , T e r e n t y e v , Y . ,Vijayalakshmi V. Subramanian, Murayama, Y., Hochwagen, A.,
Iwasaki, H., Tsubouchi T. and Tsubouchi, H. (2017). Fundamental
Cell Cycle Kinases Collaborate to Ensure Timely Destruction of
the Synaptonemal Complex. EMBO 36, 2488-2509.
2. Leung, W.K., Humphryes N., Afshar, N., Argunhan, B., Terentyev,
Y., Tsubouchi, T. and Tsubouchi, H. (2015). The Synaptonemal
Complex is Assembled by a PolySUMOylation-Driven Feedback
Mechanism in Yeast. J. Cell Biol. 211, 785-793.
3. Tsubouchi, T. and Fisher, A.G. (2013). Reprogramming and thePluripotent Stem Cell Cycle. Curr. Top. Dev. Biol. 104, 223-241.
4. Tsubouchi, T., Soza-Ried, J., Brown, K., Piccolo, F.M., Cantone, I.,
Landeira, D., Bagci, H., Hochegger, H., Merkenschlager, M. andFisher A.G. (2013). DNA Synthesis Is Required for Reprogramming
Mediated by Stem Cell Fusion. Cell 152, 873-883.
5. Pereira, C.F., Piccolo, F.M., Tsubouchi, T., Sauer, S., Ryan, N.K.,
Bruno, L., Landeira, D., Santos, J., Banito, A., Gil, J., Koseki, H.,
Merkenschlager, M. and Fisher, A.G. (2010). ESCs Require PRC2
to Direct the Successful Reprogramming of Differentiated Cells
toward Pluripotency. Cell Stem Cell 6, 547-556.
6. Tsubouchi, T., MacQueen, A.J. and Roeder, G.S. (2008). Initiationof Meiotic Chromosome Synapsis at Centromeres in Budding
Yeast. Genes Dev. 22, 3217-3226.
7. Tsubouchi, T., Zhao, H. and Roeder, G.S. (2006). The MeiosisSpecific Zip4 Protein Regulates Crossover Distribution by
Promoting Synaptonemal Complex Formation together with Zip2.
Dev. Cell 10, 809-819.
8. Tsubouchi, T. and Roeder, G.S. (2005). A Synaptonemal Complex
Protein Promotes Homology-Independent Centromere Coupling.
Science 308, 870-873.

つかっている。つまり、多能性誘導過程は、DNA 損傷と生存のバランスの上に成り立っていると考えられる。私たちは、細胞融合の系を使って、多能性誘導過程における DNA 複製の安定性とゲノム恒常性を調べている。このことで多能性細

准教授
坪内 知美

特任助教
倉島 公憲

23

植物の高次機能を支えるオルガネラ形成と機能発現の仕組み
種子が発芽して成長し、次世代のために再び種子を残し、やがて枯れるという植物の営みには、オルガネラ（細胞小器官）の機能と形態の変動が伴っている。オルガ
ネラは、細胞の成長や分化、植物個体の生育環境に応答して、機能や数、形、大きさを柔軟に変化させる。こうした柔軟なオルガネラの動的変動が、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。私たちは、分子から細胞、植物個体まで幅広いベルから、植物の高次機能を支えているオルガネラ形成や機能発現がどのように制御されているのか、その分子機構の解明を目指している。

Members

准教授
真野 昌二
特任助教
金井 雅武
特別訪問研究員
神垣 あかね
技術支援員
曳野 和美
永田 恭子
事務支援員
上田 千弦 (ABiS)淺井 さな恵 (ABiS)
中山 朋美 (ABiS)

発芽後のシロイヌナズナ子葉の電子顕微鏡写真。挿入図は GFP にペルオキシソーム輸送シグナル (PTS1:
Peroxisome targeting signal 1) を融合させて可視化させたペルオキシソームと、オイルボディ膜のタンパク質であるオレオシンを GFP に融合させて可視化させたオイルボディ。Mt; ミトコンドリア、N; 核、
Ob; オイルボディ、P； ペルオキシソーム、V; 液胞。

24

オルガネラ制御研究室

https://www.nibb.ac.jp/plantorganelles/

植物ペルオキシソームの形成機構と機能発現
ペルオキシソームは、植物や動物、酵母など真核細胞に存在するオルガネラで、植物では脂肪酸代謝や光呼吸、ジャス
モン酸の生合成、活性酸素種の除去など様々な機能をもつ。
それらの機能が低下すると、種子の発芽不全、植物体の矮性化、配偶子認識異常などを引き起こすことから、ペルオキシ
ソームの機能が、植物の一生を通じて必要であることが明らかとなっている。ペルオキシソームが正常な機能を発揮するには、遺伝子発現やペルオキシソームへのタンパク質輸送、他のオルガネラとの相互作用、ペルオキシソーム内部でのタ
ンパク質分解およびペルオキシソーム自身の分解による品質

図 2. 種子特異的リパーゼの機能を低下させたダイズ種子
ダイズ種子の登熟期に発現するリパーゼ SDP1 の遺伝子発現を、RNAi 法で抑制した種子では、野生型 ( 左 ) に比べ 種皮が裂けるほどに種子が肥大化した( 右 )。この種子では、油脂含量が増加するだけでなく、脂肪酸組成が変化（ダイズ油の主要な脂肪酸であるリノール酸が減少し、オレイン酸が増加）することが明らかとなった。

管理機構が必要である（図 1、文献 4, 6）。しかしながら、植物用 Gateway vector の開発

その分子機構は解明されていない。私たちは、ペルオキシソー

Gateway 技術を利用した植物研究に有用な Destination

ム形成と機能発現に関わる因子の同定と、それらの制御機構

vector を開発し、国内外の植物研究者に利用してもらってについて研究している。

いる（文献 2, 3）。

植物オルガネラ画像データベースの構築
植 物 オ ル ガ ネ ラ 研 究 の 基 盤 整 備 と し て、The Plant
Organelles Database 3（PODB3） を 運 営 し て い る。
PODB3 には、全国の植物研究者から提供された植物オル
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、一般の方向けのサイト「植物オルガネラワールド」も公開している。
図 1. シロイヌナズナのペルオキシソームと葉緑体の相互作用
GFP によってペルオキシソームが可視化された形質転換シロイヌナズナを用いて、暗所（左）と明所（右）における、ペルオキシソーム（緑）と葉緑体（マゼンタ）の相互作用を観察した。暗所ではペルオキシソームは球形となり葉緑体と接着する部位が小さい。一方、明所ではペルオキシソームは長くなり葉緑体との接着する部位が大きくなる。グラフは左から、ペルオキシソームの長径の長さ、円形度、葉緑体との接着する部位の長さ。D; 暗所、L; 明所。写真のバー
は 10 µm。

種子における貯蔵物質の集積機構
種子は、多量の脂質やタンパク質、糖質を蓄積する。このうち、脂質は小胞体由来のオルガネラであるオイルボディに、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に蓄積する。植物は、これらの貯蔵物質を発芽や発芽直後の生長のエネルギーとして利用する。貯蔵物質の蓄積量や組成は、植物によって異なっており、その生合成の制御機構も異なっている。私たちは、様々な植物の種子を用いて、貯蔵物
質の合成と蓄積、および分解機構の解明に取り組んでいる（図2、文献 1, 5）。

准教授
真野 昌二

参考文献
1. Kanai, M., Yamada, T., Hayashi, M., Mano, S., and Nishimura, M.
(2019). Soybean (Glycine max L.) triacylglycerol lipase GmSDP1
regulates the quality and quantity of seed oil. Sci. Rep. 9, 8924.
2. Mano, S., Nishihama, R., Ishida, S., Hikino, K., Kondo, M.,
Nishimura, M., Yamato, T.K., Kohchi, K., and Nakagawa, T. (2018).
Novel gateway binary vectors for rapid tripartite DNA assemblyand promoter analysis with various reporters and tags in theliverwort Marchantia polymorpha. PLOS ONE 13, e0204964.
3. Kamigaki, A., Nito, K., Hikino, K., Goto-Yamada, S., Nishimura,M., Nakagawa, T., and Mano, S. (2016). Gateway vectors for
simultaneous detection of multiple protein−protein interactions
in plant cells using bimolecular fluorescence complementation.
PLOS ONE 11, e0160717.
4. Kimori, Y., Hikino, K., Nishimura, M., and Mano, S. (2016).
Quantifying morphological features of actin cytoskeletal filaments
in plant cells based on mathematical morphology. J. Theor. Biol.
389, 123-131.
5. Kanai, M., Mano, S., Kondo, M., Hayashi, M., and Nishimura, M.
(2016). Extension of oil biosynthesis during the mid-phase of seeddevelopment enhances oil content in Arabidopsis seeds. Plant
Biotechnol. J. 14. 1241-1250.
6. Oikawa, K., Matsunaga, S., Mano, S., Kondo, M., Yamada, K.,
Hayashi, M., Kagawa, T., Kadota, A., Sakamoto, W., Higashi,S., Watanabe, M., Mitsui, T., Shigemasa, A., Iino, T., Hosokawa,Y., and Nishimura, M. (2015). Physical interaction between
peroxisomes and chloroplasts elucidated by in situ laser analysis.
Nature Plants 1, 15035.

特任助教
金井 雅武

25

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。細胞分化、細胞運動を制御する細胞間相互作用によって細胞や組織は形や機能を変え、ダイナミックに運動することでさまざまな器官を形成する。同時に、細胞・組織の形態変化・運動によって胚内には様々な力が発生する。私たちはこの過程を発生ダイナミクス（動力学）として理解し、動物種間で比較したり、進化や環境によってどのような影響を受けるのかを探ることにより、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
技術課技術職員
高木 知世
特任専門員
山本 隆正
安江 奈緒子
事務支援員
三宅 智子
柘植 豊子（ABiS）

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

26

形態形成研究部門

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

生きものの形作りに共通する分子基盤子の機能と遺伝子調節ネットワークを解析し、個体発生と進動物の複雑な「かたち」はどのようにできるのか、その仕化の両面において、脊索組織の形成の仕組みを明らかにした組みを分子や細胞レベルで解き明かすのが私たちの目標でいと考えています。

す。研究の進歩によって、一見多様に見える生物もそれらをかたちづくる基本の仕組み自体には大きな違いはなく、良くサンゴの生態と環境応答似た遺伝子を少しだけ使い分け、使う時期や場所を変えるこサンゴは、細胞内に褐虫藻を共生させ、共生藻から受け取とによって、多様なかたちを作りだしています。私たちは様々

る光合成産物を栄養源としています。したがって、生息地のな動物を研究に用いて、形づくりを支えるしくみを遺伝子や光環境はサンゴの生存を左右する重要な物理要因の一つであタンパク質ばかりでなく、物理的な力も考慮して探ろうとしると考えられます。しかし、サンゴが個体レベルで光に対しています。

てどのように応答するのかはこれまで明確になっていませんでした。私たちは、サンゴの光応答特性を明らかにするため

力学応答における Erk2 シグナルの役割に、遊泳性をもつ幼生を用いて様々な光条件のもとで行動解動物の発生過程では、ダイナミックな形態形成運動によっ析を行ないました（図 2）。その結果、サンゴの幼生が刺激て物理的な力が発生します。そのような力を胚の細胞が受容光の減衰、主に短波長成分の減少に応じて遊泳を一時停止す

し、応答するメカニズムやその役割は、未だ大きな謎です。

ることを明らかにしました。また、この反応が明環境への集

私たちは、アフリカツメガエル胚を用い、原腸形成における積の素反応となることが示唆されました。今後、このような外胚葉の伸展という力学刺激が、FGF 受容体と、その下流

光受容・光応答のメカニズムを明らかにし、適応的な意義をの Erk2 プロテインキナーゼを活性化することを明らかにし明らかにしていきたいと考えています。

ました。さらに、このシグナルの活性化により、F- アクチ
ンや細胞接着に関わるタンパク質の局在が変化し、細胞骨格や細胞接着を強化して、胚を頑強にする役割を果たしていることを突き止めました（図 1）。このような力学依存的シグナルによる、細胞接着・細胞骨格の動態制御の仕組みを調べることで、細胞の力学応答の分子メカニズム、発生における図 2. 大型スペクトログラフを用いた幼生の行動実験
様々な波長下での幼生の応答を調べるために大型スペクトログラフ
を用いて行動観察を行った。各光
環境下で撮影した動画から幼生の遊泳速度や遊泳方向を算出した。

その意義をさらに明らかにしていきたいと考えています。
図１. 力学刺激により変化する胚の“硬さ”(A）原子間力顕微鏡による硬さ測定の原理。プローブに試料を押し当て、その変形をレーザーによりモニターする。
（B）アフリカツメ
ガエル胚の測定。矢印はプローブ。
（C）外胚葉への伸展刺激は硬さを増加させ、Erk 活性阻害（MEKi）
はその増加を抑制した。

脊索形成のメカニズムを探る
脊索という組織は、ヒトを含めた脊索動物にだけ見られる
特徴的な構造で、形態形成過程において体づくりの中軸を担う重要な器官です。私たちは、脊索ができる過程を明らかにすることによって、脊索動物の誕生と進化を理解しようとしています。そのために、脊索を持つ祖先的な動物群である頭索動物のナメクジウオ、尾索動物のホヤなどの脊索形成遺伝

教授
上野 直人

准教授
木下 典行

参考文献
1. Kinoshita, N., Hashimoto, Y., Yasue, N., Suzuki, M., Cristea, I.M.,
and Ueno, N. (2020). Mechanical Stress Regulates Epithelial
Tissue Integrity and Stiffness through the FGFR/Erk2 Signaling
Pathway during Embryogenesis. Cell Rep. 30, 3875-3888.
2. Sakai, Y., Hatta, M., Furukawa, S., Ueno, N., Kawata, M., andMaruyama, S. (2020). Environmental factors explain spawning day
deviation from full moon in the scleractinian coral Acropora. Biol.
Lett. 16, 20190760.
3. Hashimoto, Y., Kinoshita, N., Greco, T., Federspiel, J., Beltran, P.J.,
Ueno, N., and Cristea, I.M. (2019). Mechanical Force Induces
Phosphorylation-Mediated Signaling that Underlies Tissue
Response and Robustness in Xenopus Embryos. Cell Syst. 8, 226241.
4. Tominaga, H., Satoh, N., Ueno, N., and Takahashi, H. (2018).
Enhancer activities of amphioxus Brachyury genes in embryos of
the ascidian, Ciona intestinalis. Genesis 56, e23240.
5. Hayashi, K., Yamamoto, T.S., and Ueno, N. (2018). Intracellular
calcium signal at the leading edge regulates mesodermal sheet
migration during Xenopus gastrulation. Sci. Rep. 8, 2433.

助教
高橋 弘樹

27

分節とシグナルから発生のしくみを理解する
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。私たちは細胞同士の情報伝達がそのような制御の根幹にあると考え、情報が時空間的に広がる仕組みを解き明かそうとしている。それと同時に、体節という発生の過程で一過的に作られる繰り返し構造（分節構造）に焦点を当て、厳密な時間的コントロールのもとで空間的な繰り返し構造が作られていくしくみについても理解しようとしている。

Members

教授
高田 慎治
助教
矢部 泰二郎
三井 優輔
特任助教
篠塚 琢磨
技術課技術職員
内海 秀子
博士研究員
高田 律子
総合研究大学院大学
大学院生
畠山 宙大
TRAN Thi Hong Nguyen
鈴木 美奈子
技術支援員
高代 加代子伊藤 由紀子
事務支援員
野畑 竜子

28

分子発生学研究部門

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

Wnt タンパク質の分泌・濃度勾配形成機構
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が、その分泌距離や濃度に応じて作用を受ける細胞の数や反応の種類が変わってくる。したがって、シグナルタンパク質が細胞外へどのように分泌され、どのようにその拡散が制御されるのかという問題は、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拡散制御の分子機構を研究している。

図 2 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。

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向けて順次作られるが、その際、体節は胚の後端に存在す
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
態の反復性を生み出しているわけである。このような「時間図 1. Wnt タンパク質の３量体構造
細胞外に分泌された Wnt3a タンパク質は３量体を基本構造とする集合体を形成する。この３量体は受容体や Wnt 結合タンパク質である sFRP などとの相互作用により解離し、拡散性の高いヘテロ複合体を形成する。組織内での Wntの拡散は Wnt の集合体と形成と解離のバランスにより制御されているものと考えられる。

我々は細胞外に分泌された Wnt は不飽和脂肪酸により修飾されていることを発見するとともに、疎水性である脂肪酸をタンパク質の表面から隠すために３量体を最小単位とする集合体を形成していることを明らかにしてきた（図 1）。Wnt
３量体は受容体や細胞外に存在する Wnt 結合タンパク質との相互作用により容易に解離する。さらに、解離した Wnt は、
Wnt 結合タンパク質 sFRP とヘテロ複合体を形成すること
により拡散性が亢進する。このような Wnt タンパク質の性質に対する理解に立脚して、細胞間の情報伝達の制御機構を解き明かして行きたいと考え、生体内における細胞間情報伝
達を Wnt の動態から解析しようとしている。

脊椎動物に見られる反復構造の形成機構
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。
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。
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成される体節の反復性に由来する（図２）。

教授
高田 慎治

助教
矢部 泰二郎助教
三井 優輔

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。私たちは、ゼブラ
フィッシュという小型の熱帯魚を使って、時間的周期性を形
態的反復性へと変換するしくみの解明を目指している。
参考文献
1. Shinozuka T., Takada, R., Yoshida, S., Yonemura, S., Takada, S.
(2019). Wnt produced by stretched roof-plate cells is required forthe promotion of cell proliferation around the central canal of the
spinal cord. Development 146, dev159343.
2. Takada, R., Mii, Y., Krayukhina, E., Maruyama, Y., Mio, K., Sasaki,Y., Shinkawa, T., Pack, C.-G., Sako, Y., Sato, C., Uchiyama,S., Takada, S. (2018). Assembly of protein complexes restricts
diffusion of Wnt3a proteins. Commun. Biol. 1, 165.
3. Mii, Y., Yamamoto, T., Takada, R., Mizumoto, S., Matsuyama,M., Yamada, S., *Takada, S., and *Taira, M. (*Co-corresponding
authors) (2017). Roles of two types of heparan sulphate clusters
in Wnt8 distribution and signalling in Xenopus. Nat. Commun. 8,
1973.
4. Yabe, T., Hoshijima, K., Yamamoto, T., and Takada, S. (2016).
Quadruple zebrafish mutant reveals different roles of Mesp
genes in somite segmentation between mouse and zebrafish.
Development 143, 2842-2852.
5. Takada, R., Satomi, Y., Kurata, T., Ueno, N., Norioka, S., Kondoh,H., Takao, T., and Takada, S. (2006). Monounsaturated fatty acidmodification of Wnt protein: Its role in Wnt secretion. Dev. Cell 11,
791-801.

特任助教
篠塚 琢磨

29

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。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も重要である。個々の細胞の振る舞
いや胚の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。マウス初期胚を主な研究対象とし、胚の中における個々の細胞、遺伝子発現、物理的性質、タンパク質の挙動の解析を通して、ほ乳類における胚発生を考察する。軸形成、細胞分化、形態形成の基盤となる機構を明らかにすることを目標に据え、マウスの遺伝

Members

教授
藤森 俊彦

子操作、発生工学的技術、分子生物学的手法、顕微鏡技術、更に数理モデリングな助教

どを応用し、発生生物学の基礎的な問題を解決したいと考えている。母親の胎内で小山 宏史

発生を進め、ゆるやかに情報の具現化を進めるほ乳類初期胚を考えることで、生き物の持つ高い能力の理解に近づきたい。

野々村 恵子技術課技術職員
岡 早苗

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。

特別訪問研究員（名古屋大学特任助教）
新田 昌輝
博士研究員
岸 香苗
総合研究大学院大学
大学院生
宇佐美 文子
櫻井 隼
片桐 沙紀
特別共同利用研究員
勝田 紘基（名古屋大学）特別実習生
御子柴 誠也（名古屋大学）技術支援員
加藤 あづさ
樋口 陽子
蟹江 朱美
中川 真美

子宮の中のマウス 6 日目胚
小さな胚の領域（右）だけでなく、子宮の様子も発生に応じて大きく変化する。

30

初期発生研究部門

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

細胞分化と胚軸形成

わかっていない。胚発生時の細胞や組織の動きの顕微鏡画像

受精卵から着床前までの胚の全ての細胞の系譜を胚の連続を用いた定量的な画像解析、および、それに基づいた統計数

観察、細胞の追跡によって解析した結果、胚盤胞における胚理的な力の推定等によって細胞の機械的な性質の変化を明ら−非胚軸は細胞系譜に依存せずに決まることが示唆された。

かにしたいと考えている。また、これらの解析結果や力の工分化に重要な遺伝子発現を蛍光タンパク質によって可視化し学的な計測結果をもとに数理モデリングを行い、胚や組織のたマウスを作製し、その胚の連続観察を進め個々の細胞での形態が実現される仕組みを研究している。マウスの初期胚や発現の動的挙動を解析すると、着床前においても分化形質や卵管上皮のヒダに着目して研究を進めており、これらの多様時期によって、細胞の運命の決まり方が異なることが明らかな形態を実現する機械的な機構や、その際の遺伝子産物の役になった。細胞同士がどのようにコミュニケーションを取っ

割を理解することを目指す。

ているか、相互に

メカノセンサー分子から紐解く組織の形作り

分化形質をどのよ
うに決めている

機械的な力と形態形成の関係については、機械的な力の検か、どのようにし出のために細胞に備わった装置 ( メカノセンサータンパク質 )て胚軸に関する情の側面からも研究を進めている。胚の中に生じる機械的な力

報が胚の中に形成には様々な種類や大きさがあり、細胞はこれらを区別して応されるかを明らかにしたい。

図 . 栄養外胚葉の形成に必須な Cdx2 遺伝子の発現の連続観察答していると考えられるが、メカノセンサー分子の同定を含めて理解はまだ部分的である。ほ乳類の細胞では近年、細胞膜の伸展により開口する機械感受性チャネル Piezo が見つ

卵管の極性形成と、子宮と胚の相互作用

かった。このメカノセンサータンパク質が組織の形態形成、ほ乳類発生は母親の卵管と子宮において進み、それらとの特に脈管系の形作りにどのように関わっているかを、検出さ相互作用は発生において必須である。胚を支える環境としてれる機械刺激の種類や制御される細胞の振る舞いを中心に調の卵管・子宮の形成や機能の解析を進めている。卵管・子宮べている。これにより細胞が場の機械的な力の情報を、組織は一様な管ではなく、それぞれの領域や胚の発生段階に応じの形作りにどのように利用しているのかを明らかにしたい。

てその果たす役割が異なる。卵巣から放出された卵は卵管の中で受精し初期の胚発生が進む。卵管の内腔面の上皮細胞は管の長軸に沿った明確な細胞極性を有しており、卵管の上流部では多繊毛の動きにより子宮側へ胚は輸送される。組織の極性に沿ってそれぞれの卵管上皮細胞がどのように極性を形成・維持するか、多繊毛の極性はどのように組織内で一致す
るように制御されているかを解明すべく研究を展開中である。更に胚が着床する場所が子宮の中でどのように決まるか、胚との同調はどのように取られていて、子宮との直接の相互作用にどんな分子機構が関与しているかを解析している。母胎との相互作用を介して、胚は胚軸を決定していくか明らかにしたい。

形態形成を実現する機械的な力発生において、胚や各組織は多様な形態を示す。遺伝子産物は細胞の機械的（力学的）な性質を制御することで、胚や組織の形態を作り出していく。胚発生においては細胞の機械的な性質は時空間的に変化していくが、その全容はほとんど

教授
藤森 俊彦

助教
小山 宏史

参考文献
1. Kamemizu, C., Fujimori, T. (2019). Distinct dormancy progression
depending on embryonic regions during mouse embryonicdiapause. Biol. Reprod. 100, 1204-1214.
2. Nonomura, K., Lukacs, V., Sweet, D.T., Goddard, L.M., Kanie, A.,
Whitwam, T., Ranade, S.S., Fujimori, T., Kahn, M.L., Patapoutian, A.
(2018). Mechanically activated ion channel PIEZO1 is required for
lymphatic valve formation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 115, 1281712822.
3. Abe, T., Kutsuna, N., Kiyonari, H., Furuta, Y., Fujimori, T. (2018).
ROSA26 reporter mouse lines and image analyses reveal
distinct region-specific cell behaviors in the visceral endoderm.
Development 145, dev165852.
4. Koyama, H., Shi, D., Suzuki, M., Ueno, N., Uemura, T., Fujimori,T. (2016). Mechanical Regulation of Three-Dimensional Epithelial
Fold Pattern Formation in the Mouse Oviduct. Biophys. J. 111,
650-665.
5. Toyooka, Y., Oka, S., and Fujimori, T. (2016). Early preimplantation
cells expressing Cdx2 exhibit plasticity of specification to TE andICM lineages through positional changes. Dev Biol. 411, 50-60.
6. Shi, D., Komatsu, K., Hirao, M., Toyooka, Y., Koyama, H., Tissir,F., Goffinet, A.M., Uemura, T., and Fujimori, T. (2014). Celsr1 isrequired for the generation of polarity at multiple levels of themouse oviduct. Development 141, 4558-4568.
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
野々村 恵子31

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
中川 俊徳
特任助教
平 誠司（6 月 30 日まで）
技術課技術職員
水口 洋子
日本学術振興会特別研究員
池田 達郎
研究員
佐藤 俊之
総合研究大学院大学
大学院生
平野 高大
王哲
特別実習生
馬場口 博誉（名古屋大学）技術支援員
今 弥生
丸山 亜裕美藤田 みや子西村 千晶
事務支援員
久保木 悠子マウス精巣と精子形成のさまざまなイメージ。
( 左 ) 精細管の立体再構成像。緑色の未分化型精原細胞は、血管（赤色）の付近に偏っている。
（右上） 分化に向かった未分化型精原細胞の染色像（茶色）。
（右中 ) 精子幹細胞が動き回りながら自己複製因子（FGF）をお互いに奪い合う、という概念図。
（右下） 精細管の免疫染色像。異なる色に染まる様々な分化段階の細胞が入り混じっている。
図は文献 1、３、７より許諾を得て転載。

32

生殖細胞研究部門

https://www.nibb.ac.jp/germcell/

精子幹細胞とは何か？

らに、同じように分化シグナルに晒されるにも拘わらず、分精巣で作られる精子は次の世代に命を伝える。それを支え化する細胞と分化しない細胞を生じる分子メカニズムを発見

る「精子幹細胞」
は、自己複製と分化の絶妙なバランスをとり、した（文献２、３）。

精子が枯渇することも、未分化細胞が溜ることもなく、一生幹細胞は周期的に分化するにわたって精子を作り続ける。では、精巣の中で、どの細胞

興味深いことに、幹細胞は、8.6 日ごとに同調して分化する。

が「幹細胞」で、どこで、どのように挙動（増殖、自己複製、

しかしこのメカニズムは不明である。我々は、レチノイン酸

分化、脱分化、死）しているのであろうか ?

の合成が周期的に起こることが引き金となって、この周期的1950 年代から 1970 年代にかけて、ほ乳類の精子形成分化が起こるというモデルを提唱している（文献 5）。

の形態学的な基盤が確立された。現在われわれは、ライブイ

幹細胞システムの全体像を理解する

メージングやパルス標識といった、当時は不可能だった手法

以上のように我々は、様々な手法を動員して精子幹細胞のによって時間スケールを導入し、細胞の挙動を知ることが出

実像の理解を進めてきた。今後もそれを追い求め、次世代に来る。これらの定量的データを数理統計学的に解析すること

ゲノム情報を伝えるという生殖細胞の根源的なミッションをによって、一見複雑な幹細胞の挙動を生み出す、実にシンプ

少しでも深く理解したい。

ルな原理が明らかになってきた。

幹細胞は形の異なる状態を行き来する
従来、幹細胞は一つ一つバラバラの「As 細胞」だけだと考えられてきた。我々は、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、幹細胞はこれらの状態を行き来するモデルを提唱している（文献 4）。

分化に向かった細胞が逆戻り幹細胞は、分化に向かうと二度と自己複製しないと考えられてきた。我々は、ある分化段階までは自己複製する潜在能力を維持し、組織が障害を受けると高い頻度で幹細胞に戻ることを発見した（文献 6、8）。

幹細胞の運命はバラバラ
幹細胞は、非対称分裂によって自己複製する娘細胞と分化する娘細胞を生むと考えられてきた。我々は、精子幹細胞一つ一つはバラバラの運命を辿りながら、集団として自己複製と分化のバランスを完璧にとることを発見した（文献 4）。

動き回る幹細胞と「開かれたニッチ」
幹細胞は、特定のニッチ領域で自己複製シグナルを受ける
例が多く知られている。我々は、精巣にはこのような領域がなく、幹細胞は血管の近くに偏りながらも、分化細胞の間に散らばって活発に動き回っていることを発見した（文献 3、4、７）。

幹細胞は自己複製因子を競合する
このような「開かれた」ニッチで、幹細胞の数を一定に保つメカニズムは不明であった。我々は、幹細胞が限られた量の自己複製因子（FGF）をお互いに奪い合うことで、自己複製と分化のバランスをとることを発見した（文献 1）。さ

教授
吉田 松生

助教
北舘 祐

助教
中川 俊徳

参考文献
1. Kitadate, Y., Jörg, D. J., Tokue, M., Maruyama, A., Ichikawa,R., Tsuchiya, S., Segi-Nishida, E., Nakagawa T., Uchida, A.,
Kimura-Yoshida, C., Mizuno, S., Sugiyama, F., Azami, T., Ema,
M., Noda, C., Kobayashi, S., Matsuo, I., Kanai, Y., Nagasawa, T.,
Sugimoto, Y., Takahashi S., Simons, B. D., and Yoshida, S. (2019).
Competition for mitogens regulates spermatogenic stem cellhomeostasis in an open niche. Cell Stem Cell 24, 79-92.
2. Tokue, M., Ikami, K., Mizuno, S., Takagi, C., Miyagi, A., Takada, R.,
Noda, C., Kitadate, Y., Hara, K., Mizuguchi, H., Sato, T., Taketo, M.
M., Sugiyama, F., Ogawa, T., Kobayashi, S., Ueno, N., Takahashi,S., Takada, S., and Yoshida, S. (2017). SHISA6 confers resistanceto differentiation-promoting Wnt/beta-catenin signaling in mouse
spermatogenic stem cells. Stem Cell Reports 8, 561-575.
3. Ikami, K., Tokue, M., Sugimoto, R., Noda, C., Kobayashi, S.,
Hara, K., and Yoshida, S. (2015). Hierarchical differentiationcompetence in response to retinoic acid ensures stem cellmaintenance during mouse spermatogenesis. Development 142,
1582-1592.
4. 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.
5. 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, 610-624.
6. 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.
7. Yoshida, S., Sukeno, M., and Nabeshima, Y. (2007). A
vasculature-associated niche for undifferentiated spermatogonia
in the mouse testis. Science 317, 1722-1726.
8. 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.

特任助教
平 誠司

33

再生原理を解明して、再生できない動物を再生させる
プラナリアやイモリは高い再生能力を有している。しかし、同じプラナリアの仲間であっても再生能力の低いものもいるし、イモリと同じ両生類のカエルは変態後に多くの再生能力を失う。①われわれはプラナリアやイモリを使って再生の原理を理解し、②再生できない動物が再生のどのステップで止まっているのかを明らかにし、③そのステップを人為的に乗り越えることで再生できない動物を再生できるよ
うに挑戦している。今までに、尾部断片から頭部を再生できないコガタウズムシをRNA 干渉法で頭部再生を惹起し (Nature, 2013)、関節を再生できないカエルで関節の再生を惹起することに成功している (Regeneration, 2016)。
Members

所長
阿形 清和
特任准教授
（広島大学
クロスアポイントメント）
鈴木 賢一
博士研究員
寺元 万智子
総合研究大学院大学
大学院生
黒木 義人
杉浦 奈央
保 和人
特別共同利用研究員
石田 美雪（学習院大学）特任専門員
坂神 真理
特定契約職員
小林 弘子
事務支援員
西村 紀子

阿形研で扱っている生き物たち

ここでは 1 匹を ( 左端写真 )、6 つの断片に切り ( 左から二番目の写真、〔上段〕プラナリア (Dugesia japonica )。
切断直後 )、再生 24 時間後 ( 左から三番目の写真 )、再生６日後の写真 ( 右端 )。再生 6 日目には、前方の再生芽 ( 白ぽく見えている所 ) に小さな眼が再生している。元の頭断片 ( 右端写真の一番上の断片 ) の眼は元の眼が残っているので大きいのに気がつく。このように、プラナリアの再生①ミニチュアとして再生する、②横切りされた断片は頭側と尾側の極性を記憶しており、元の頭側に頭部を、元の尾側に尾を再生する。
〔下段〕左からイベリアトゲイモリ (Pleurodeles waltl )、アフリカツメガエル (Xenopus laevis )、ネッタイ
ツメガエル (Xenopus tropicalis )、右後方には日本産のアカハライモリ (Cynops pyrrhogaster )。有尾両生類であるイモリは、変態後にも高い再生能力を保持しているのに対し、無尾両生類のカエルは変態後に多くの再生能力を失うことが知られている。

34

再生生物学研究室
再生できる生き物に再生の原理を学び、再生できない生き物を再生できるようにする

が、ミニチュアのうちから関節が動き始める。根元には大きな関節球が残っているのに、何でミニチュアの再生部分の関当研究室では、①プラナリアやイモリといった再生できる節が動くの ? 大きさの差はどのように克服しているの ? わ

生き物を用いて『再生の原理』を明らかにし、②再生できなかったことは、残存部の関節部

い生き物と何処が違うのかを比較し、再生をできなくしていが再生部分の軟骨に何やらの作るステップに操作を加え、③再生できない生き物を再生でき用をすることで、残存部の関るようにする、ことを目標に研究を展開している。すなわち、

節球に接している再生部の軟骨『再生の原理がわかれば = ヒトでも再生できるようになる』の大きさを制御していることがという気概で研究をしている。

判明した。すなわち、再生部分
は、残存部の作用を受けること

プラナリアの研究から歴史的な成功例が生まれるで、残存部と整合性のとれた形『再生の原理がわかれば = 再生できないものが再生できるや大きさの組織を再生することようになる』という歴史的な実例はプラナリアの再生研究にが示唆された（文献 4）。そこで、よって作られた。プラナリアの再生が『ディスタリゼーショ

関節を再生できないと言われて

ン & インターカレーション』といった原理で行われているいたカエルで、関節部位で切断こと（文献 1）、
そしてその分子機構を明らかにしたことで（文していたところ、何と機能的な

献 2,3）、尾部断片から頭部を再生できないコガタウズムシ

関節の再生を惹起することに成功した（文献 5）。

をβ - カテニン遺伝子の RNA 干渉法によって頭部再生を惹起させることに成功した（文献 3）。単に頭部が再生しただ

図２. カエルで再生した関節けではなく、機能的な脳も再生されたのだから大きな驚きを生み New York Times にもホットな話題として取り上げら

マウスやヒトで眠っている再生能力をたたき起こせるか ?

れた。

これらの成功例をベースに、いよいよマウスやヒトでも眠っている再生能力を引き出せないかに挑戦している。新たな研究の展開に乞うご期待。

図１. コガタウズムシの尾部断片から再生した頭部

イモリの関節再生研究から新たな再生原理がみつかり、その結果、関節を再生できなかったカエルで関節再生の惹起に成功 !
『再生の原理がわかれば = 再生できないものが再生できるよ
うになる』という実例の 2 例目が脊椎動物で成功する。イ
モリの肘関節部分で切断するとミニチュアの腕を再生する

所長
阿形 清和

参考文献
1. Agata, K., Tanaka, T., Kobayashi, C., Kato, K., and Saitoh, Y.
(2003). Intercalary regeneration in planarians. Dev Dyn 226, 308316.
2. Cebria, F., Kobayashi, C., Umesono, Y., Nakazawa, M., Mineta,
K., Ikeo, K., Gojobori, T., Itoh, M., Taira, M., Sanchez Alvarado,A., and Agata, K. (2002). FGFR-related gene nou-darake restricts
brain tissues to the head region of planarians. Nature 419, 620624.
3. Umesono, Y., Tasaki, J., Nishimura, Y., Hrouda, M., Kawaguchi,E., Yazawa, S., Nishimura, O., Hosoda, K., Inoue, T., and Agata, K.
(2013). The molecular logic for planarian regeneration along theanterior-posterior axis. Nature 500, 73-76.
4. Tsutsumi, R., Inoue, T., Yamada, S., and Agata, K. (2015).
Reintegration of the regenerated and the remaining tissues during
joint regeneration in the newt Cynops pyrrhogaster. Regeneration(Oxf) 2, 26-36.
5. Tsutsumi, R., Yamada, S., and Agata, K. (2016). Functional
joint regeneration is achieved using reintegration mechanism in
Xenopus laevis. Regeneration (Oxf) 3, 26-38.

特任准教授
鈴木 賢一

35

小型魚類を用いて、運動・行動を司どる
神経基盤を解明する
動物の行動は生命の示す最も重要な機能の１つである。行動を作り出す際の中枢神経系神経回路の作動様式を単一細胞レベルの解像度で明らかにすることは、神経科学の大きな目標の１つである。本研究室では、比較的単純な神経回路を持ち、透明で回路全体を観察することが可能なゼブラフィッシュを用いて、この課題に挑んでいる。中枢神経系内に存在する様々なタイプの神経細胞をトランスジェニック手法
により特異的にラベルし、おのおののタイプの神経細胞の、神経回路内で果たす役
割を調べている。分子生物学、神経解剖学、電気生理学、イメージング、光遺伝学、
薬理遺伝学など、さまざまな方法論を組み合わせ、運動系神経回路の動作原理の解明を目指している。
Members

教授
東島 眞一
助教
木村 有希子谷本 昌志
技術課技術職員
竹内 靖
日本学術振興会特別研究員
鈴木 大地
総合研究大学院大学
大学院生
椙岡 拓己
川野 幸平
清水 彩杏
特別共同利用研究員
植村 悠人（名古屋大学）技術支援員
伊藤 浩子
渡我部 育子竹内 芳子
瀬戸 公美子上段：転写因子、Chx10 を発現する神経細胞を GFP で可視化したトランスジェニックフィッシュ。
中段：GFP 発現細胞からのパッチクランプ記録。電極内溶液に赤色蛍光色素が含まれており、記録細胞は赤色蛍光を発する。
下段：GFP 発現細胞からのパッチクランプ記録。下のトレースが細胞の記録で、上のトレースは、運動ニュー
ロンの軸索からの記録。遊泳運動に伴って、運動ニューロン軸索はリズミックな活動を示す。GFP 発現細胞もそれと同期して発火している。

36

神経行動学研究部門

https://www.nibb.ac.jp/behavior/

ゼブラフィッシュ幼魚を用いた、脊髄・脳幹による運動の制御機構の解明
中枢神経系の特徴は、きわめて多くのタイプの神経細胞が秩序だって機能的な回路を作り上げていることである。回路の動作様式を理解するためには、神経細胞のタイプごとにその配線、および活動パターンを調べる必要がある。しかし、哺乳類を用いた研究では、単一神経細胞レベルの解像度で上記の課題を達成するのは難しい状況にある。神経系の全体像

図 2. Chx10 陽性ニューロンと運動ニューロンとの 2 細胞同時記録を観察することを阻む神経系のサイズ的な膨大さが研究の大ゼブラフィッシュ幼魚を用いた、姿勢制御機構の解明

きな障壁となっている。このような背景をふまえ、当研究室

動物は運動する際、また、一定の姿勢を保持する際にも、では、シンプルな脊椎ゼブラフィッシュを用いて、運動・行

常に平衡覚器（前庭感覚器）で重力を察知することで自分の動が作り出される際の神経系の基本動作原理を解明すべく研傾きを測り、姿勢制御を行っている。前庭脊髄路は、この姿究を進めている。

勢制御のために非常に重要な役割を果たす神経経路である。

シンプルであることに加え、ゼブラフィッシュの大きな利

しかし、長い研究の歴史に関わらず、前庭脊髄路から脊髄内点は、遺伝学が強力に使えること、および、幼魚の時期は体のどのようなタイプの介在ニューロンを介して、最終的に運がほとんど透明であることである。この利点を利用して、当動ニューロンが制御されているかの詳細は未だに不明であ研究室では様々なタイプの神経細胞をそれぞれ特異的に蛍光る。本研究室では、独自に開発した、対物レンズが回転するタンパク質により生きたままラベルするトランスジェニック

顕微鏡システムによるカルシウムイメージングを用いて、こ系統を多数作製して研究を進めている。

の課題に取り組んでいる。具体的には、体の傾き情報が、どのようにして前庭脊髄路ニューロンの情報に変換され、そして、その情報がいかなる脊髄介在ニューロンを介して脊髄運動ニューロンを制御して姿勢制御が行われているかについて、神経回路網の全貌を明らかにすることを目的として研究を進めている。

図 1. それぞれ異なったクラスの神経細胞で GFP を発現するトランスジェニッ
クフィッシュ

トランスジェニック手法により、特定のタイプの神経細胞を同定し、それら神経細胞の活動パターン、および結合パター
ンを、電気生理学、イメージング実験法を用いて解析している。また、光遺伝学手法や薬理遺伝学的手法により、特定のクラスの神経細胞の活動を人為的に変化させ、その行動に与える影響を調べることで、当該クラスの神経細胞の、運動系
神経回路に果たす役割を解析している。

教授
東島 眞一

助教
木村 有希子

参考文献
1. Satou, C., Sugioka, T., Uemura, Y., Shimazaki, T., Zmarz, P.,
Kimura, Y., and Higashijima, S. (2020). Functional diversity ofglycinergic commissural inhibitory neurons in larval zebrafish. Cell
Reports 30, 3036-3050.
2. Kimura, Y. and Higashijima, S. (2019). Regulation of locomotor
speed and selection of active sets of neurons by V1 neurons. Nat.
Commun. 10, 2268.
3. Shimazaki, T., Tanimoto, M., Oda, Y., and Higashijima, S. (2019).
Behavioral role of the reciprocal inhibition between a pair ofMauthner cells during fast escapes in zebrafish. J. Neurosci. 39,
1182-1194.
4. Kimura, Y., Hisano, Y., Kawahara, A., and Higashijima, S. (2014).
Efficient generation of knock-in transgenic zebrafish carrying
reporter/driver genes by CRISPR/Cas9-mediated genome
engineering. Sci. Rep. 4, 6545.
5. Kimura, Y., Satou, C., Fujioka, S., Shoji, W., Umeda, K., Ishizuka,T., Yawo, H., and Higashijima, S. (2013). Hindbrain V2a neurons
in the excitation of spinal locomotor circuits during zebrafish
swimming. Curr. Biol. 23, 843-849.

助教
谷本 昌志

37

動物の視覚情報処理
動物は環境からの外部情報を、自らの内部情報と照合し、適切な行動を発現させることで環境との適応を図っている。すなわち、動物の行動を理解するためには、こうした感覚から行動に至るまでの一連の情報処理過程を知る必要がある。こうした情報処理については心理学、神経科学、行動学など幅広い分野にまたがって研究が行われているが、そのアルゴリズムの核心部分は未解明のままである。
当研究室では、動物行動学あるいは知覚心理学に計算機科学の手法を取り入れ、視覚に関する情報処理アルゴリズムの研究を進めている。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新たな動物心理学の展開を試み、さらには動物が行っている情報処理を人工知能上に仮想的に再構成することで、知覚の情報処理の統合的な理解を目指している。情報処理ツールの要であるコン
ピュータを大胆に取り入れることで、動物の知覚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
特任助教
小林 汰輔
日本学術振興会特別研究員
西海 望
技術支援員
渡部 美穂子38

神経生理学研究室

https://www.nibb.ac.jp/neurophy/

メダカの視覚モデル』（予測説の一種）を提案した（左Ｅ及び文献６）。最メダカは、視覚を高度に発達させた脊椎動物である。生殖近、本研究を深層学習機を使って発展させた。深層学習機に行動、逃避行動、摂取行動、集団行動、定位行動、縄張り行動、

予測符号化仮説を組み込み、自然な景色を学習させただけで学習行動など様々な局面で、視覚情報を利用している。当研

深層学習機が『蛇の回転錯視（北岡明佳博士考案）』の回転究室では、水槽周囲にバーチャルリアリティ環境を構築する

知覚の再現することを発見した（左Ｆ及び図 1）。本研究は、ことにより、メダカの視覚特性を明らかにしてきている。

人工脳を創ることによって逆心理学を可能にしたものである

１）メダカのオープンフィールドテストの開発を通じて、視（文献 1）。

覚情報による空間学習能力の存在を明らかにした（文献５）。

２）ヒトの視覚メカニズムを解くツールとして、様々な錯視

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捕を作成し、様々なメディアを通して発表をしている（本研究獲するが（左Ａ）、その際、ランダムに動き回るミジンコの室のホームページを参照）。代表的な作品としては、渡辺錯運動パターンをハンティングに利用していることを明らかに視 2010（別冊ニュートン誌に掲載）、棚の影錯視（図２）

した（文献４）。その運動パターンの特徴は、速度成分の周などがある。

波数分布がピンクノイズで特徴付けられるものであった。

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）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

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

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を的進化についても理解が進むと考える。

明らかにした（左Ｂ）。メダカもヒトと同様高度に抽象化した視覚情報を認知できることが示唆された。
４）メダカの３ＤＣＧアニメーションモデル（左Ｃ）と相互作用できるようにシステムを使い（文献２）、メダカの色・形・動きの何れもが同種間認識の引き金になることを明らかにした。現在、システムを発展させたリアルタイムインターラク
ション実験を予定している。

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。

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
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なアプローチ、及び、数理モデル化を試みている。
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
シュラグ効果（左Ｄ図及び文献６）と呼ば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。この錯視研究をベースにして、意識における視覚認知の包括的仮説である『デルタ図 1. 深層学習機で再現された錯
視の回転
背景にある「蛇の回転錯視（詳細は北岡明佳博士のホームページ参照）」に、深層学習機が予測した運動ベクトル（黄点が始点で、赤線が方向と大きさを示している）
を重ねて表示している。運動ベク
トルはヒトの知覚と同じ方向の回転運動を再現した。

准教授
渡辺 英治

参考文献
1. Watanabe, E., Kitaoka, A., Sakamoto, K., Yasugi, M. and Tanaka,
K. (2018). Illusory Motion Reproduced by Deep Neural Networks
Trained for Prediction. Front. Psychol. 9, 345.
2. Nakayasu, T., Yasugi, M., Shiraishi, S., Uchida, S., and Watanabe,
E. (2017). Three-dimensional computer graphic animations forstudying social approach behaviour in medaka fish: Effects ofsystematic manipulation of morphological and motion cues. PLoS
ONE 12, e0175059.
3. Nakayasu, T., and Watanabe, E. (2014). Biological motion stimuli
are attractive to medaka fish. Animal Cognition 17, 559-575.
4. Matsunaga, W., and Watanabe, E. (2012). Visual motion with pinknoise induces predation behaviour. Sci. Rep. 2, 219.
5. Matsunaga, W., and, Watanabe, E. (2010). Habituation of medaka(Oryzias latipes) demonstrated by open-field testing. Behav.
Processes 85, 142-150.
6. Watanabe, E., Matsunaga, W., and Kitaoka, A. (2010). Motion
signals deflect relative positions of moving objects. Vision Res.
50, 2381-2390.

特任助教
小林 汰輔

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) 植物細胞の分裂軸決定機構、(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メカニズムを描き出すことを目指している。
（詳細はhttps://www.nibb.ac.jp/evodevo）。

Members

教授
長谷部 光泰
助教
石川 雅樹
瀬上 紹嗣
特任助教
眞野 弘明
幸節 健
技術課技術職員
大井 祥子（8 月 1 日より）
博士研究員
鳴川 秀樹
招聘研究員
顾 南（Nan Gu）（Huazhong Agricultural
University）
総合研究大学院大学
大学院生
張 列弛（Liechi Zhang）
須田 啓
堀内 雄太
Gergo Palfalvi
Ruan de Villiers
上田 真道
陳 鵬（Peng Chen）
特別共同利用研究員
棚瀬 邦明（名古屋大学）技術支援員
青木 栄津子
小川 祐子
梶川 育見
西 多代
平松 美佳
深田 初美
枡岡 朋子
松崎 陽子
事務支援員
小島 洋子
長谷部 由紀40

生物進化研究部門

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

植物の細胞分裂方向はどのように決まるのか

植物の速い運動の進化

植物細胞は細胞壁で囲まれているので動けない。そのため、植物の運動機構の進化も多くの形質進化が必要である。我々

細胞がどちらの方向に分裂、伸長するかが、その後の組織やはゲノム解読と遺伝子操作を通して、オジギソウ、モウセン器官の形を決定する。つまり、植物の発生の根本原理は細胞

ゴケ、ムジナモの機械刺激受容機構、刺激伝達機構、運動機

分裂・伸長をどのように制御するかにある。動物の細胞分裂

構、そして、それらがどのように進化してきたかを研究して方向を決める中心体は、植物には無い。いったいどのようないる。オジギソウで破壊すると、運動がおこらなくなる遺伝仕組みで細胞分裂方向を決めているのかを探求している。

子、就眠運動は正常だがお辞儀運動だけおかしくなる遺伝子、そして、過剰発現すると運動能力が亢進される遺伝子などが得られた。

図 1. 特定のタンパク質局在（黄色矢印）を起点として紡錘体が形成される。

分化細胞から幹細胞への転換機構
我々が発見したステミン STEMIN という遺伝子を働かせるだけで、体の中にある分化した葉細胞を幹細胞に変化させることができる。ステミンは転写因子であるが、それ以外に、クロマチン修飾や DNA 損傷と関連して幹細胞化の未知の分子機構を担っているらしいことがわかってきた。大きな変化をどうして１つの遺伝子が引き起こせるのか。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生物学上の問題である。

食虫植物の進化
食虫植物は小動物を葉で誘引、捕獲、消化、吸収することで、貧栄養地でも生育できる。食虫性の進化は複合適応形質進化の典型例であり、ゲノム解読と遺伝子改変による研究で多くのことがわかってきた。ムラサキヘイシソウの捕虫葉は奇妙な袋型をしているが、通常の植物の持つ扁平な葉から葉の特定の部分の細胞分裂方向を変化させるだけで進化しうることがわかった。フクロユキノシタで、温度によって通常葉と捕虫葉を作りわけさせることに成功し、比較解析が可能となった。ハエトリソウは 30 秒以内に２回感覚毛を刺激すると閉じるが、カルシウムが記憶物質として機能し、閾値を超えると葉が閉じることがわかった。そして、モウセンゴケ科の共通祖先でゲノム重複がおこることで多くの遺伝子の進化速度が上昇したこと、さらに、植物の老化の遺伝子系を一部改変することで、消化と吸収の両方が進化しうることがわかってきた。

教授
長谷部 光泰

助教
石川 雅樹

助教
瀬上 紹嗣

特任助教
眞野 弘明

図２. オジギソウの運動機構のメカニズムとその進化を知りたい。

参考文献
1. Gu, N. et al. (2020). DNA damage triggers the reprogramming ofdifferentiated cells to stem cells in Physcomitrella. Nat. Plants In
press.
2. Palfalvi, G. et al. (2020). Genomes of the Venus flytrap and close
relatives unveil the roots of plant carnivory. Curr. Biol. 30, 23122320.e5.
3. Ishikawa, M. et al. (2019). Physcomitrella STEMIN transcription
factor induces stem cell formation with epigenetic reprogramming.
Nat. Plants 5, 681-690.
4. Koshimizu, S. et al. (2018). Physcomitrella MADS-box genes
regulate water supply and sperm movement for fertilization. Nat.
Plants 4, 36-45.
5. Fukushima, K. et al. (2017). Genome of pitcher plant Cephalotus
reveals genetic changes associated with carnivory. Nat. Ecol.
Evol. 1, 0059.
6. Li, C. et al. (2017). A Lin28 homolog reprograms differentiatedcells to stem cells in the moss Physcomitrella patens. Nat.
Commun. 8, 14242.
7. Fukushima, K. et al. (2015). Oriented cell division shapes
carnivorous pitcher leaves of Sarracenia purpurea. Nat. Commun.
6, 6450.
8. Murata, T. et al. (2013). Mechanism of microtubule array expansion
in the cytokinetic phragmoplast. Nat. Commun. 4, 1967.
9. Sakakibara, K. et al. (2013). KNOX2 genes regulate the haploidto-diploid morphological transition in land plants. Science 339,
1067-1070.
10. 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.
11. Rensing, S.A. et al. (2008). The Physcomitrella genome reveals
evolutionary insights into the conquest of land by plants. Science
319, 64-69.
12. 長谷部光泰 (2020). 陸上植物の形態と進化 . 裳華房 .

特任助教
幸節 健

41

共生の仕組みと発生メタボロミクス
マメ科植物は根粒菌と相互作用することによって、感染糸の形成や皮層細胞分裂等を誘導し、「根粒」と呼ばれる窒素固定器官を形成する。一方、
陸上植物の根にはアーバスキュラー菌根菌が共生し、成長に必要なリンや水分を効率よく吸収している。
近年、マメ科植物にみられる根粒共生は、約 4 億年前に起源を持つアーバスキュラー
菌根共生を基盤として、茎頂メリステム (SAM) や側根形成に必要とされる遺伝子を多数流用して進化してきたことが見えてきた。
本研究部門では、日本に自生するマメ科のモデル植物ミヤコグサ Lotus japonicusと根粒菌、アーバスキュラー菌根菌を主に用いて、共生の分子メカニズムと進化の解明を目指している。さらには発生過程に連動した代謝システム（発生メタボロミ
クス）の解明に取り組んでいる。

Members

教授
川口 正代司
准教授
征矢野 敬
助教
川出 健介
特任助教
Meng Liu（10 月 15 日まで）
技術課技術職員
田中 幸子
博士研究員
矢野 幸司
橋本 佳世
福留 光拳
栂根 美佳
特別協力研究員
中川 知己
総合研究大学院大学
大学院生
大熊 直生
後藤 崇支
技術支援員
小田 明子

42

共生システム研究部門

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

根粒形成過程と共生遺伝子群

根粒形成を制御する分子機構

根粒の形成過程では、根粒菌の感染を契機に宿主植物のこれ根粒共生と AM 共生で初期応答に関わる遺伝子が共通する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

ように、マメ科植物はどの植物にも保存される遺伝子をうま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）。

く利用しながら、根粒の形成を制御、調節していると考えら

私たちはマメ科のモデル植物ミヤコグサを用いて網羅的なれる。通常、植物は側根を発達させることで土壌中の限られ共生変異体の単離を行い、根粒菌との共生や窒素固定、さらた栄養を効率的に吸収できるように工夫している。私たちのには根粒形成のフィードバック制御に関わる遺伝子を特定し研究成果から、根粒共生に特異的な NIN 転写因子の下流で、てきた。興味深いことに、根粒形成のごく初期に関わる遺伝

側根の発達に関わる遺伝子が根粒の形成に流用されているこ子の多くは、植物にリンを与えるアーバスキュラー菌根菌ととが分かってきた。根粒共生のために進化した因子が側根のの共生にも必須であった（赤字で示した遺伝子）。共生の分発達経路とどのように相互作用しているのかを探ることで、子メカニズムと進化の解明を目指している。

根粒形成の進化やその仕組みの理解を目指している。

アーバスキュラー菌根菌の特性解明と培養
アーバスキュラー菌は宿主との共生なくして増殖できない
絶対共生菌であり、形質転換系が確立されてないために、その分子機構はほとんど不明である。私たちはオミクス解析か
ら、菌根菌の絶対共生性の解明と新しい培養技術の開発を試みている。
図 1. 根粒形成過程の概要と根粒共生と菌根共生に必要な宿主遺伝子群

発生と代謝の未知なるつながりを探索
代謝システムへの摂動が、発生現象にどのような影響を与遠距離コミュニケーションを介した根粒形成のフィードバック制御えるかを定量的に評価し、発生現象と代謝システムの未知な

マメ科植物は根粒菌との共生により大気中の窒素を利用す

クス技術の開発に取り組んでいる。

ることができるが、窒素固定には多く生体エネルギーが消費されるため、植物は根粒の数を適正にコントロールしている。
私たちは、ミヤコグサの根粒過剰着生変異体を用いて、根粒数が根とシュート間の長距離コミュニケーションにより制御される分子メカニズムを解明してきた。根からシュートへ遠距離移動する糖修飾 CLE ペプチ
ド、その受容体である HAR1、さらにはシュート由来因子を根で受ける TML 等の解析を行っており、全身的なフィードバッ
ク制御の全容解明を目指している（図 2）。また、植物が根の感染情報をわざわざシュート「葉」に伝達する理由は不明で
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 正代司准教授
征矢野 敬ある。その謎の解明に取り組ん
でいる。

助教
川出 健介

るつながりを体系的に探索している。また新しいメタボロミ

参考文献
1. Soyano, T., Shimoda, Y., Kawaguchi, M., and Hayashi, M. (2019).
A shared gene drives lateral root development and root nodule
symbiosis pathways in Lotus. Science 366, 1021-1023.
2. Maeda,T., Kobayashi,Y., Kameoka,H., Okuma,N., Takeda,N.,
Yamaguchi,K., Bino,T., Shigenobu,S., and Kawaguchi,M. (2018).
Evidence of non-tandemly repeated rDNAs and their intragenomic
heterogeneity in Rhizophagus irregularis. Commun. Biol. 1,87.
3. Sasaki, T., Suzaki, T., Soyano, T., Kojima, M., Sakakibara, H.,
and Kawaguchi, M. (2014). Shoot-derived cytokinins systemicallyregulate root nodulation. Nat. Commun. 5, 4983.
4. Soyano, T., Hirakawa, H., Sato, S., Hayashi, M., and Kawaguchi,
M. (2014). NODULE INCEPTION creates a long-distance negative
feedback loop. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 14607-14612.
5. 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. Nat.
Commun. 4, 2191.
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.

特任助教
Meng Liu43

Evo-Devo で探る昆虫の多様性
100 万種以上にも及ぶ圧倒的な種数の豊富さを誇る昆虫は、4 億年以上にわたる
進化の歴史の中で、地球上のあらゆる環境に進出し、それぞれの種の棲息環境に適応した多様な形質を発達させてきた。そのような昆虫は、多様性の宝庫であり、多様性創出の進化メカニズムを解き明かすための研究材料として無限の可能性を秘めている。進化発生研究部門では、昆虫が進化の過程で獲得した翅や角などの新奇形質に着目し、昆虫の多様な形質をもたらす分子基盤および進化メカニズムを解明することを目指している。

カメノコテントウ

Members

教授
新美 輝幸
助教
安藤 俊哉
中村 太郎
(Trypoxylus& dichotomus)(Harmonia axyridis)

!

特任助教
森田 慎一

$

%

技術課技術職員
水谷 健
日本学術振興会特別研究員
小長谷 達郎

"

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竹中 將起
特任研究員
川口 はるか

'(総合研究大学院大学
大学院生
千頭 康彦
北沢 友梨奈!"#$%&'#()!*+!,*&-!'(&./(.&%'!*+!012%!3%%(2%'4!567!
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技術支援員
森田 淳子
横山 美智子
田口 理恵
事務支援員
齋藤 永子

オレンジスポットドミノローチ

44

スズムシ

ニホンホホビロコメツキモドキ

進化発生研究部門

https://www.nibb.ac.jp/niimilab/

昆虫翅の起源と多様化

昆虫特異的な性決定メカニズムの進化

翅の獲得及び多様化が、地球上で最大の種数を誇る昆虫の昆虫の性決定機構は、性特異的なスプライシング調節が中繁栄をもたらしたと考えられる。翅の起源に関する仮説は２

心的な役割を果たす昆虫特有の様式を示す。この性特異的な世紀も前から様々なものが提唱されてきたが、その起源に関

スプライシング制御が獲得された際、どのような分子レベルする統一見解は未だ得られていない。我々は、有翅昆虫にでのイノベーションが生じたのであろうか。未だ性決定機構

おける翅形成のマスター遺伝子 vestigial に着目することで、が明らかでない無変態昆虫及び不完全変態昆虫の遺伝子機能

翅の起源構造や翅連続相同構造がもたらされる進化メカニズ

解析を通して、昆虫特有の性決定機構の進化的起源の解明を

ムを探る。

目指す。

昆虫は、様々な環境に適応するため機能分化した翅を発達させてきた。中でも甲虫は、飛翔から体の保護へと大幅にそ遺伝子機能解析ツールの開発の機能を転換した前翅（鞘翅）を有することで、圧倒的な種

非モデル昆虫の興味深い現象を分子レベルで解明するため数をもたらしたと考えられている。甲虫の鞘翅をもたらしたには、遺伝子機能解析ツールが必要不可欠となる。そこで、

遺伝子ネットワークの実体解明を目指す。

非モデル昆虫での遺伝子機能解析を実現するために独自に開コオロギやキリギリスなど鳴く虫の翅にある発音器官は左発した形質転換体を利用した遺伝子機能解析系及び種々の右の翅で非対称に形成される。１対で存在し左右で独立に形

RNAi 法、ゲノム編集技術などの開発を行っている。

成される翅に着目し、左右非対称性の分子基盤の解明に挑戦する。

テントウムシの斑紋と擬態
ナミテントウの種内の斑紋多型は、単一遺伝子座の複対立遺伝子による支配を受けることが知られている。我々はRNAi 法や形質転換ナミテントウを用いた遺伝子機能解析を通して斑紋形成メカニズムの解明を目指している。
テントウムシの赤色と黒色からなる目立つ斑紋は、捕食者

図 1. 形質転換ナミテントウ（上段）と形質転換カイコ（下段）に対する警告色として機能する。一方でテントウムシへの擬

参考文献
1. Sakai, H., Oshima, H., Yuri, K., Gotoh, H., Daimon, T., Yaginuma,
T., Sahara, K., and Niimi, T. (2019). Dimorphic sperm formation by
Sex-lethal. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 116, 10412-10417.
2. Morita, S., Ando, T., Maeno, A., Mizutani, T., Mase, M., Shigenobu,
S., and Niimi, T. (2019). Precise staging of beetle horn formation in
Trypoxylus dichotomus reveals the pleiotropic roles of doublesex
depending on the spatiotemporal developmental contexts. PLOS
genetics 15, e1008063.
3. Ohde, T., Morita, S., Shigenobu, S., Morita, J., Mizutani, T., Gotoh,
H., Zinna, R.A., Nakata, M., Ito, Y., Wada, K., Kitano, Y., Yuzaki,
K., Toga, K., Mase, M., Kadota, K., Rushe, J., Lavine, L.C., Emlen,
D.J., and Niimi, T. (2018). Rhinoceros beetle horn development
reveals deep parallels with dung beetles. PLOS genetics 14,
e1007651.
4. Ando, T., Matsuda, T., Goto, K., Hara, K., Ito, A., Hirata, J.,
Yatomi, J., Kajitani, R., Okuno, M., Yamaguchi, K., Kobayashi,M., Takano, T., Minakuchi, Y., Seki, M., Suzuki, Y., Yano, K., Itoh,T., Shigenobu, S., Toyoda, A., and Niimi, T. (2018). Repeatedinversions within a pannier intron drive diversification of
intraspecific colour patterns of ladybird beetles. Nat. Commun. 9,3843.
5. Ohde, T., Takehana, Y., Shiotsuki, T., and Niimi, T. (2018).
CRISPR/Cas9-based heritable targeted mutagenesis in Thermobia
domestica: A genetic tool in an apterygote development model ofwing evolution. Arthropod Struct. Dev. 47, 362-369.
6. K a w a g u c h i , H . , a n d N i i m i , T . ( 2 0 1 8 ) . A m e t h o d f o r
cryopreservation of ovaries of the ladybird beetle, Harmonia
axyridis. J. Insect Biotechnol. Sericol. 87, 35-44.

態により捕食を回避する昆虫は様々な分類群に存在する。系
統的に遠縁な種において、類似した擬態斑紋が形成されるメカニズムは依然として謎のままである。各種テントウムシやテントウムシに擬態するヘリグロテントウノミハムシを材料に、擬態斑紋の進化の謎に挑む。

多様な角の進化
角は、全く異なる独立した系統で何度も獲得され、それぞれの系統内には多様な形態が存在する。カブトムシをモデルに比較トランスクリプトーム解析及び RNAi 法による遺伝
子機能解析を通して、角形成を司る遺伝子制御ネットワークを解明する。カブトムシから得られた知見を、多様な角を持
つ近縁種間で比較し、角の多様化をもたらすゲノム上の変化を探る。さらに、角を独立に獲得した種を用いて同様の比較解析を行い、角の独立進化メカニズムの解明に迫りたい。

教授
新美 輝幸

助教
安藤 俊哉

助教
中村 太郎

特任助教
森田 慎一

45

共生・ゲノム・進化
地球上のすべての生命体は、様々な生物間相互作用のネットワークの中で存在している。中でも「共生」は、広くみられる生物の適応戦略であり、イノベーション (新奇性創出 ) の大きな源である。アミノ酸合成、酸素呼吸、窒素固定、発光—など
新奇形質を共生によって獲得した生物種は枚挙に暇がない。共生によって単一の生物個体では生存が困難な環境に適応することができる。そのため、近年、生態系や生物進化における共生の重要性が認識されてきているが、最近まで共生生物学は分子・遺伝子レベルの実証的アプローチが困難な研究分野だった。この状況にブレー
クスルーをもたらしたのが革命的な進歩を遂げているゲノム科学とゲノム編集の技術である。私たちは最先端のゲノム科学的アプローチによって共生を理解する「共生ゲノム学」（Symbiogenomics）を推進している。共生系を支える分子メカニズ
ムと進化プロセスを明らかにすること、そして、その多様性と共通原理を理解する

Members

ことを目指している。

教授
重信 秀治
助教
Jia-Hsin Huang（6 月 1 日より）特任助教
依田 真一（10 月 1 日より）
日本学術振興会特別研究員
野崎 友成
松田 直樹
博士研究員
Chen-yo Chung小林 裕樹
総合研究大学院大学
大学院生
頼本 隼汰
Kathrine Tan
技術支援員
鈴木 みゆず
池田 弥華
温 欣宜
事務支援員
市川 真理子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なほどの絶対的な共生関係にある。( 左 ) 当研究室が共生研究のモデルに用いている、エンドウヒゲナガアブラムシ(Acyrthosiphon pisum )。( 右 ) アブラムシ卵巣内で発生中の初期胚にブフネラ ( 内部の小さい顆粒 ) が感染する様子。母親の体内で母親由来のブフネラが、次の世代に垂直感染するのである。スケールバーは 20 μ m。

46

進化ゲノミクス研究室

http://www.shigenobulab.org/ja/

アブラムシとブフネラの共生ゲノム学の構築を目指している。例えば、私たちは、社会性進化研究

私たちの研究室は「共生ゲノム学」のモデルとして、半翅のモデルとしてシロアリや社会性アブラムシを、発光生物学

目昆虫アブラムシと共生細菌「ブフネラ」の細胞内共生系をのモデルとしてホタルを研究している。最近私たちは、ヘイ研究している。半翅目昆虫アブラムシは腹部体腔内に共生器

ケボタルのゲノムを解読した（文献２）。ホタルの発光につ官を持ち、その細胞内に共生細菌ブフネラを恒常的に維持しいては、ルシフェラーゼ酵素がルシフェリンを基質として、ている。両者はお互い相手なしでは生存が不可能なほど緊密

酸素と ATP を使って光を発生することがすでに明らかにさな相互関係にあり、生理的にも解剖構造的にもまるでひとつれているが、ゲノム解析により、ルシフェラーゼ遺伝子の起の生物のように統合化されている。アブラムシは餌である植源は、光らない生物でも普遍的に持っているアシル CoA 合物の師管液に不足している栄養分（必須アミノ酸など）を成酵素と呼ばれる脂肪酸代謝酵素の遺伝子であること、このブフネラに完全に依存している。私たちは、宿主昆虫と共遺伝子が何度も重複を繰り返しそのひとつが発光活性を持つ

生細菌両方のゲノムを解読し（文献 4,5）、その結果、栄養

ルシフェラーゼに進化したことが明らかになった。

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また、私たちは昆虫のゲノムを「読む」だけでなく、「編

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な

集 す る 」 技 術 の 開 発 に も 取 り 組 ん で い る。 私 た ち は、ど、ゲノムレベルでの共生の理解を深めてきた。また、私た

CRISPR/Cas9 によるアブラムシのゲノム編集技術を確立

ちは、次世代シークエンサーを用いた網羅的遺伝子発現解析することに成功した。

（RNA-seq）をアブラムシ共生器官に適用し、共生器官特異的に発現する新規分泌タンパク質（BCR ファミリーと命名）を同定し（文献 3）、さらに BCR が抗菌活性を有することを明らかにした（文献 1）。近年、いくつかの植物と細菌の共生においても同様の抗菌ペプチド様分子が共生系の維持と制御に重要な役割を果たしていることが報告されており、動植物を越えた共生系進化の共通原理の存在を示唆するものとして興味深い。
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：
可欠アミノ酸昆虫のゲノム進化学と新規モデル昆虫の開発
次世代シーケンシング（NGS）に代表されるゲノム科学技術、CRISPR/Cas9 ゲノム編集等の遺伝子改変技術、超解像度顕微鏡等のイメージング技術 — ここ数年の生物機能の解析手法のめざましい技術革新により、これまで困難であった非モデル生物の分子・遺伝子・細胞レベルの研究が可能になってきた。地球上で最も多様性に富む生物群とも言われる昆虫の研究分野もこれら技術革新の恩恵を大いに享受し、新しい昆虫科学が始まりつつある。NGS で得られた情報をもとにそれぞれの昆虫特有の興味深い形態や生理などの進化を遺伝子・ゲノムレベルで明らかにし、さらにゲノム編集で機能解析を行う、このような新規モデル昆虫研究パイプライン

教授
重信 秀治

助教
Jia-Hsin Huang

図 2. ヘイケボタルゲノム解読から明らかになった発光遺伝子ルシフェラーゼの進化。発光と関連のない脂肪酸代謝酵素の一種が重複を繰り返し、その一つが発光能を獲得したと推定される。

参考文献
1. Uchi, N. et al., (2019). Antimicrobial Activities of Cysteine-rich
Peptides Specific to Bacteriocytes of the Pea Aphid Acyrthosiphon
pisum. Microbes Environ. 34, 155-160.
2. Fallon, T.R. et al., (2018). Firefly genomes illuminate parallel
origins of bioluminescence in beetles. eLife 7, e36495.
3. Shigenobu, S., and Stern, D. (2013). Aphids evolved novel
secreted proteins for symbiosis with bacterial endosymbiont.
Proc. Biol. Sci. 280, 20121952.
4. Shigenobu, S., and Wilson, A.C.C. (2011). Genomic revelationsof a mutualism: the pea aphid and its obligate bacterial symbiont.
Cell. Mol. Life Sci. 68, 1297-1309.
5. 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.

特任助教
依田 真一

47

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 36 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、体色突然変異体の原因遺伝子同定と色素細胞分化機構の解明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、メダカバ
イオリソースの整備を積極的に進めるとともに、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。さらに始原生殖細胞や精巣・卵巣組織の凍結保存と生殖細胞移植による系統回復技術などの技術開発も行っている。
Members

特任教授
成瀬 清
研究員
金子 裕代
特別共同利用研究員
IMAEDA YASSUMOTO, Tamiris（名古屋大学）
特別協力研究員
佐藤 忠
特任専門員
原 郁代
矢野川 梓
技術支援員
味岡 理恵
小池 知恵子小池 ゆかり高木 千賀子
手嶋 祐子
鳥居 直子
山崎 瞳子
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

48

バイオリソース研究室

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

メダカ属魚類における性決定遺伝子の進化

メダカバイオリソースプロジェクトの推進

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

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の中心研究室の役割を担っている。突然変異体、遺伝子導盤を解明するため、近縁な種間で性染色体が異なるメダカ属

入系統、近縁種等 600 を越える系統についてライブ及び魚類を用いて性決定機構の解析を行っている。これまでの研凍結精子として保存し、リクエストに応じて提供をおこなっ

究から、インドメダカでは Y 染色体上の Sox3 遺伝子がオている（図 2 参照）。また、

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131 万 を 越 え る BAC/

伝子 Sry も Sox3 から進化したと考えられていることから、

Fosmid/cDNA/EST ク

同じ遺伝子が繰り返し性決定に利用されてきたことが明らか

ロ ー ン も 保 存・ 提 供 を おとなった。また、他の近縁種との比較から、下流の性決定カ

こ な っ て い る。2010

スケードは種間で保存されていることも判明した。インドメ

年 か ら は TILLING 法 にダカでは Y 染色体上の Sox3 が下流遺伝子 gsdf の発現を活よって作製された突然変性化するという、新たなパスウェイを獲得することによって異体の同定システム及びオス分化を誘導することが明らかとなった。

体色突然変異体の原因遺伝子同定と色素細胞分化機構の解明

図 2. 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-DsRed
遺伝子導入系統（中段）、透明メダカQuintet（下段）．

CRISPR-Cas9 に よ る ゲ
ノム編集システムを共同利用研究者に提供すること で、 逆 遺 伝 学 的 手 法 に魚類は哺乳類と異なり複数の色素細胞を持つ。メダカではよる解析の普及を推進している。まだドナーベクターを用い哺乳類と共通な黒色素胞に加え黄色素胞、白色素胞、虹色素

た CRISPR-Cas9 によるノックインシステムの開発なども胞の 4 種類をもつ。さらに白色素胞はメダカ近縁種におい行っている。

ても持っている種と持っていない種があることから新規形質発現の分子メカニズムを考えるための良いモデルになると考えられる。メダカで発見されている様々な体色突然変異体を用いてその原因遺伝子を同定したところ、白色素胞は黄色素
胞と共通の幹細胞から分化し、その運命決定には sox5 遺伝子が重要な役割を果たすことが明らかとなった。また虹色素胞の変異体 guaninless の原因遺伝子は pnp4a であることを明らかにした。さらに黒色素胞と白色素胞の数がともに著しく減少する突然変異体 few melanophore の原因遺伝子を同定したところ kit-ligand a の機能喪失型変異であることが明らかとなった。白色素胞と黄色素胞が共通の前駆細胞を持つことを考えると kit シグナルは黄色素胞と白色素胞の共通前駆細胞から白色素胞
前駆細胞へと分化した後に、黒色素胞前駆細胞と白色素胞前駆

参考文献
1. Otsuki, Y., Okuda, Y., Naruse, K., et al. (2020). Identification of
kit-ligand a as the gene responsible for the medaka pigment cellmutant few melanophore. G3 10, 311-319.
2. Watakabe, I., Hashimoto, H., Kimura, Y., et al. (2018). Highly
efficient generation of knock-in transgenic medaka by CRISPR/
Cas9-mediated genome engineering. Zool. Lett. 4, 3.
3. Kimura, T., Takehana, Y. and Naruse, K. (2017). Pnp4a is thecausal gene of the medaka iridophore mutant guanineless. G3 7,
1357-1363.
4. Kirchmaier, S., Naruse, K., Wittbrodt, J. and Loosli, F. (2015).
The genomic and genetic toolbox of the teleost medaka (Oryzias
latipes). Genetics 199, 905-918.
5. Kimura, T., Nagao, Y., Hashimoto, H. et al. (2014). Leucophores
are similar to xanthophores in their specification and differentiation
processes in medaka. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 7343-7348.
6. 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.

細胞への共通の増殖シグナルとして機能していると考えられ

図 1. メダカ色素細胞分化のモデル

た。

特任教授
成瀬 清

49

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

ンター及び研究力強化戦略室を兼任しているため、主にこので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

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いとともに、その輪郭の形も変化して成虫の翅として完成する。

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、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。
小型の蛾において、翅自体の大きさに比較して同等以上の面積を、翅周辺から伸びる長い毛のような形の鱗粉（辺縁毛）が占めている例がある。一例としてジャガイモキバガを取り上げ、辺縁毛の構造や翅の動きを解析したところ、辺縁毛は

図 1. ジャガイモキバガの辺縁毛の走査型電子顕微鏡観察像
翅の中心部の鱗粉（上端）と全く形態の違う辺縁毛が翅周辺部から長く伸びている。辺縁毛は途中で２分岐を繰り返す形態を示し、辺縁毛同士が密に絡み合って平面として挙動する。図では多くの辺縁毛を除去して、個々の形態がわかりやすくしてある。

これまで報告されていない分岐構造を持っていること、及び、辺縁毛同士が絡み合って平面状の不織布のような構造となり、軽量でしなやかな翅のように挙動することが分かった。
コンパクトに収納できる翅で、大きな翅と同様の空力学的効
果をもたらすという適応と考えられる。
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

50

特別協力研究員
吉田 昭広

参考文献
1. Yoshida, A., and Kato, Y. (2019). Morphology and developmentof the short wing in the seasonal dimorphism of the tussock moth,
Orgyia thyellina (Lepidoptera: Lymantriidae): comparison with thelong wing. Appl. Entomol. Zool. 54, 47-54.
2. Yoshida, A., Tejima, S., Sakuma, M., Sakamaki, Y., and Kodama, R.
(2017). Coherent array of branched filamentary scales along thewing margin of a small moth. Sci. Nat. 104, 27.

栄養環境のモニター機構 多様性生物学研究室 ( 鎌田 )細胞は栄養環境を常にモニターし、それに適応している。細胞内アミノ酸の感知に関わるのがトア複合体 1 (Tor complex1, TORC1) である。
TORC1 は富アミノ酸環境下で活性化され、アミノ酸の「出荷」に相当す
るタンパク質合成を促進する。一方、アミノ酸欠乏環境下では TORC1 は不活性化され、アミノ酸の「補充」に当たるタンパク質分解（オートファジー）を誘導する。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、アミノ酸環境の変動に応答した TORC1 の制御メカニズムを探究している。
トア複合体１を介した細胞内アミノ酸モニタリングの分子メカニズムとは？
アミノ酸は、細胞の基本的構成成分・タンパク質の材料である。しかも、20 種類のアミノ酸がすべて揃っていることが、正常なタンパク質合成に必要不可欠である。従って、細胞は全種類のアミノ酸を個別にモニターする仕組みを持っている。そのアミノ酸モニタリングに関わるのがトア複合体１（TORC1）である。
TORC1 は真核細胞に広く保存されたプロテインキナーゼ
で、その活性はアミノ酸環境に応答して制御される。しかしながら、TORC1 が 20 種類ものアミノ酸それぞれによって制御を受ける分子メカニズムについては不明な点が多い（上図）。
当研究室は、真核細胞のモデル系である出芽酵母を用いて、TORC1 の活性制御に関わる遺伝子を探索した。その結果、アミノアシル -tRNA 合成酵素 (ARS) やアミノアシ
ル -tRNA に結合するタンパク質翻訳因子 (EF1A) をコードする遺伝子群の変異体では、アミノ酸存在下においても
TORC1 は不活性化された。
ARS は ア ミ ノ 酸 を tRNA と 結 合 さ せ て ア ミ ノ ア シ ル-tRNA を 合 成 す る 酵 素 で あ り、 ア ミ ノ ア シ ル -tRNA は
EF1A によってリボソームへ運ばれ、タンパク質合成の直接の材料となる。アミノ酸栄養豊富な環境下ではほとんどのtRNA は ARS によりアミノアシル -tRNA に変換されタン
パク質合成に使われるが、一方、アミノ酸飢餓条件では、フリーの tRNA が蓄積する。さらに、TORC1 の in vitro キナー
ゼ活性を測定すると、tRNA により TORC1 は直接阻害を受けることが解った。
これらの実験結果により、TORC1 はアミノ酸自身を認識するのではなく、個々のアミノ酸に一対一の対応ができる
tRNA をアミノ酸（飢餓）情報として認識していることが示唆された。この結果を基に、図１に示すような TORC1 による細胞内アミノ酸モニタリングの新規メカニズムを提唱した。

図１．
アミノ酸栄養豊富な環境では、tRNA はアミノアシル化され、それらは EF1Aと結合し、タンパク合成に使われるので、アミノアシル -tRNA は TORC1 を直接阻害しない。依って TORC1 キナーゼ活性は高く保持される。一方、アミノ酸飢餓環境では、アミノアシル化されない tRNA が蓄積し、TORC1 を直接
阻害する。

参考文献
1. Baba, M., Tomonaga, S., Suzuki, M., Gen, M., Takeda,E., Matsuura, A., Kamada, Y., Baba, N. (2019). A nuclear
membrane-derived structure associated with Atg8 is involvedin the sequestration of selective cargo, the Cvt complex, during
autophagosome formation in yeast. Autophagy 15, 423-437.
2. Takeda, E., Jin, N., Itakura, E., Kira, S., Kamada, Y., Weisman,
L.S., Noda, T., Matsuura, A. (2018). Vacuole-mediated selective
regulation of TORC1-Sch9 signaling following oxidative
stress. Mol. Biol. Cell 29, 510-522.
3. 鎌田芳彰 (2017). トア複合体１を介した細胞内アミノ酸センシン
グ機構 . 肝胆膵 75, 53-61.
4. Kamada, Y. (2017). Novel tRNA function in amino acid sensing ofyeast Tor complex1. Genes to Cells 22, 135-147
5. 鎌田芳彰 (2016). アミノ酸によるトア (TOR) 制御メカニズムーその傾向と対策．実験医学 34, 2423-2429.
6. 鎌田芳彰 (2016). 栄養どうでしょう アミノ酸センシングにおけるトア (TOR) の旅．化学と生物 54, 827-834.
7. 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.
8. 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.

助教
鎌田 芳彰

51

生物の模様とゲノムの変化

ゲノムが変化することで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）の一部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を研究している。また、模様のもとになる花色の研究と、アサガオの研究に必要な研究環境の整備に加え、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。

花の模様とゲノムが変化する仕組み
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色に係わる突然変異系統、17 万 5 千の DNA クローンやを調節することで、模様の形成に関わることがある。トウモ

花弁特異的発現ベクター等を保存し、国内外の研究者に提供

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している。

究からは、ゲノムを変化させて遺伝子の働きを調節する「動く遺伝子」と「エピジェネティクス」の存在や役割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では、エピジェネティクスなどによるゲノムの変化が模様として容易に観察できる。その多様な模様を調べることで、ゲノムの変化と遺伝子の働きが調節される、さまざまな仕組みの理解を進めている。

花の色ができる仕組み
多彩な花の色は色素の構造だけでなく、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に加えて、色素が蓄えられる液胞の中の水素イオン濃度が低くなることが重要な要因である。これらの要因が失われると、青色以外の花が咲く。

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。

アサガオの多彩な花色を利用することで、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好都合な性質と、ほかの実験植物にはない性質を兼ね備えているため広く国内外で研究されている。その研究をさらに発展させるため、全ゲノム配列を解読したほか、研究ツールやデータベースなど、研究基盤の整備を行っている。

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、代表機関である九州大学と連携して、その遂行を担っている。当研究室では 220 の花

助教
星野 敦

52

技術支援員
中村 涼子
竹内 友世
伊藤 多世
河田 紗季

参考文献
1. Waki, T. et al. (2020). A conserved strategy of chalcone
isomerase-like protein to rectify promiscuous chalcone synthase
specificity. Nat. Commun. 11, 870.
2. Hoshino, A. et al. (2019). Generation of yellow flowers of theJapanese morning glory by engineering its flavonoid biosynthetic
pathway toward aurones. Plant Cell Physiol. 60, 1871-1879.
3. Hoshino, A. et al. (2016). Genome sequence and analysis of theJapanese morning glory Ipomoea nil. Nat. Commun. 7, 13295.
4. Morita, Y. et al. (2014). A chalcone isomerase-like protein
enhances flavonoid production and flower pigmentation. Plant J.
78, 294-304.
5. Faraco, M. et al. (2014). Hyperacidification of vacuoles by the
combined action of two different P-ATPases in the tonoplast
determines flower color. Cell Rep. 6, 32-43.

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 )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が存在する。どのようにゲノムはトランスポゾンの制御しているのか、また転移によって引き起こされるゲノムの再編成は生物にどんな影響を与えているのかを調べている。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 Lgg 変異体は、顕性（優性）の大粒変異である。ほ場において栽培し結実した穂（A）と玄米（B）。

ゲノムのダイナミズム

トランスポゾンの挿入による優性変異

多くの生物のゲノム中には多くのトランスポゾンが存在しゲノムの変異の多くは劣性となるが、nDart1 の挿入変異体ている。例えばヒトではおよそ 45%、イネでは 35% がトの中にはしばしば優性となる突然変異体が観察される。不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完全優性でわい性となる Bdt1 変異体では機能のあるマイク

再編成は、進化の原動力一つとなっていると考えられるが、ロ RNA の発現様式が nDart1 の挿入で変化していた（図１，

トランスポゾンの転移は、ホストのゲノムにとって有害にな

文献 6）。DNA トランスポゾンが優性変異の原因となる例

るので、転移する能力はジェネティックやエピジェネティク

は非常に珍しく、その原因は未解明な部分が残されているのに抑制されており、通常の成育条件下で転移する事はまれでで、優性となった変異体を選抜して解析を行っている。

ある（文献 9）。そこで転移できる DNA トランスポゾンに注
目して、トランスポゾンによるゲノムのダイナミズムと遺伝
子発現の制御機構の解明を明らかにすることを試みている。
7

Bdt1

1
13 1 5

11 1

7

WT
2

miR156d0.1 kbnDart1-3
図 1. nDart の挿入による優性変異の原因の解明（文献 4）

高い精度でゲノム配列が決定されているイネは、トランス
ポゾンの挿入領域やゲノムの再編成を詳細に解析することができる。我々は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 を同定した。nDart1 の転移には、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 7）、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。nDart1 は、GC 含量の差が大きい領域に挿入し易い性質をもっているので、ゲノム中に存在している転移の制御因子の同定に向けて研究を行っている。

参考文献
1. Nishimura, H., Himi, E., Rikiishi, K., Tsugane, K., Maekawa, M.
(2019). Establishment of nDart1-tagged lines of Koshihikari, anelite variety of rice in Japan. Breed. Sci. 69, 696-701.
2. Nishimura, H., Himi, E., Eun, C.-H., Takahashi, H., Qian, Q.,
Tsugane, K., Maekawa, M. (2019). Transgenerational activation of
an autonomous DNA transposon, Dart1-24, by 5-azaC treatment
in rice. Theor. Appl. Genet. 132, 3347-3355.
3. Gichuhi, E., Himi, E., Takahashi, H., Zhu, S., Doi, K., Tsugane, K.,
and Maekawa, M. (2016). Identification of QTLs for yield-related
traits in RILs derived from the cross between pLIA-1 carrying
Oryza longistaminata chromosome segments and Norin 18 in rice.
Breed. Sci. 66,720-733.
4. Hayashi-Tsugane, M., Maekawa, M., and Tsugane, K. (2015). A
gain-of-function Bushy dwarf tiller 1 mutation in rice microRNA
gene miR156d caused by insertion of the DNA transposon nDart1.
Sci. Rep. 5, 14357.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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. Gen. Genomics 284, 343-355.

助教
栂根 一夫

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形態変化は、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。

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持つ 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多次元化、高精細化に伴い、そのデータは容量及び複雑性を増している。これら大容量の画像データを効率的に取り扱い、かつ定量的な解析を適用可能とするソフトウェアを開発し、適用している。
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、上皮細胞群のアピカル境界を蛍光ラベルした組織の4D 顕微観察画像から、各々の細胞輪郭とその配置を抽出し、記録するアルゴリズムの開発と実装を行っている（上図）。
また、これら特徴の系時変化を解析することで、平面上皮が図 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。

特任助教
加藤 輝

54

技術支援員
兵藤 美和（ABiS）

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。さらに、個別の細胞の判別が困難な環境下における細胞配置ならびに動態を解析するため、蛍光標識した核について同定、計測する系を開発している。
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抽出が必要となる。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）。
この技法を適用することで、遺伝子型の異なる標本間における微小な表現系の差異を記述、形態形成に与える影響について評価を行うことを可能とした（図 2）。

図 2. アプリケーション「mq」の適用例
抽出した形態特徴量を定量的に解析、注目する変異型における微小な表現系の差を求めた。

参考文献
1. Fujita, I., Shitamukai, A., Kusumoto, F., Mase, S., Suetsugu, T.,
Omori, A., Kato, K., Abe, T., Shioi, G., Konno, D., and Matsuzaki,
F. (2020). Endfoot regeneration restricts radial glial state andprevents translocation into the outer subventricular zone in earlymammalian brain development. Nat. Cell Biol. 22, 26-37.
2. Nishimura R, Kato K, Fujiwara S, Ohashi K, Mizuno K. (2018). Soloand Keratin Filaments Regulate Epithelial Tubule Morphology. Cell
Struct. Funct. 43, 95-105.
3. Kato, K. et al. (2016). Microtubule-dependent balanced cell
contraction and luminal-matrix modification accelerate epithelial
tube fusion. Nat. Commun. 7, 11141.
4. Kato, K., and Hayashi, S. (2008). Practical guide of live imaging
for developmental biologists. Dev. Growth Differ. 50, 381-390.

細胞動態情報抽出の画像解析 多様性生物学研究室 ( 太田 )近年のバイオイメージング技術の発展により、ほとんどの生
命現象は可視化され、画像データとして取得されています。
生命システムの構成素子である細胞の個性や、細胞の集合体である個体の多様性を理解するためには、多種多様な画像か
ら、いかに有益な情報を抽出し、それを定量的に表現するプ
ロセスが必要となってきます。本研究室では、顕微鏡から得られるビッグデータを研究者が容易に理解することができる、画像処理・解析手法の開発を目指しています。

大規模画像データからの細胞動態情報の抽出・画像化
最近は蛍光イメージングで用いられるデータセットも大規模化が進んでいます。画像枚数で数万枚、容量で数百ギガバ
イトを超える大規模画像データでは、従来おこなわれてきた研究者の視覚と手作業に頼る分析の限界を超えており、新たな画像処理手法が必要です。そこで、大規模な画像データを
数理計算処理を行うために独自に開発した解析プログラムを開発し、複数の細胞からのデータの自動計算と集計、解析結果の可視化の一連の処理を自動化をおこなっています（図1）。

マウス胚自動 4 次元細胞トラッキング方法の開発

図 1. 大規模画像データの画像処理スキーム例

初期胚の発生は、細胞が胚の中にもぐり込むダイナミック
な集団移動・形態変化を伴う現象です。個々の細胞の挙動をイメージングデータから再構築、把握し、その集合体として、組織・個体を理解することは発生学の発展に必要不可欠なプロセスです。本研究では、既存のセグメント・トラッキング
アルゴリズムが適用できない領域に存在する細胞集団を解析対象とし、ディープラーニングによる新しいアルゴリズム開発をおこなっています。

研究の個別性に対応したオーダーメイドな画像解析支援
生命科学研究におけるバイオイメージングの重要性が増加

図 2. FRET 画像の処理・解析プラグインの一途をたどる一方で、画像撮影技術の高度化が進み、研究

参考文献
1. Ohta, Y., Furuta, T., Nagai, T., and Horikawa, K. (2018). Red
fluorescent cAMP indicator with increased affinity and expanded
dynamic range. Sci. Rep. 8, 1866.
2. Ohta, Y., Kamagata, T., Mukai, A., Takada, S., Nagai, T., andHorikawa, K. (2016). Nontrivial Effect of the Color-Exchange ofa Donor/Acceptor Pair in the Engineering of Förster Resonance
Energy Transfer (FRET)-Based Indicators. ACS Chem. Biol. 11,
1816-1822.

者が画像情報を十分に活用することが困難となるジレンマが生じています。私は、古典的な画像解析手法では困難であった画像解析について、ディープラーニングを使った新しい画
像解析手法によって、個々の研究の個別性に対応したオー
ダーメイドな画像解析支援をおこなっていきたいと考えています（図 2）
。

特任助教
太田 裕作

55

動物が季節情報を読み取る仕組み 多様性生物学研究室 ( 四宮 )日長や日射量、気温、降水量といった自然環境
は、春夏秋冬の季節を伴った 1 年のリズムを刻んでいる。動物は、繁殖、換毛、渡り、冬眠など、季節変化に応じて生理機能や行動を変化させる
が、季節を感知する仕組みはまだ不明な点が多い。当研究グループは、メダカをモデル動物として、動物が日長や温度の季節変化を読み取る
分子メカニズム、また環境の季節情報の受け取メダカが生息する水路の夏の様子 ( 宮崎県宮崎市 ) と水路を泳ぐメダカの群れ ( 愛知県豊橋市 )りと生物の応答の関係を研究している。

各地のメダカを用いた研究が進んでいません。私たちは、メダカの季節繁殖の生物応答

自然環境に生息するメダカは、季節の変化を敏感に感じ取

データと、日長、日射量、水温などの環境情報データを用い

り、日が長くなり暖かくなる春に繁殖を開始し、夏の終わりて、環境情報と生物の応答の関係について、統計・情報理論

頃に繁殖を停止することが知られています。高緯度地域のメ的な解析に取り組んでいます。

ダカは、沖縄県などの低緯度地域のメダカに比べて、日長の変化に敏感に反応することがこれまでに報告されていましたが、その詳細は不明でした。私たちは、メダカバイオリソー
スプロジェクトの維持系統や野外採集で得た、日本各地に由来するメダカを使った研究から、メダカが由来する緯度によって日長への応答性が異なることを明らかにしました（図１）。さらに、温度への応答性も地域によって異なることを発見し、メダカが環境温度の変化を感知して季節に適応する「温周性」の研究にも適した動物であることを示しました。

季節変化をどのように感知するのか？解明に向けたアプローチ
繁殖に必要な日長が異なるメダカ集団を用いて、量的形質
遺伝子座 (QTL) 解析を行い、日長に応答した繁殖の開始および停止に関係する染色体領域を明らかにしました。同様に、
温度応答に関係する染色体領域も同定しました。同定された領域の DNA 塩基配列および遺伝子発現を集団間で詳細に比較し、ゲノム編集技術を駆使した遺伝子改変メダカを解析することから、季節変化の感知に働く遺伝子とその働きの解明を目指しています。

繁殖のリズムと環境情報の関係を情報学的に解析する
生物は、心臓の拍動など秒単位のリズムから、1 日周期の概日リズム、1 年周期の概年リズムなど、様々な周期のリズムを発振しています。一方、自然環境は、昼夜の 1 日の変化、
季節の 1 年の変化など周期的な環境変動を生物に与えていますが、環境情報と生物のリズム発振の関係については理解

特任助教
四宮 愛

56

技術支援員
鶴田 恵美子図１．
研究に用いている日本各地のメダカの由来 ( 左 ) および繁殖に必要とする臨界日長の解析 ( 右 )。メダカの日長応答には地域差が見られる。

参考文献
1. Yassumoto, T.I., Nakatsukasa, M., Nagano, A.J., Yasugi, M.,
Yoshimura, T., Shinomiya, A. (2020). Genetic analysis of bodyweight in wild populations of medaka fish from different latitudes.
PLoS ONE 15, e0234803.
2. Nakayama, T., Shimmura, T., Shinomiya, A., Okimura, K.,
Takehana, Y., Furukawa, Y., Shimo, T., Senga, T., Nakatsukasa,
M., Nishimura, T., Tanaka, M., Okubo, K., Kamei, Y., Naruse, K.,
Yoshimura, T. (2019). Seasonal regulation of the lncRNA LDAIR
modulates self-protective behaviours during the breeding season.
Nat. Ecol. Evol. 3, 845-852.
3. Shimmura, T., Nakayama, T., Shinomiya, A., Fukamachi, S.,
Yasugi, M., Watanabe, E., Shimo, T., Senga, T., Nishimura, T.,
Tanaka, M., Kamei, Y., Naruse, K., Yoshimura, T. (2017). Dynamic
plasticity in phototransduction regulates seasonal changes incolor perception. Nat. Commun. 8, 412.
4. Shinomiya, A., Shimmura, T., Nishiwaki-Ohkawa, T., Yoshimura,T. (2014). Regulation of seasonal reproduction by hypothalamic
activation of thyroid hormone. Front Endocrinol. 5, 12.

生命現象の背後に潜む法則を数理で理解する 多様性生物学研究室 ( 斉藤 )動的な生命現象の背後にどのようなメカニズムや因果が潜んでいるのか、どのように分子や細胞の集団から複雑で多様な運動が自己組織化してくるのか、これらを統合的に理解するには数理モデリングによるアプ
ローチが重要となる。特定の遺伝子や分子に現象の原因を求めるのではなく、数理モデリングや機械学習解
析を通して様々な生物種に共通する普遍的性質の理解を目指す。
細胞膜ダイナミクスのモデリング
脂質二重層から成る細胞膜は、分子の膜局在やアクチンフィ
ラメントの重合、分子モーターの作用などにより時に動的に変形する。特にエキソ / エンドサイトーシスでは、形のトポ
ロジーが変わるほどの劇的な変形が現れる。それらの変形に関わる重要な遺伝子・分子の解明は進んできたが、シグナル因子と協働してどのように細胞膜が特定の形状に自己組織化するのかという理解は十分ではない。
これらの問題に対し、細胞膜上のシグナル因子の反応拡散現象と細胞膜の変形をモデリングし、細胞変形の基本原理を解明することを目指している。これまでのところ細胞遊走に付随する 2 次元的な細胞変形のモデリング、マクロピノサ

図 1. 多細胞動態のシミュレーション
多細胞フェイズフィールドシミュレーション（左）と細胞輪郭のフーリエ展開
を基礎とした多細胞モデル（右）。

細胞内化学反応や分子ダイナミクスのモデリングイトーシスなどのエンドサイトーシスの３D シミュレーショ

細胞内で起こる化学反応ではしばしば、反応に関与する分ンなどを行なっている。同時に機械学習を応用し、細胞の形子の数が少数になることがありうる。こうした状況では分子状を計量、実験とシミュレーション結果をシステマティックの離散性・少数性に起因する確率性が無視できなくなり、従かつ客観的に比較する手法を開発している（上図）。

来の反応速度論的描像が破綻する。この少数性効果の基礎理論の構築や、キネシンによる協同的な微小管輸送現象への応

多細胞シミュレーション手法の開発

用などを進めている。

発生過程や組織形成、創傷治癒などに代表される不均一な細胞集団から成る多細胞動態では、多様な細胞が複雑に相互作用し合い集団としての機能を果たす。このような状況で細胞の移動、変形、分裂／消滅、がどのように組織全体の変形と関係するのか、細胞スケール（ミクロ）と組織スケール（マクロ）を跨いだ解析は発展の途上にある。近年、実験技術やデータ解析技術は飛躍的な発展を遂げたが、現象の背後にあるメカニズムや因果の理解は不十分であり、これらを統合す
る数理モデリングによるアプローチが重要となる。
現在、フェイズフィールド法と呼ばれる数値計算手法を用い参考文献
1.Yamagishi, J.F., Saito, N. and Kaneko, K. (2020). Advantage of
Leakage of Essential Metabolites for Cells. Phys. Rev. Lett. 124,
048101.
2.Saito, N. and Kaneko, K. (2017). Embedding dual function intomolecular motors through collective motion. Sci. Rep. 10, 44288.
3. Saito, N., Sughiyama, Y. and Kaneko, K. (2016). Motif Analysis for
Small-Number Effects in Chemical Reaction Dynamics. J. Chem.
Phys. 145, 094111.
4.Saito, N., Kaneko, K. (2015). Theoretical Analysis of DiscretenessInduced Transition in Autocatalytic Reaction Dynamics. Phys. Rev.
E 91, 022707.

て、細胞性粘菌の集団運動を対象として多細胞モデリングを行なっている（図１左）。同時に、数千細胞のシミュレーションを可能にする理論的フレームワークも開発している（図１右）。

特任准教授（8 月 1 日より）
斉藤 稔

57

オープンラボの整備
2019 年より阿形所長のリーダーシップのもとに自然科学研究機構の支援を受けて、異分野の研究者が相互に学問的刺激を受けながら研究を進め学際的研究を行う環境整備を行っている。国際連携の強化や新たな生物学の創成、真にグローバル化された人材育成を目指している。

オープンラボの基本コンセプト
1. 分野、国を超えた多様な研究者が集う、開放的な研究ス
ペースを新たに設置
2. 実験・オフィス空間や資源（機器・装置・バイオリソース）を共有
3. 海外の若手 PI の招聘による国際化推進と人材交流により、共同研究を推進
4. 国際的な人材育成
5. 知の共有と交換のための研究会などを開催

壁を取り払い、開放的なスペースを確保

運用を開始した第一オープンラボ

58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、ヒトデ、ウニ、ナマコ、クモヒトデ、ウ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

ミシダなどを対象として、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

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

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

残基からなるアミド化ペプチドで、僅か 10-10 ～ 10-9M

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

Stimulating Substance; GSS）を精製し、そのアミノ酸た。更に、その発現は、神経で極めて高く、周年変化はあま

配列を決定する事に成功した。このホルモンは、インスリンり見られないこともわかり、イトマキヒトデ GSS と同様に、超族のペプチドで、脊椎動物で見出されていたリラキシン亜分泌制御の解明が、生殖時期制御の解明に重要であると考え族と、類似性が高いことが分かった。これを化学合成し、取られる。

出した卵巣に投与したところ、卵の最終成熟が誘起された。

一方、ニセクロナマコの放射神経抽出物中には、生殖線刺

また、成体への投与により、産卵・放精行動が誘起され、産激ホルモンとしての活性が認められ、かつ、マナマコのクビ卵・放精にまで至った。

フリンとアミノ酸配列の全く等しいペプチドを産すると考え

さらに、様々なヒトデの RNAseq 登録データの検索を行られる mRNA が確認されるものの、マナマコのクビフリン

い、登録データの約半数から GSS ホモログを見出すことがは、高濃度でもニセクロナマコには全く効果が見られない。

でき、まだ一部ではあるのもの、種間を超えて作用が見られこのことより、ニセクロナマコの放射神経抽出物中には、クることも確認された。

ビフリンとは異なる生殖線刺激ホルモンの存在が考えられ次に、相同性の検索から、アメリカムラサキウニにも、リた。

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

そこで、ニセクロナマコ放射神経抽出物中の生殖線刺激ホ

ニ、エゾバフンウニ、バフンウニ、アカウニ、ムラサキウニ

ルモンの精製を行い、リラキシン様ペプチドがホルモンとしの放射神経 cDNA からも、PCR 及び 5’/3’-RACE によてはたらいていることを確かめる事ができた。

り、相同性の高い mRNA を同定することができた。加えて、

このリラキシン様ペプチドはマナマコを含む、様々なナマ

ヒトデと同様に RNAseq 登録データから、多数種のウニで、コで PCR 及び 5’/3’-RACE により、その存在を確認す

リラキシンホモログを見出すことができた。

ることができつつあり、また RNAseq の登録データからもヒトデ、ウニともに、このリラキシン様遺伝子の発現は、検索により多数のナマコでその存在を見出すことができた。

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

加えて、ナマコにおいても配列の相同性は高く、濃度を高まり変化がないことが分かった。このことから、分泌の制御くする必要はあるものの、やはり種を超えてその作用が見らが生殖時期の制御に重要であると考えられる。

れることも確認された。（投稿準備中）

また、インスリン族の遺伝子は、腔腸動物から脊椎動物や神経分泌ペプチドの網羅的解析

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

現在、ニホンクモヒトデ、トゲバネウミシダ、などの神経が、脊椎動物に見られるインスリン／ IGF 亜族と、リラキ

組織で、RNAseq を行い、リラキシン亜属を含む、インス

シン亜族のそれぞれに相同性を持つ遺伝子が、ヒトデ及びウ

リン超族ペプチドを網羅的に解析し、配列を取得、その配列

ニで既に分化して存在していることが明らかとなった。

に基づいて生合成ペプチドでの生理活性の確認を準備中であマナマコについては、神経抽出物中に存在することがわかっる。また、合わせて部分精製分画におけるリラキシンペプチていた卵成熟誘起因子について、やはり精製を行い、そのアドの存在を MS/MS 解析で検証準備中である。

助教
大野 薫

59

体液恒常性維持の脳内機構 多様性生物学研究室（作田）
Na +

Na +

体液の浸透圧を一定に保つことは生命を維持するために必須であり、そのため体液中の主要な電解質である Na+ 濃度は一定に保たれている（体液恒常性）。体液中の Na+ 濃度や浸透圧の変動は、脳内の感覚性脳室周囲器官（脳弓下器官や終板脈管器官）と呼ばれる特殊な領域において、それぞCa 2+？

Na+濃度センサー

浸透圧センサー

Na+濃度

れ独立にモニターされていると考えられている。我々は、体液状態の脳内検知機構や体液状態の変動に対応した行動制御機構を探求している。また
網膜神経節細胞サブタイプの分化についての研究も行っている。

浸透圧

感知細胞

感知細胞

塩分と水分の摂取制御

腎臓における
塩分と水分の排泄制御

体液情報を感知する２種類のセンサー

体液調節のための脳内センサー

網膜神経節細胞サブタイプ

体液（血液や脳脊髄液等の細胞外液）の Na と水のバラン

網膜神経節細胞は２０種類以上の機能的サブタイプに分類スが崩れた時、例えば、長時間の脱水は体液中の Na+ 濃度される。これまでサブタイプの分子マーカーがなかったたと浸透圧を上昇させる。この時私たちは、のどの渇きを覚え、め、これらの運命決定についてはほとんど知見がなかった。

ただちに水分摂取を行うとともに塩分摂取を抑制する。感覚

我々は、領域特異的投射の分子機構に関する研究の過程で、+性脳室周囲器官では Na 濃度や浸透圧のセンサーをはじめ、

網膜神経節細胞サブタイプの 1 つである上向きの光の動き

体液成分のモニタリングに関わる分子が特異的に発現し、体に反応する方向選択性網膜神経節細胞特異的に発現する分子液恒常性制御の根幹を担っていると考えられているが、そのSPIG1 を見出した。さらに SPIG1-GFP ノックインマウス

実体は長らく不明のままだった。我々の研究グループは、脳と副視覚系内側核への逆行性トレーサーラベルを組み合わせ

弓下器官及び終板脈管器官のグリア細胞に特異的に発現するることにより、上向きばかりでなく下向きの光の動きに反応+

Na チャンネル分子、Nax が Na 濃度センサーであり、そする方向選択性神経節細胞も可視化することに成功した。この情報が塩分摂取行動制御を担っていることを一連の研究をの成果を足がかりに網膜神経節細胞サブタイプの運命決定機

通して明らかにしてきた。最近、Nax が飲水行動制御をも担構を明らかにすべく研究を進めている。

+

う Na+ 濃度センサーであり、その情報はエポキシエイコサ
トリエン酸を介して下流の TRPV4 へと伝えられることを明らかにした（図 1）。さらにこの研究から飲水行動全体を説明するには、Nax だけではなく、未知の Na+ 濃度センサー
や浸透圧センサーからのシグナルが必要であることがわかっている。現在、この未知の Na+ 濃度センサーや浸透圧セン
サーの分子実体を明らかにし、飲水行動制御のための脳内機構の解明を目指し研究を進めている。
終板脈管器官 （脳弓下器官）
Nax

アストロサイトNa+ シグナル

EETs
血管

[Na+]

Na+

Na+

水分摂取行動制御神経細胞

水分摂取行動

Ca2+
TRPV4
EETs
AA

Nax

[Na+]

上衣細胞

第3脳室

図 1. 飲水行動惹起のシグナル機構
AA, アラキドン酸 ; EETs, エポキシエイコサトリエン酸。

助教
作田 拓

60

技術支援員
小玉 明子

参考文献
1. Nomura, K., Hiyama, T.Y., Sakuta, H., Matsuda, T., Lin, C.-H.,
Kobayashi, K., Kobayashi, K., Kuwaki, T., Takahashi, K., Matsui,S., and Noda, M. (2019). [Na+] increases in body fluids sensed
by central Nax induce sympathetically mediated blood pressure
elevations via H+-dependent activation of ASIC1a. Neuron 101,
60-75.
2. Sakuta, H., Nishihara, E., Hiyama, T.Y., Lin, C.-H., and Noda,
M. (2016). Nax signaling evoked by an increase in [Na+] in CSF
induces water intake via EET-mediated TRPV4 activation. Am. J.
Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 311, R299-R306.
3. Noda, M., and Sakuta, H. (2013). Central regulation of body-fluid
homeostasis. Trends Neurosci. 36, 661-673.
4. Yonehara, K., Ishikane, H., Sakuta, H., Shintani, T., NakamuraYonehara, K., Kamiji, N.L., Usui, S., and Noda, M. (2009).
Identification of retinal ganglion cells and their projections
involved in central transmission of information about upward anddownward image motion. PLoS ONE 4, e4320.
5. Yonehara, K., Shintani, T., Suzuki, R., Sakuta, H., Takeuchi, Y.,
Nakamura-Yonehara, K., and Noda, M. (2008). Expression of
SPIG1 reveals development of a retinal ganglion cell subtype
projecting to the medial terminal nucleus in the mouse. PLoS ONE
3, e1533.

多様性生物学研究室
Understanding the mechanisms ofregeneration using transgenic flatworms Wudarski Group
Regeneration is the process of restoring lost or damaged tissues andorgans. Flatworms have long been considered as model organisms forstudying regeneration – some species of planarian flatworms can evenrestore all body parts from small pieces. In my research I am using thenew powerful flatworm model organism, Macrostomum lignano , to study
how stem cells differentiate into various cell types during regenerationand how body patterning is established. The main advantage ofM. lignano is the availability of transgenesis methods which I havedeveloped during my PhD. It enables tracking specific cells and theirprogenitors during development and regeneration.

Positional control of regeneration in flatworms
Flatworms have remarkable regeneration
capabilities, they are able to regrow their wholebody after amputation, including the reproductive
organs. They can do this thanks to a population of
adult stem cells, collectively called neoblasts. Oneof the fascinating aspects of flatworm regenerationis the positional control of the process along theanterior-posterior axis (head-tail). How cells know
where specific body parts need to be reconstructed
is a question that still lacks a full answer. Ourcurrent state of knowledge is that Wnt pathway
and the mitogen-activated protein kinase MAPK)/
extracellular signal-related kinase (ERK) signaling
play major role in this process. However, most of
the research done in the flatworms is based on
information inferred from experiments on geneknock-down via RNA interference (RNAi). Gene
activation and overexpression studies are absent
in planarians – the more common flatworm modelorganisms – because of the lack in transgenic
methods available for these animals. I am using
Macrostomum lignano , an alternative flatworm
model, to test the function of genes shown to be
involved in the positional control during growth andregeneration. M. lignano is a free-living flatworm
capable of regenerating its whole body as long as
the brain region remains uninjured. During my PhD I
have established a robust transgenesis protocol forthis worm, based on the microinjection of single cell
eggs, making it the only regenerating flatworm withthis technique available, and an ideal candidate toanswer the biological questions regarding positional
control of regeneration.

参考文献
1. Wudarski, Jakub., Simanov, Daniil., Ustyantsev, Kirill., De
Mulder,Katrien.,Grelling, Margriet., Grudniewska, Magda.,
Beltman, Frank., Glazenburg, Lisa., Demircan, Turan., Wunderer,
Julia., Qi, Weihong., Vizoso, Dita. B., Weissert, Philipp. M., Olivieri,
Daniel., Mouton, Stijn., Guryev, Victor., Aboobaker, Aziz., Schärer,Lukas., Ladurner, Peter., & Berezikov, Eugene. (2017). Efficienttransgenesis and annotated genome sequence of the regenerative
flatworm model Macrostomum lignano. Nat. Commun. 8, 2120.

特任助教（8 月 1 日より）
Jakub Wudarski

61

NIBB-COS Heidelberg
刺胞動物の光感知と光応答のしくみを探る 国際共同研究プロジェクト
ほとんどの生き物の生活は光によって支配される。太陽光
は、光合成や概日時計の制御を含む、様々な生命現象における重要な調節因子として作用している。一方、月の光は、多くの海洋動物の配偶子の同調した放出に重要な役割を果たしている。サンゴやイソギンチャクを含む刺胞動物は、生態学的に非常に重要な水生動物群の基部に分類され、特にサンゴ礁は最も生物多様性に富んだ海洋生態系である。サンゴ礁の生産性は、サンゴ礁を構成するサンゴと光合成を行う共生藻類との機能的な共生に依存しており、貧栄養環境下では共生藻類から宿主のサンゴに炭素固定の供給源となる栄養分を供給する。
本共同研究では、共生性の刺胞動物の光感知の分子機構を解明し、その光感知が刺胞動物の環境適応において、どのよ
うに利用されているのかを明らかにすることを目指している。サンゴのモデルとして、ゲノム情報の整備が進みつつあるセイタカイソギンチャク (Exaiptasia diaphana ) を使用
し、進化的に保存されている光受容体のオプシンに着目して、その光感知機構の研究を推進する。また、セイタカイソギン
チャクでのゲノム編集技術を利用した遺伝子機能解析手法、
または遺伝子サイレンシング技術を確立し、オプシンによる光応答機構の解明を目指す。このように、共生性の刺胞動物
がどのように光を感知して有性生殖と行動を同期させるのかを理解することで、その進化と生態についての重要な知見を得ることができ、世界中のサンゴ礁生態系を脅かす気候変動によるサンゴの衰退に立ち向かうための必要な知見を得ることができる。

Figure 1: Life of corals is dominated by light. (OPTIONAL: Moonlightis used to synchronize gamete release. Motile larvae use light cues
to find a suitable location to settle down and start a sessile lifestyle.
Sunlight powers the photosynthesis of the corals’ symbionts which
provide essential nutrients to their hosts. At the same time, corals
need to protect themselves from high UV radiation.) In this project,
we will analyze the molecular mechanisms of light-perception incorals to better understand how they adapt to their light-dominatedenvironments.

訪問教授
Annika Guse
(COS Heidelberg, Germany)

62

Light dominates the life of most organisms.
Sunlight acts as a key regulator for various
functions including photosynthesis andcircadian clock control. Moonlight is importantfor synchronous gamete release in many marine
animals. Cnidarians, including corals and anemones
are basal, aquatic animals with immense ecologicalimportance. Notably coral reefs are the most
biodiverse marine ecosystems. Their productivity
depends on a functional symbiosis between reefbuilding corals and photosynthetic dinoflagellates of
the Symbiodiniaceae family, which transfer nutrientsto their coral host providing a source of fixed carbon
in oligotrophic environments.
In this COS-NIBB joint project, we aim to dissect
key molecular mechanisms underlying light sensing
in symbiotic cnidarians and how it is used to adapt
to the environment. We are using the sea anemone,
Aiptasia sp. (Exaiptasia diaphana ) as a model forcorals and conduct research to reveal the molecularmechanisms of light sensing focusing on theevolutionary conserved photoreceptor“opsin”. In
addition, we will establish a method of gene function
analysis using genome editing technology or genesilencing techniques in the sea anemone aiming
to elucidate the mechanisms of light response by
opsin. Understanding how symbiotic cnidarians
perceive light to synchronize sexual reproduction
and behavior will provide key insights into its
evolution and ecology, a prerequisite to combat
the decline of corals through climate change which
threatens reef ecosystems worldwide.

Figure 2: Aiptasia is tropical marine sea anemone that we use asa model for corals. Aiptasia recapitulates essential light-driven
mechanisms including moon-light induced spawning, phototaxis of
motile larvae and photosymbiosis with photosynthetic dinoflagellates(depicted in red).
参考文献 References
Gornik, S.G., Bergheim, G., Morel, B., Stamatakis, A., Foulkes, N.S.,
and Guse, A. (2020). Photoreceptor diversification accompanies theevolution of Anthozoa. Mol. Biol. Evol., in press.

博士研究員
岸本 真理子( 新規モデル生物開発センター )地球と地球外の光合成 アストロバイオロジー ( 滝澤グループ )生命は地球以外の惑星にも存在するのだろうか？太陽系外惑星の相次ぐ発見により、この問いかけは科学的に検証可能になりつつある。太陽系近傍の系外惑星に地球と同じような“植物”が存在するとすれば、大気中の酸素の透過光スペクトルや植生
特有の反射光スペクトルを次世代超大型望遠鏡により観測することができる。太陽と異なり、可視光より赤外線を多く照射する赤色矮星のまわりや、陸地の少ない水惑星で進化する場合の光合成生物の特性を推定し、期待される生物指標を予測する。
東京都三鷹市の国立天文台に併設しているアストロバイオロ

水惑星であっても植生の反射光を観測することが可能である

ジーセンターでは地球近傍の赤色矮星周りに生命居住可能なため、その可能性を探っている。

（温暖で水が存在する）惑星を発見し、直接撮像により生命の痕跡を観測することを目標としている。基礎生物学研究所に拠点を置く生物部門では太陽系外惑星上で検出可能な生物指標を予測するためのカギとなる光合成の研究を進めている。

赤外線利用型光合成の検証
赤色矮星の周りの光環境を詳細に検討すると、地表では近赤外線が豊富な反面、水中に到達する光は可視光のみとなり、
大きなギャップが存在する（図 1）。最初の酸素発生型光合成生物が水中で誕生する場合、地球と同様に可視光を利用する可能性が高い。酸素濃度の上昇によりオゾン層が形成された後、陸上への進化が期待できるが、水陸境界領域では激しい光強度とスペクトルの変化に曝されるため、近赤外線利用型への進化は上陸後になると予想される。

図２．植物の形態と可視光・赤外線反射特性
湛水性植物は近赤外線 (NIR) の反射が小さいが、浮遊植物では陸上植物と同等の強い反射光の観測が期待できる。

野外光合成測定試験
太陽系外惑星での植物特性を検討する手がかりを得るため、様々な自然環境下で多様な植物の光合成反応測定を実施している。可視光より近赤外線が多い林床において、豊富な近赤
外線は光合成の生産性向上には寄与しないが、変動光への適応のために利用されている。

図１．惑星表面と水中の光量子束密度スペクトル
地球（左）と仮想系外惑星（右）の光環境を比較。しし座 AD 星の生命居住可能領域に地球と同じ惑星が存在する場合を想定した。

植物形態の進化と光反射特性
可視光を吸収し赤外線を反射する植生由来の反射スペクト
ルは陸上植物の組織構造に由来する。水面に浮遊する「浮草」
が水棲藻類から進化することが可能であれば、陸地の少ない

特任准教授
滝澤 謙二

図３．野外測定用分光光度計（MultispeQ）による測定と解析例

参考文献
1. Takizawa, K., Minagawa, J., Tamura, M., Kusakabe, N., andNarita, N. (2017). Red-edge position of habitable exoplanets
around M-dwarfs. Sci. Rep. 7, 7561.

技術支援員
石根 直美

63

染色体構造と生物機能 アストロバイオロジー ( 定塚グループ )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

放射線やプラズマが細胞に与える影響

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

宇宙には生命にとって有害な高エネルギーの放射線が飛び

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

交い、空間にある希薄なガスは電離したプラズマ状態になっ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ている。放射線は DNA に重大な影響を及ぼすことが調べられている。出芽酵母でコンデンシン変異体は、リボソーム

れてきているが、染色体が密に折り畳まれることにより、そRNA 遺伝子 (rDNA repeat) 領域の分配に異常が観られた。

れに抗うことが出来るのだろうか？染色体構造を変化させた

さらに、rDNA repeat の長さがコンデンシン変異体で顕著

細胞を使って研究している。またプラズマが細胞にどの様なに短くなる特徴を見出した。リピート内での組換えが著しく影響を及ぼすのか？大気圧低温プラズマを用いることで、細上昇してコピー欠失が頻繁に起きている。Rad52 等の組換胞にどの様な影響を及ぼし、そこに関わる遺伝子の探索にもえ酵素は通常、rDNA が局在する核小体には進入せず、それ取り組んでいる。

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 リピートの中の特定の配列（RFB）にコンデンシンが結合することを見出した。また遺伝学的手法により、コン
デンシンと RFB が結合するために必要な４種のタンパク質を特定し、その結合機構と染色体構造形成における役割を研究している。
RFB をゲノムの任意の場所に挿入しても、そこにコンデンシンを結合することができる。すなわち複数の RFB を染色体上に並べると、そこにコンデンシンの結合を制御できることが分かった。この系を利用して、コンデンシンがクロマチ
ン繊維をいかに折り畳んでいるのか、分子レベルで謎の解明を目指している。

助教
定塚 勝樹

64

技術支援員
石根 直美

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.

生命における秩序の創発 アストロバイオロジー ( 藤田グループ )自然界は様々な時空間構造に満ちており、これらはすべて自己組織的な秩序創発により生み出されてきます。このことはとりわけ生物において顕著であり、生命は自己組織的な時空間パターンの宝庫です。この秩序創発は生命の誕生まで遡ることができ、生命はその誕生および複雑化の過程において、様々な秩序創発現象を順次取り込み進化してきたと言えます。  
本研究グループでは、このような生命における秩序創発現象
を、主に植物を研究対象として、数理的手法を用いることにより理解することを目指しています。
生命における自己組織的パターン形成

れています（図２、文献４、６）。

生物は時として驚くほど美しく秩序だった空間構造を作りWUS出すことがあります。その代表的な例として植物の葉序が挙げられます。葉序は茎の周りの葉の配置様式のことで、美しい幾何学的模様を生み出すことで有名です（上図左）。この規則的パターンは、植物ホルモン Auxin とその膜輸送体
PIN1 がお互いに制御し合うことにより自己組織的に形成されます（文献２、６）。
一方で、植物の葉に形成される維管束のことを葉脈と呼び、植物種に応じて多様なパターンをとることが広く知られて

wus

CLV3
WUS

WT

CLV3
WUS

clv

CLV3
WUS

PIN1 の相互制御が本質的に関わっていますが、興味深いこ図２．茎頂分裂組織（SAM）パターンの形成・制御
WUS と CLV3 の相互制御に基づいた数理モデルにより、多様な茎頂分裂組織（SAM）の基本的パターンが再現できる（文献４）。

とに葉序の場合とは全く異なる相互制御により形成されるこ

本研究室では、このような生命に見られる自己組織的な秩とが知られています（図１、文献５、６）。

序の形成・制御機構を、数理的手法を用いることにより理解います（上図中）。この葉脈パターンに関しても Auxin とすることを目指しています。
羽状脈

二又脈

羽状脈

掌状脈

平行脈

Auxin

二又脈

図１．葉脈パターンの形成・制御
Auxin と PIN1 の相互制御に基づいた数理モデルにより、多様な葉脈パターンが再現できる（文献５）。

また、植物の地上部組織は、茎の先端にある分裂組織（SAM）
によりすべて生み出されてきます。従って、植物の地上部の構造・体制を考える上で、SAM は極めて重要な器官です（上図右）。SAM の制御においては、転写制御因子 WUS と拡散性ペプチド CLV3 との相互制御が重要であることが知ら

助教
藤田 浩徳

参考文献
1. Fujita, H., Hayashi-Tsugane, M., and Kawaguchi, M. (2020).
Spatial regulation of resource allocation in response to nutritional
availability. J. Theor. Biol. 486, 110078.
2. Fujita, H., and Kawaguchi, M. (2018). Spatial regularity control ofphyllotaxis pattern generated by the mutual interaction between
auxin and PIN1. PLoS Comput. Biol. 14, e1006065.
3. Fujita, H., Aoki, S., and Kawaguchi, M. (2014). Evolutionary
dynamics of nitrogen fixation in the Legume–Rhizobia symbiosis.
PLoS ONE 9, e93670.
4. Fujita, H., Toyokura, K., Okada, K., and Kawaguchi, M. (2011).
Reaction-diffusion pattern in shoot apical meristem of plants. PLoS
ONE 6, e18243.
5. Fujita, H., and Mochizuki, A. (2006). The origin of the diversity ofleaf venation pattern. Dev. Dyn. 235, 2710-2721.
6. 藤田浩徳 (2016). 細胞間シグナル分子を介した形態形成のコン
ピューターモデリング ― 植物における自己組織的パターン形成 .
生物の科学 遺伝 70, 371-376.
7. 藤田浩徳、青木誠志郎、川口正代司 (2015). 根粒共生系の進化ダ
イナミクス . 細胞工学別冊 進化の謎をゲノムで解く 146-155.

技術支援員
石根 直美
江川 あかね65

細胞の環境応答機構
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かを決定する。卵子や精子を生み出す細胞である生殖細胞は、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。本研究室ではまた、生体に様々な影響を与えることが知られている低温大気圧プラズマの作用機序を細胞レベルで明らかにすることを目指し、分裂酵母を用いた基礎生物学的な解析を行っている。

Members

特任准教授
山下 朗
特任助教
大坪 瑶子
技術支援員
中出 敦子

66

自然科学研究機構 新分野創成センター プラズマバイオ研究分野 https://www.nibb.ac.jp/pombe/
細胞の環境応答機構

分裂酵母細胞が、栄養状態を TOR 経路を介して伝達し、有全ての細胞は、外界からの刺激を感受し、細胞内で情報性生殖を開始する仕組みの解明に取り組んでいる。

処理を行い、分化や増殖といった選択肢を選びとって生存している。細胞が環境の変化に適切に応答する機構は、生減数分裂期の遺伝子発現制御

物にとって最も基本的かつ欠かすことのできないものであ細胞は、遺伝子発現を切り替えることで、環境の変化に応り、我々ヒトを含む生物個体が正常に発生し、維持され答して、様々な機能を獲得していく。分裂酵母においても、る上で欠かせないものである。本研究室では、分裂酵母

減数分裂期に入ると、数多くの遺伝子の発現が上昇すること

Schizosaccharomyces pombe が栄養源飢餓に応答して行が知られている。我々の研究によって、減数分裂期の遺伝子

う減数分裂をモデル系として、細胞の環境応答機構を分子レ発現の上昇に、転写産物の時期特異的な分解制御が大きく寄ベルで記載することを目標としている。また、新規の環境ス与していることが明らかとなってきた（図２）。当研究室では、トレスとして低温大気圧プラズマを用いて、新たな細胞応答

減数分裂遺伝子の発現制御に欠かせない RNA 結合タンパク機構の探索を進めている。

質と非コードRNA の 機 能Mei2 dot

分裂酵母の有性生殖解析を進めるMei2

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ことで、遺伝を行い増殖する。培地中の栄養源が枯渇してくると、分裂酵

子発現制御系

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の新たな仕組て二倍体となり、引き続いて減数分裂を行い、最終的に配偶みを解き明か子に相当する胞子を形成して、環境の回復を待つ。シンプル

すことを目指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、種している。

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減数分裂の分子機構に迫ることがで

nuclearexosomeMmi1

meiRNA

減数

物

転写産

異的
分裂特

図 2. 減数分裂転写産物の選択的除去
体細胞分裂期に、一群の減数分裂特異的な転写産物は、RNA 結合タンパク質 Mmi1 により認識されて核エクソ
ソームによる選択的な分解を受ける。減数分裂期には、
Mmi1 が Mei2 dot により阻害され、転写産物は分解を免れる。

低温大気圧プラズマに対する細胞応答
近年、気体がエネルギーを与えられてイオン化した状態ときると期待される。

なったプラズマを低温大気圧下で発生させることが可能と

TOR キナーゼによる栄養源の認識なった。生体にプラズマ照射を行うことで様々な影響が出る

真核生物で保存された TOR キナーゼ (Target of Rapamycin)

ことが知られており、プラズマの医療や農業への応用が期待

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されている。しかしプラズマが生体に作用する仕組みは明らて中心的な役割を果たしかにされていない。本研究室では分裂酵母を用いて、低温大

栄養源ており、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

気圧プラズマが細胞に与える影響の全貌を解明することを目TORC1の生物種と同様に、二つ

TORC2

Tor2

Tor1

のタイプの TOR 複合体
を 有 し て い る。 興 味 深
いことに、Tor2 キナー
ゼ を 含 む TOR 複 合 体
1 (TORC1) は 有 性 生

有性生殖過程殖の開始に対して負に、 図 1. 有性生殖の開始を制御する二つのTOR 複合体
有性生殖の開始に対して TOR 複合体 1
TORC2 は正に働いてい (TORC1) は負に、TOR 複合体 2 (TORC2)る ( 図 1)。当研究室では、 は正に作用する。

Tor1 キ ナ ー ゼ を 含 む

特任准教授
山下 朗

指している。同時に、プラズマを用いた新たな実験手法の開発に取り組んでいる。
参考文献
1. Shichino, Y., Otsubo, Y., Yamamoto, M. and Yamshita, A. (2020).
Meiotic gene silencing complex MTREC/NURS recruits the nuclear
exosome to YTH-RNA-binding protein Mmi1. Plos Genetics 16,
e1008598.
2. Otsubo, Y., Matsuo, T., Nishimura, A., Yamamoto., M. andYamashita, A. (2018). tRNA production links nutrient conditions
to the onset of sexual differentiation through the TORC1 pathway.
EMBO Reports 19, e44867.
3. Shichino, Y., Otsubo, Y., Kimori, Y., Yamamoto., M. andYamashita, A. (2018). YTH-RNA-binding protein prevents
deleterious expression of meiotic proteins by tethering theirmRNAs to nuclear foci. eLife 7, e32155.

特任助教
大坪 瑶子

67

植物が光を集める仕組みを探る
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、光合成に利用する光を効率よく集めるしくみや、余分に吸収された光エネルギーを安全に消去する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、サンゴ礁生態系の主な生産者であるサンゴ共生藻（褐虫藻）が、どのMembers

ように環境に適応し、それにより共生や生態系がどのように維持されているかを理

教授
皆川 純

解するための研究も行っている。

准教授
高橋 俊一
（１月 31 日まで）
助教
得津 隆太郎助教
Eunchul Kim（2 月 1 日より）技術課技術職員
野田 千代
特別訪問研究員（名古屋大学特任助教）
Eunchul Kim（1 月 31 日まで）
博士研究員
鎌田 このみ佐藤 諒一
石井 麻子
総合研究大学院大学
大学院生
岸本 真理子
岡島 圭佑
渡邉 顕正
谷中 綾子
技術支援員
米沢 晴美
門脇 たまか横山 美智子
事務支援員
外山 麻実

過剰に吸収された光エネルギーを安全に消去する機構（上）クラミドモナスの光化学系 II に LHCSR3 が結合すると、アンテナ（LHCII）に吸収された光エネルギーが PSII 反応中心に移動する前に消去される。これは、熱放散と呼ばれ、強光下での光合成装置の保護に役立っている。
サンゴの幼ポリプ：褐虫藻を共生させる前（下左）と共生させた後（下中央）
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。多くのサンゴ種は、環境から褐虫藻を取り込み共生を    
スタートさせる。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。
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。

68環境光生物学研究部門

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

光合成装置の環境適応てその細胞内シグナル伝達経路を世界に先駆けて明らかにし植物は環境やその変化に応じて光合成装置を変化させ、光てきた。近年は、クライオ電子顕微鏡を利用した光化学系 II

合成を最適化する。その最も顕著な変化は、光を集める“ア超複合体の高解像度構造解析を足がかりとして、ｑ E クエンテナ”LHC にみられる。本研究部門では、LHC に注目

ンチングの仕組みを原子・分子レベルで解明しようと試みてし、光環境適応メカニズムの分子レベルでの解明をめざしている。

いる。単細胞緑藻であるクラミドモナスをモデルに、生化学
解析、物理学解析、遺伝学解析を組み合わせ、先進的な研究

サンゴ礁を支える褐虫藻の光合成を進めている。
最近は、光合成にとって強すぎる光エネルギー

サンゴ礁には、生物多様性に富んだ生態系が築かれている。

を消去する熱放散機構“ｑ E クエンチング”に注目し、そこの生態系の主な生産者は、サンゴに共生する褐虫藻であの分子機構の解明を進めている。私たちは、（1）ｑ E クエる。そのため、褐虫藻の光合成で生み出されるエネルギー

ンチングは、光化学系 II 超複合体に結合した LHCSR タン（糖）は、サンゴ礁に生息する生物全体の生活を支えている。

パク質によるエネルギー散逸に起因すること、（2）LHCSR

近年、海水温の上昇によるサンゴの白化が世界規模で頻繁にタンパク質の発現が様々な色の光受容に起因すること、そし起こっており、それによるサンゴ礁の減少が懸念されている。

図 1. 光化学系 II 超複合体の立体構造
緑藻クラミドモナスから光化学系 II- 集光装置超複合体を精製し、クライオ電子顕微鏡画像取得およびコンピュータ画像処
理により立体構造を解明した。超複合体
は光化学系 II 二量体（通称 Core 粒子、C2）の両側に三量体集光装置 S-LHCII、
M-LHCII、L-LHCII がそれぞれ１つずつ結合している分子量１６６万の構造であり（C2S2M2L2 構造）、解像度 3.4Å で決定した。C2S2M2L2 構造には 370 分子という多数のクロロフィルが結合し集光のために働いている。

参考文献
1. Sheng, X., Watanabe, A., Li, A., Kim, E., Song, C., Murata, K.,
Song, D., Minagawa, J., and Liu, Z. (2019). Structural insight into
light harvesting for photosystem II in green algae. Nat Plants 5,1320-1330.
2. Tokutsu, R., Fujimura-Kamada, K., Matsuo, T., Yamasaki, T., andMinagawa, J. (2019). The CONSTANS flowering complex controls
the protective response of photosynthesis in the green alga
Chlamydomonas. Nat Commun 10, 4099.
3. Aihara, Y., Maruyama, S., Baird, A.H., Iguchi, A., Takahashi, S.,
and Minagawa, J. (2019). Green fluorescence from cnidarianhosts attracts symbiotic algae. Proc Natl Acad Sci U S A 116,
2118-2123.
4. Aihara, Y., Fujimura-Kamada, K., Yamasaki, T., and Minagawa, J.
(2019). Algal photoprotection is regulated by the E3 ligase CUL4DDB1DET1. Nat Plants 5, 34-40.
5. Kosuge, K., Tokutsu, R., Kim, E., Akimoto, S., Yokono, M., Ueno,
Y., and Minagawa, J. (2018). LHCSR1-dependent fluorescencequenching is mediated by excitation energy transfer from LHCII tophotosystem I in Chlamydomonas reinhardtii. Proc Natl Acad Sci
U S A 115, 3722-3727.

教授
皆川 純

准教授
高橋 俊一

助教
得津 隆太郎

本研究部門では、（1）単離培養された褐虫藻やイソギンチャ
ク（サンゴと同様に褐虫藻を共生させる）をモデルに、高温ストレスによる白化機構やその感受性機構の解明、（2）共生機構の解明、（3）褐虫藻の獲得機構の解明、（4）褐虫藻
の形質転換法の確立を試みている。
図 2. サンゴの緑色蛍光
本研究室の研究により、サンゴの緑色蛍光が海水中を遊泳する褐虫藻の誘引に働くことが明らかとなった。サンゴの緑色蛍光が共生成立の重要な働きをしていると考えられる。

6. Petroutsos, D., Tokutsu, R., Maruyama, S., Flori, S., Greiner, A.,
Magneschi, L., Cusant, L., Kottke, T., Mittag, M., Hegemann,
P., Finazzi, G., Minagawa, J. (2016). A blue light photoreceptor
mediates the feedback regulation of photosynthesis. Nature 537,
563-566.
7. 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, 50425047.
8. Iwai, M., Takizawa, K., Tokutsu, R., Okamuro, A., Takahashi, Y.,
Minagawa, J. (2010). Isolation of the elusive supercomplex driving
cyclic electron transfer in photosynthesis. Nature 464, 1210-1213.
9. Iwai, M., Yokono, M., Inada, N., and Minagawa, J. (2010). Livecell imaging of photosystem II antenna dissociation during statetransitions. Proc Natl Acad Sci U S A 107, 2337-2342.
10. Takahashi, S., Whitney, S.M., and Badger, M.R. (2009). Different
thermal sensitivity of the repair of photodamaged photosynthetic
machinery in cultured Symbiodinium species. Proc Natl Acad Sci
U S A 106, 3237-3242.

助教
Eunchul Kim

69

植物が重力に応答する仕組みの解明
芽生えた場所で一生を過ごす植物は、重力、光、水分勾配などの外的環境を認識し、より効率的にリソースを獲得出来るように成長方向を調節しています。このような植物の応答は屈性と呼ばれています。私たちは、シロイヌナズナの重力屈性について、遺伝学、細胞生物学、分子生物学など様々な角度から研究を行っています。細
胞が重力方向をどのように認識し、生化学的情報に変換するか、またその情報をどの様に細胞から器官全体に伝達するかなど、植物の巧妙な重力方向の認識と成長制
御のメカニズムを理解することを目指しています。

Member教授
森田（寺尾）美代
助教
西村 岳志
四方 明格
特任助教
川本 望
特別共同利用研究員
森 祥伍（名古屋大学）特任専門員
髙瀬 わかな
技術支援員
相馬 誉里子濱田 真也子
三芳 規久美
山田 由佳
事務支援員
小島 洋子

シロイヌナズナの重力屈曲と重力屈曲変異体。重力方向の認識に平衡石として働くと考えられているアミロプラスト。

70

植物環境応答研究部門

https://www.nibb.ac.jp/perhp/

植物の重力屈性とは
植物は重力方向を認識して、茎は上向き（重力方向とは逆向き）に、根は下向き（重力方向の向き）に成長する。重力方向は重力感受細胞内に存在するデンプン粒を蓄積したアミ
ロプラストが重力方向に移動することで感受される。その情図２．シロイヌナズナの根の伸長方向の決定
野生型（左の植物）に比べ、lzy 多重変異体（中央・右の植物）では根の伸長方向に異常が見られる。下が重力方向。

報は細胞内シグナル伝達過程（重力シグナリング）を経て、根や側枝の伸長方向は、この遺伝子ファミリーの発現量に

植物ホルモンであるオーキシンの方向性を持った細胞間輸送

依存して決定されるらしい（図２）。さらに、根端のコルメへと変換されると考えられている。オーキシンは器官内で不ラ細胞では、アミロプラストの重力方向への移動に続いて、均等に分配され、最終的には認識した重力方向をもとに個体

LZY 蛋白質の一つがその相互作用因子と共に、重力方向側としての成長方向を変化させる。現在、私たちは重力感受との細胞膜に見出される事を明らかにしている（図 3）。現在、重力シグナリングに着目して、分子遺伝学、細胞内イメージ

これらの機能解析をさらに進め、重力シグナリングと根や側ング、分子生物学的解析等を組み合わせた多角的なアプロー

枝の伸長方向決定の分子機構の解明を目指している。

チにより、重力屈性の分子機構の解明を目指している。

アミロプラストの沈降に伴う細胞内動態
重力方向を感受する細胞である花茎の内皮細胞や根端のコルメラ細胞には、アミロプラストが存在している。アミロプ
ラストが重力方向に移動することが重力方向の認識に関わり、液胞膜や細胞骨格の動態が適切に制御されることが、ア
ミロプラストの重力方向への移動に重要である。私たちは、
垂直ステージ共焦点顕微鏡を独自に構築し、重力方向の変化に伴う重力感受細胞のオルガネラやタンパク質動態を詳細に観察することで、重力感受メカニズムに迫ろうとしている。

図１．垂直ステージ共焦点レーザー顕微鏡で観察した内皮細胞
顕微鏡が横倒しになっているので重力方向を維持したまま細胞内を観察することができる（左図）。赤色で示したのは重力方向に移動したアミロプラストで、緑色で示したのは液胞膜とアクチン繊維（右図）。

重力シグナリングの分子機構
重力方向へ移動したアミロプラストの位置情報が、どのよ
うにオーキシン細胞間輸送制御へとつながるのかについては、未だに不明な点が多い。近年、私たちは重力感受細胞に着目したトランスクリプトーム解析から、花茎、胚軸、根全ての重力応答器官において、重力シグナリングに関与する

LZY 遺伝子ファミリーの同定に成功した。

教授
森田（寺尾）美代

助教
西村 岳志

助教
四方 明格

図３． 重力方向の変化に伴う LZY 蛋白質の細胞内局在の変化
左から重力方向変化前、変化後 5 分及び 60 分の状態。下が重力方向。シロイ
ヌナズナ側根のコルメラ細胞内において、重力方向側の細胞膜に見出されていた LZY3 蛋白質（下段、赤色）が、重力方向変化後にも重力方向側の細胞膜に見出される（白の矢尻で示した）。赤の矢尻はコルメラ細胞内のアミロプラストを示している。

参考文献
1. Furutani, M., Hirano, Y., Nishimura, T., Nakamura, M., Taniguchi,
M., Suzuki, K., Oshida, R., Kondo, C., Sun, S., Kato, K., Fukao, Y.,
Hakoshima, T., Morita, M.T. (2020). Polar recruitment of RLD by
LAZY1-like protein during gravity signaling in root branch angle
control. Nat. Commun. 11, 76.
2. Nakamura, M., Nishimura, T., Morita, M.T. (2019). Bridging the
gap between amyloplasts and directional auxin transport in plant
gravitropism. Curr. Opin. Plant Biol. 52, 54-60.
3. Nakamura, M., Nishimura, T., Morita, M.T. (2019). Gravity sensing
and signal conversion in plant gravitropism. J. Exp. Bot. 70, 34953506.
4. Taniguchi, M., Furutani, M., Nishimura, T., Nakamura, M., Fushita,T., Iijima, K., Baba, K., Tanaka, H., Toyota, M., Tasaka, M., Morita,
M.T. (2017). The arabidopsis LAZY1 family plays a key role ingravity signaling within statocytes and in branch angle control ofroots and shoots. Plant Cell 29, 1984-1999.
5. Mori, A., Toyota, M., Shimada, M., Mekata, M., Kurata, T., Tasaka,M., Morita, M.T. (2016). Isolation of new gravitropic mutants under
hypergravity conditions. Front. Plant Sci. 7, 1443.

特任助教
川本 望

71

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

准教授
内山 郁夫

72

参考文献
1. Uchiyama, I., Mihara, M., Nishide, H., Chiba, H., Kato, M. (2019).
MBGD update 2018: microbial genome database based onhierarchical orthology relations covering closely related anddistantly related comparisons. Nucleic Acids Res. 47, D382-D389.
2. Uchiyama, I., Albritton, J., Fukuyo, M., Kojima, K., Yahara, K.,
Kobayashi, I. (2016). A novel approach to Helicobacter pylori pangenome analysis for identification of genomic islands. PLoS One
11, e0159419.
3. Chiba, H., Nishide, H., Uchiyama, I. (2015). Construction ofan ortholog database using the Semantic Web technology for
integrative analysis of genomic data. PLoS One 10, e0122802.
4. Chiba, H., Uchiyama, I. (2014). Improvement of domain-level
ortholog clustering by optimizing domain-specific sum-of-pairs
score. BMC Bioinformatics 15, 148.
5. Uchiyama, I. (2008). Multiple genome alignment for identifying
the core structure among moderately related microbial genomes.
BMC Genomics 9, 515.
6. Uchiyama, I. (2006). Hierarchical clustering algorithm forcomprehensive orthologous-domain classification in multiple
genomes. Nucleic Acids Res. 34, 647-658.

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。

組みで全国の研究者に供するとともに、他には無いこの特徴を活かし、マウス原腸陥入胚の深部・長時間ライブイメージ
ングを実現している。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型、
２光子励起と組み合わせた光シート顕微鏡の開発など、顕微鏡そのものを改良していく試みも行っている。

図 2. 生きた試料の光シート顕微鏡撮影例
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 光 シ ー ト 型 顕 微 鏡 を 基 生 研 に 導 入、 運 用 し て いる。光シート型顕微鏡とはもともと欧州分子生物学研究所（EMBL）で開発された、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り、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統合イメージング共同利用研究、先端バイオイメージング支援プラットフォーム（ABiS）の枠

准教授
野中 茂紀

特任助教
餘家 博

参考文献
1.Maruyama, A., Oshima, Y., Kajiura-Kobayashi, H., Nonaka, S.,
Imamura, T., and Naruse, K. (2014). Wide field intravital imaging
by two-photon-excitation digital-scanned light-sheet microscopy(2p-DSLM) with a high-pulse energy laser. Biomed Opt Express 5,3311-3325.
2. 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.
3. 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.
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.

博士研究員
谷口 篤史
技術支援員
石橋 知子

73

熱・温度の生物学的意義の解明を目指して 生命熱動態研究室
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

熱・温度は生命現象と密接な関係を持つ重要な要素である。
当研究室では、熱ショック応答における温度応答的な遺伝子
発現メカニズムを解くことで、生物の温度適応戦略に迫る研究を行っている。また、生物にとっての熱・温度について知るためには、生体物質の物理的な温度特性について理解する必要がある。そのために、イメージングベースでの温度計測と赤外レーザーによる局所加熱技術の開発に取り組んでいる。
一方、これらの研究成果を基に、赤外レーザーを用いた局所
遺伝子発現技術の改良と応用も行っている。

温度の生物学
多くの生物は、熱ストレスから細胞を守る熱ショック応答

鏡により赤外レーザーを集光照射し生体内の単一細胞を温め機構（上図）を持つ。温度と生物のつながりを明らかにするることで、目的の細胞のみで目的遺伝子を発現誘導させる（操ための一つの手段として、熱ショック転写因子（HSF）1

作する）ことができる技術（Infrared laser evoked geneに着目し、その温度感知機構と活性化のキネティクスを明ら

operator: IR-LEGO 法 : 文献 5）を有している。この光でかにするための研究を始めている。メダカや、メダカ近縁種、細胞を操作する技術を用いて、メダカ、ゼブラフィッシュ、

ヒラメ、カエルなど複数の生物種を用いて、比較生物学的視

アフリカツメガエル、シロイヌナズナなどのモデル生物に応点から HSF1 活性化の分子機構の解明に取り組んでいる。

用してきた（文献 1, 3, 4）。現在も所外研究者との共同研

また、温度と生物のつながりを調べるうえで、生体物質の究を多数実施し、様々な生物種の研究者と交流している。現

温度物性を知る必要がある。そこで、局所加熱しながら生体

行の IR-LEGO 法にはいくつかの難しさがあり、それを克服

内標的細胞の温度計測ができる顕微鏡技術の開発も行っていするために、前述の HSF1 研究を通じて IR-LEGO の改良る。これまでに、2 波長の蛍光強度の比から温度計測が可能も進めている。この他にも、自作可能でオープンソースなな蛍光タンパク質プローブ（文献 2）を開発した。さらにこIR-LEGO システムの開発を進め、IR-LEGO を含めた顕微鏡・のプローブを使った、高速生体温度イメージング系を局所加イメージング・光操作技術の普及も進めている。

熱顕微鏡系に導入（図 1）した。これを用いて生体物質の熱物性解析に挑戦している。

図 1. 生体物質の熱物性解析のための顕微鏡システム
赤外レーザーを照射しながら、標的細胞の温度計測を行う。最高で約 1000
fps でのイメージングを行うことができる。

局所遺伝子発現技術とその改良
熱ショック応答を利用して、熱ショックプロモーターの下流に目的遺伝子を挿入して生物に導入することで、熱ショッ
クによる目的遺伝子の発現誘導が可能になる。そこで、顕微

特任准教授
亀井 保博

特任助教
坂本 丞

参考文献
1. Hasugata, R., Hayashi, S., Kawasumi-Kita, A., Sakamoto, J.,
Kamei, Y., Yokoyama, H. (2019). Infrared laser-mediated geneinduction at the single-cell level in the regenerating tail of Xenopus
laevis tadpoles. Cold Spring Harb. Protoc., Dec 3; 2018(12).
2. Nakano, M., Arai, Y., Kotera, I., Okabe, K., Kamei, Y., Nagai, T.
(2017). Genetically encoded ratiometric fluorescent thermometerwith wide range and rapid response. PLoS One 12, e0172344.
3. 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.
4. 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.
5. 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.

博士研究員
上川 優子
友井 拓実
日本学術振興会特別研究員
鈴木 美有紀
技術支援員
木下 千恵

74

75

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

https://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、70 種
類 90 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つつある。生物機能情報分析室では、GridION（オクスフォード
ナノポア社 )、PacBio Sequel（パシフィックバイオサイエンス社）、NextSeq 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「統合ゲノミクス共同利用研究」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数回開催し、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。

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
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

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 2 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)- 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、セルソーター、
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); 汎用画像解析装置(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 XL-80XP)76

次世代 DNA シーケンサー

センター長 : 吉田 松生 教授

光学解析室

https://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画像解析分野の研究者との連携を進めている。

1. 大型スペクトログラフ
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、

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
技術支援員
市川 千秋
中川 真美（ABiS）
浅尾 桃子（ABiS）

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や、小型魚類の色覚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
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

図 1. 大型スペクトログラフを使った魚類色覚実験の見学

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の協力を得て高速で 3 次元画像取得が可能な Light-sheet Microscope（図 2 右上）、生体内単一細胞レベルで遺伝子発現誘導を行える IR-LEGO（Infrared
Laser Evoked Gene Operator：図 2 右下）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）で共同利用や、先端バイオイメージング支援（ABiS）を強力に推進している（図 2）。
共同利用研究の「統合イメージング共同利用研究」等により、所内外の研究者との共同研究を実施し、また、様々なトレーニ
ングコースや、テクニカルセミナーを通じてイメージング技術普及も行っている（図 3）。

図 2. 光学解析室リーフレットならびに共同利用研究の様子

図 3. トレーニングコースにも利用できる顕微鏡室（B68 室）

77

生物機能解析センター
情報管理解析室

https://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、所内外の情報交換の基盤を支えている。

准教授
内山 郁夫
技術課技術職員
西出 浩世
中村 貴宣
杉浦 宏樹
技術支援員
小谷 慶子

1. 生物情報解析システム

800 core を搭載する分散処理用計算機クラスタと、3TB 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 2.5PB の高速ファイルサーバを有する。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、Bowtie, Trinity 等の次世代シーケンサデータ解析ソフトウェ
アや BLAST/FASTA 等の分子生物学関連アプリケーションが利用できる。

2. ネットワークシステム

岡崎 3 機関で構成する ORION2017 ネットワークシステムの保守、運用に携わっている。ORION2017 ネットワーク
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。

生物情報解析システム

3. 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、所内外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
・XDB アフリカツメガエル cDNA データベース
・PhyscoBASE ヒメツリガネゴケ統合データベース
・Japanese morning glory Genome Database
アサガオゲノムデータベース
・The Plant Organelles Database3
植物オルガネラデータベース
・iNewt イベリアトゲイモリポータルサイト
・nekko アーバスキュラー菌根菌ゲノムポータルサイト
・DB-HABs 有害赤塩藻類データベース

78

微生物比較ゲノムデータベース MBGD

新規モデル生物開発センター

センター長：上野 直人 教授

地球上には、生命誕生以来の長い歴史の中で様々な環境に適応した多種多様な生物が存在している。近年の生物学は、多くの生物に共通する基本原理の理解に重点が置かれ、実験室内での飼育が容易な限られた生物を「モデル生物」として集中的に解析することによって発展してきた。そのため、生物種に特有であるがために、解析がほとん
ど進んでいない興味深い生命現象が謎として多く残されており、その解明が生物学の今後の重要な課題となっている。この謎を解明するためには、それぞれの現象の解明に適した生物の安定的な飼育・繁殖に加え、実験操作技術を開発すると共に、ゲノム情報及び遺伝子発現等の解析、また遺伝子導入やゲノム編集技術を用いた遺伝子改変技術の導入を進め、新たな「モデル生物」として整備することが重要である。
新規モデル生物開発センターは 2013 年度に新たに設置された組織であり、共生現象を理解するためのアブラムシ、
セイタカイソギンチャクやアーバスキュラー菌根菌、再生研究のためのイベリアトゲイモリ、昆虫の進化研究のためのカブトムシやテントウムシなど、今まであまり研究に用いられてこなかった生物が新たな研究モデルとして確立されつつある。現在、新規モデル動物に関する情報共有、遺伝子解析から遺伝子改変、表現型解析までをシームレスに繋げる研究のパイプライン化に取り組んでいる。また、共同利用研究「モデル生物・技術開発共同利用研究」
を通して、他研究機関の研究者と協力して、新規モデル生物の探索や創成、解析技術の開発、研究者コミュニティの育成も推進している。

センター長
教授
上野 直人

教授
重信 秀治

特任准教授
鈴木 賢一

教授
皆川 純

教授
川口 正代司

教授
新美 輝幸

助教
星野 敦

79

Reading, Editing & Reconstructing
全 て の 生 物 の ゲ ノ ム 配 列 を 解 読 し (Reading)、 そ の 配 列 を 個 体 レ ベ ル で 編 集(Editing) できる時代が到来しました。これまで、モデル生物のみに用いられてきた分子生物学的・逆遺伝学的研究手法を、あらゆる生物へ適応することが可能になりつつあります。21 世紀の基礎生物学は、地球上の生物が営む生命現象を広く深く探究する、新しい学問へと生まれ変わろうとしています。基礎生物学の発展に向けて、我々のグループではゲノム編集 (Editing) 技術や新規モデル生物の開発、および動物の組織再構築現象 (Reconstructing) に関する研究を行っています。

Members

特任准教授
（広島大学
クロスアポイントメント）
鈴木 賢一
技術支援員
高山 鮎子

右が CRISPR-Cas9 で色素合成遺伝子を破壊（ノックアウト）した当世代のイベリアトゲ
イモリで左は野生型。
CRISPR-Cas9 によるゲノム編集効率が非常に高いこともイベリアトゲイモリの特徴の一つです。

80

新規モデル生物開発センター（鈴木グループ）
Reading & Editing
次世代シークエンサー (NGS) の開発と普及により、研究者は対象生物のゲノム配列を決定し、生命現象に関わる全て

図 1. ネッタイツメガエルのメ
タモルフォーゼ。約一週間でオタマジャクシからカエルへと華麗に変身します。

の遺伝子発現の情報を得ることが可能になりました。また、
高性能質量分析計を用いてタンパク質や代謝物を網羅的に同定することも容易となりました。もはや、生命現象を司る分子群（要素）のほぼすべてを明らかにすることができると言えます。さらに、CRISPR-Cas に代表される人工 DNA 切や器官、例えば脳や心臓が損傷を受けたとしても、元どおり

断酵素によってゲノム配列を操作する「ゲノム編集技術」がに再構築することができます。この器官再生は、古くから生登場したことで、生物学は一転しようとしています。これま

物学者を魅了し、世界中の多くの研究者が注目する研究テー

で、任意の遺伝子を破壊（ノックアウト）したり、外来遺伝

マの一つです。細胞の脱分化と組織の再パターン化が大きな子を任意の場所に挿入（ノックイン）したりする技術は、モ鍵を握っていますが、そのメカニズムの詳細についても未だデル生物と呼ばれるごく一部の生物種に限られた逆遺伝学的明らかにされていません。

ツールとして用いられてきましたが、現在では理論上全ての両生類が持つ組織再構築能力のメカニズムの解明は、基礎

生物への適応が可能となりました。興味を持った生物や生命

生物学のみならず再生医学への大きな貢献が期待できます。

現象について、生物学者が思う存分研究できる時代を迎えた

現在、我々のグループでは上述の”Reading”によってものです。

たらされる情報を基に、”Editing”技術を駆使し、両生類の”我々のグループは、主に両生類を用いてゲノム編集技術を

Reconstructing”能力の謎を解き明かすべく日々努力して開発し、様々な新規モデル生物種への支援を行なっています。

います。

また、新規モデル生物であるイベリアトゲイモリを器官再生研究の中心とすべく、その研究基盤の整備にも力を入れています。我々は、CRISPR-Cas9 を用いた超高効率な遺伝子
ノックアウトによって、ファウンダー（当世代）での迅速な遺伝子機能解析を実現しました。この研究戦略は、NGS 解

図 2. イ ベ リ ア ト ゲ
イモリの四肢再生。     左図のように四肢を失っても、１〜２ヶ月程度で元に戻ります。

析により見つかる大量の遺伝子や転写調節領域を解析するう
えで、大いに期待されています。また、両生類における世界初の遺伝子ノックインに成功し、その際に開発した新技術は、
現在様々な生物種に応用されています。

Reconstructing
両生類が見せる再生と変態（メタモルフォーゼ）はとてもユニークな生命現象です。無尾両生類のオタマジャクシは水生ですが、約一週間で組織や器官を幼生型から成体型へと大規模に再構築することで、陸上環境に適応したカエルになります。このメタモルフォーゼの引き金が、たった一つの「甲状腺ホルモン」分子であることは昔から知られています。しかしながら、幼生型から成体型への組織再構築が行われるメカニズムの詳細は、モデル両生類であるアフリカツメガエルやネッタイツメガエルのゲノム配列が解読された今もなお分
かっていません。

参考文献
1. Matsunami, M., Suzuki, M., Haramoto, Y., Fukui, A., Inoue,
T.,Yamaguchi, K., Uchiyama, I., Mori, K., Tashiro, K., Ito, Y., etal.(2019). A comprehensive reference transcriptome resource for
the Iberian ribbed newt Pleurodeles waltl, an emerging model fordevelopmental and regeneration biology. DNA Res. 26, 217-229.
2. Suzuki, M., Hayashi, T., Inoue, T., Agata, K., Hirayama, M., Suzuki,
M., Shigenobu, S., Takeuchi, T., Yamamoto, T., and Suzuki, K.T.
(2018). Cas9 ribonucleoprotein complex allows direct and rapid
analysis of coding and noncoding regions of target genes in
Pleurodeles waltl development and regeneration. Dev. Biol. 443,
127-136.
3. Nakade, S., Tsubota, T., Sakane, Y., Kume, S., Sakamoto, N.,
Obara, M., Daimon, T., Sezutsu, H., Yamamoto, T., Sakuma, T.,et al. (2014). Microhomology-mediated end-joining-dependent
integration of donor DNA in cells and animals using TALENs and
CRISPR/Cas9. Nat. Commun. 5, 5560.
4. Suzuki, K., Machiyama, F., Nishino, S., Watanabe, Y., Kashiwagi,
K., Kashiwagi, A., and Yoshizato, K. (2009). Molecular featuresof thyroid hormone-regulated skin remodeling in Xenopus laevis
during metamorphosis. Dev. Growth Differ. 51, 411-427.

有尾両生類であるイモリやアホロートルは、大部分の組織

特任准教授
鈴木 賢一

81

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、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

https://www.nibb.ac.jp/~transgen/

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。
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

准教授
渡辺 英治
技術課技術職員
大澤 園子
野口 裕司
技術支援員
高木 由香利
杉永 友美
藤本 大司

北住 典明

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、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を設置している。

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）

82

センター長：藤森 俊彦 教授

モデル植物研究支援室

https://www.nibb.ac.jp/plant/

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

DNA クローンが国内外の研究者に提供されている。

ており、特殊条件下での育成や、遺伝子組換え実験に対応している。また、Web 経由で植物を観察できる植物環境制御システムと、限界環境下で育成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、

助教
星野 敦

助教
栂根 一夫
技術課技術職員
諸岡 直樹

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、クラミドモナス、ヒメツリガネ

技術支援員
山口 千波

ゴケ、ゼニゴケ、シロイヌナズナ、ミヤコグサ、アサガオ、イネ、オジギソウ、食虫植物などの植物や、カブトムシ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
ジェクト・アサガオの分担機関に指定されている。支援室
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

准教授
渡辺 英治

とで培養する設備を備えている。

培養室（明大寺地区）

83

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、ゼブラフィッシュの分担機関として、
プロジェクトの一端を担っている。

NBRP メダカ

https://shigen.nig.ac.jp/medaka/

2017 年度より始まった第 4 期 NBRP においても基礎生

とともに精子凍結による系統保存に関する実習を実施した。

物学研究所はメダカバイオリソースプロジェクト（NBRP

Medaka: Biology, Management, and Experimental

Medaka）の中核機関に選定された。NBRP Medaka では

Protocols, Volume 2（WileyBlackwell ISBN: 978-

メダカライブリソース（600 系統以上に及ぶ汎用系統、突1-119-57529-0）を出版することができた。２月（9th然変異系統、遺伝子導入系統、近交系、野生系統、近縁種）、

Strategic Conference of Fish Investigators, Taipei,

ゲノムリソース（33 種類の cDNA ライブラリーに由来すTaiwan）と３月（LAZEN Perú 2020

る約 40 万の cDNA クローン（約 23,000 種類の異なっ

and Medaka Meeting, Lima, Cusco, Peru）にて予定した配列を含む）及びメダカゲノム全体をカバーする BAC/ていた海外向け講習会とワークショップは世界的なコロナウ

Fosmid クローン）、胚操作及びライブイメージングに不可イルスの蔓延により中止・延期された。（担当：成瀬 清）

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。
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方法で検索することができる。さらに近交系３系統のゲノム
ブラウザやメダカ野生系統・近縁種の系統関係、実験マニュ
アルなども公開している。また顕微注入装置を含むゲノム編
集プラットフォームの提供も行っている。
2019 年 度 の 広 報 活 動 で は The 15th Transgenic
Technology Meeting (TT2019)（2019 年 4 月 7-10日、 神戸国際会議場、神戸）においてメダカでの遺伝子導入・ゲノム編集技術の紹介を行った。海外でのメダカバ
イオリソースの利用を促進するため 14th International
Zebrafish Conference (June 12-16, 2019, Suzhou,
China) に お い て ワ ー ク シ ョ ッ プ“Frontier of medaka
Research”を開催するとともにブースを設置して広報を実施した。またマレーシアで開催された 6th International
Symposium of Oryzias Fish（23rd August 2019,
Colmar Tropicale, Berjaya Hills Resort, Bukit Tinggi,
Pahang, Malaysia） に 参 加 し、 ポ ス タ ー に よ る NBRP
事業の広報を実施した。国内学会では日本プロテオーム学会 2019 年大会・第 70 回日本電気泳動学会総会合同大会（2019 年 7 月 24-27 日、シーガイアコンベンションセンター、宮崎）においてブースによる広報を行った。日本
動物学会第 90 回大会での「動物ひろば」（2019 年 9 月
12-14 日、大阪市立大学杉本キャンパス大阪）にてブースによる一般向け広報を行った。さらに第 42 回日本分子生物学会「バイオリソース勢揃い」（2019 年 12 月 3-6
日福岡国際会議場、福岡）にてブースを設置してして広報を行った。また新規モデル生物開発センター及び IBBP と共催して新規モデル生物のマイクロインジェクション技術講習会（2020 年 1 月 16-17 日、基礎生物学研究所岡崎）を開催し、メダカを材料に、雌雄の判別、受精直後の卵の採取技術から顕微注入までの各ステップの実習を行う

84

Joint Zebrafish

NBRP アサガオ

https://shigen.nig.ac.jp/asagao/

基礎生物学研究所は、第 4 期 NBRP（2017 ～ 2021 年

PCR で選抜できるシステムも提供している。また、これら度）・アサガオの分担機関として、中核機関の九州大学と連の DNA クローンの末端配列や RNA-seq にもとづいた遺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ス

伝子の発現情報を含むアサガオのゲノムブラウザ（http://

で、江戸時代の園芸ブームに起源を持つ多様な突然変異体がviewer.shigen.info/asagao/）を構築して公開している。

存在する。実験植物として優れた性質と、花色、つる性、鋭（担当：星野 敦）

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。アサガオは複数の突然変異を併せ持つ系統が多いた
め、表現型だけでなく、遺伝子レベルで突然変異を鑑別することで収集した遺伝子型も、ネット上に公開している。各種
DNA クローンについては、花や実生に由来する 62,000の EST クローン、115,000 の BAC クローン、5 つの花
弁特異的発現ベクターを保存している。 BAC クローンをNBRP ゼブラフィッシュ

https://shigen.nig.ac.jp/zebra/

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・ゼブラフィッシュの分担機関として、中核機関の理化学研究所脳科学総合研究センターと連携して活動している。
基礎生物学研究所ではおもに、中枢神経系の特定の細胞で蛍光タンパク質を発現する系統を収集して保存し、国内外の研究者に提供している。ゼブラフィッシュは、胚が透明で遺伝学的アプローチが可能な最も単純なモデル実験脊椎動物として世界的に研究に用いられている重要な実検動物である。ゼブラフィッシュを用いて、神経発生・神経回路研究を行う研
究者は世界的に増え続けており、基礎生物学研究所が収集し独自に開発した、CRISPR-Cas9 ノックイン法を用いて作成したトランスジェニッ
クフィッシュの 1 例て国内外の研究者へ提供する系統の重要性は増大している。
（担当：東島 眞一）

85

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）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行う際に作製してきた
生物遺伝資源のバックアップ保管を行い、事故等によりサンプルが消失した際、返却することで迅速に研究が再開
できる体制を構築する。また生物遺伝資源新規保存技術開発共同利用研究、Cryopreservation Conference 及び技術講習会の開催を通じて生物遺伝資源の長期保存技術開発の研究拠点形成を目指す。

IBBP センターhttps://www.nibb.ac.jp/ibbp/
センター長 : 成瀬 清 特任教授

大学連携バイオバックアッププロジェクト（IBBP）は国内全ての研究者が利用できる生物遺伝資源のバックアップ拠点形成を目指したプロジェクトである。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、気相および液相式液体窒

特任教授
成瀬 清

素タンク、液体窒素自動供給システム、ドライキャビネットを技術課技術職員
加藤 愛
特任専門員
田中 文子

備えた種子保存室、超低温フリーザー、生物遺伝資源管理デー
タベースシステム、機器監視システム、液体窒素製造装置など
生物遺伝資源のバックアップ保管に必要な最新の設備を備えて

技術支援員
松林 尚美
溝上 裕子
都築 千鶴

いる。これらの設備により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 週間程度は生物遺伝資源
を超低温状態で維持できる。またプログラムフリーザー、示差
走査熱量計、真空冷却加熱ステージ付き蛍光顕微鏡、精子運
動自動解析装置等の超低温保存技術の開発を推進するための特殊機器も整備されている。これらの機器を共同利用研究に供

バックアップ保管システムすることで生物遺伝資源保存技術開発に関わる研究者のネッ

IBBP は研究者が利用している研究途上の生物遺伝資源のバッ

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

プアップを目的としており、他のバンク事業と異なり第三者へ管を可能にする新規保存技術の開発を推進している。さらにの配布は行わないため保管委託された生物遺伝資源に関する情

Cryopreservation Conference を開催することで、生物遺報は同意なしに第三者に開示されることはない。また IBBP を

伝資源開発者と低温生物工学・化学・物理学研究者等の出会い利用するにあたってのバックアップ保管費用については研究者を提供し、より多様な生物遺伝資源の長期保存技術の開発を推の直接負担はない。IBBP センターでは、利用者ニーズを反映

進している。また開発された保存技術を研究コミュニティーにしバックアップ保管するサンプルの種類も拡充してきた。現在、広げる技術講習会も開催している。

液体窒素タンクではライブラリ，DNA・RNA・タンパク質（抗今後、次世代シーケンサーやゲノム編集技術の革新により、体），微生物，培養細胞，植物組織，動物胚の保管に加え、ス

非モデル生物を利用した研究が飛躍的に進展し、重要な生物遺トローによる齧歯類・家畜及び野生生物の精子の保管を受け入伝資源が次々に現れると予想される。これらの新規モデル生物れている。また植物種子は高性能な低温低湿保管庫で保管して開発の拠点と連携し、その長期保存技術開発を行うことで先端いる。2019 年度は 73 件の新規，追加または延長申請を採科学分野での安定した研究の推進と新分野の開拓を支援する。

択した。2019 年度末までの採択件数の合計は 364 件となっている。現在 IBBP センターでは約 226 万サンプルの生物遺伝資源をバックアップ保管している。

862019 年度

生物遺伝資源新規保存技術開発共同利用研究研究代表者名・所属

ナミテントウにおける凍結保存技術の確立と非モデル昆虫への応用

新美 輝幸

自然科学研究機構 基礎生物学研究所

真骨魚類に近い形質を示す条鰭類、スポッテッドガーの遺伝的多様性の保存

神田 真司

東京大学 大気海洋研究所

近交系マウス未成熟卵を用いた効率的ガラス化法の確立

伊藤 潤哉

麻布大学 獣医学部

ニホンザルを中心としたマカク属精子凍結保存法の開発

今井 啓雄

京都大学 霊長類研究所

魚類の精子凍結保存成績向上に向けた冷蔵保存ならびに凍結条件の検討

藤本 貴史

北海道大学大学院 水産科学研究院

ラット未受精卵および初期胚における凍結保存法の開発

金子 武人

岩手大学 理工学部

急速融解による新規ガラス化保存法の開発

関 信輔

秋田大学 バイオサイエンス教育・研究サポート
センター

サトイモの茎頂超低温保存法の確立と世界中から収集した 2000 系統の維持

本橋 令子

静岡大学 学術院農学領域

アーバスキュラー菌根菌分離株の低温保存技術の開発

大友 量

農業・食品産業技術総合研究機構 中央農業研究センター 土壌肥料研究領域

低毒性の保存液を用いた哺乳動物胚の平衡ガラス化凍結法の開発

枝重 圭祐

高知大学 農林海洋科学部

新規モデル両生類、イベリアトゲイモリの精子凍結保存法の開発

林 利憲

広島大学 両生類研究センター

除殻卵胚子を用いたカイコの新規保存方法の開発

伴野 豊

九州大学大学院 農学研究院

磁性特性に基づく氷晶損傷阻止技術を適用した遺伝子資源保存方法の開発

共同利用研究・研究集会と技術講習会

木原 久美子熊本高等専門学校 生物化学システム工学科

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研究集会の開催
Cryopreservation Conference 2019

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。

期間：2019 年 11 月 18 日～ 19 日

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会場：文部科学省研究交流センター

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オーガナイザー：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

田中 大介（農業・食品産業技術総合研究機構）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

菊地 和弘（農業・食品産業技術総合研究機構）

である。IBBP では新たな保存技術の開発と技術共有のため、

成瀬 清（基礎生物学研究所 IBBP センター）

長期保存技術に関する共同利用研究と研究集会，技術講習会を参加者：106 人、口頭発表 22 題、ポスター発表 17 題

開催している。

2 階国際会議場

Cryopreservation Conference は新規超低温保存技術の開発やガラス化メカニズムに関する最新情報と基礎知識を共有し共同利用研究と技術講習会の成果

共同研究の輪を広げることを開催理念としている。2019 年

生物遺伝資源を保存するための新規保存技術開発共同利用研度はガラス化による超低温保存で 「命を繫ぐ・時間を凍結」

究では 2019 年度は 13 件を採択した（表参照）。また技術講をテーマとし、超低温保存の基礎から応用までを幅広く議論し習会では岩手大学・IBBP ラット生殖技術講習会 2019（2019

理解する場を提供するとともに保温法が未確立の生物遺伝資源

年 9 月 26 日～ 27 日、岩手大学 理工学部 1 号館）、IBBPの研究支援をより積極的に推進することを目的に開催した。

サケ科魚類における遺伝資源保存技術講習会 2019（2019年 10 月 10 日、北海道大学 北方生物圏フィールド科学セン
ター 七飯淡水実験所）、新規モデル生物のマイクロインジェ
クション技術講習会（2020 年 1 月 16 日～ 17 日、基礎生物学研究所）、IBBP 昆虫（カイコ）の保存技術講習会 2019（2020 年 1 月 28 日～ 29 日、基礎生物学研究所）を開催した。

87

先端バイオイメージング支援プラットホーム
先端バイオイメージング支援プラットフォーム（ABiS: Advanced Bioimaging Support）は、科研費により助成されている学術研究課題に、最先端の顕微鏡と解析技術を提供する支援事業である。ABiS では、多様化する研究者のニーズに応えるための 4 つの支援活動、(1) 光学顕微鏡技術支援活動、(2) 電子顕微鏡技術支援活動、(3)磁気共鳴画像技術支援活動、(4) 画像解析技術支援活動と、バイオイメージング普及のためのトレーニングを行っている。基礎生物学研究所は、生理学研究所とともに中核機関として ABiS のネットワーク構築と運営に携わっ
ている。

ABiS

https://www.nibb.ac.jp/abis/

ABiS は、文部科学省科学研究費助成事業において、2016

ることとなり、その準備を開始している。

年度より新たな枠組みとして開始された、新学術領域研究「学さらに、他の生命系プラットフォーム（先端モデル動物支援

術研究支援基盤形成」（2016 年度～ 2021 年度）に採択さプラットフォーム、先進ゲノム解析プラットフォーム、コホーれた生命系プラットフォームの 1 つである（研究支援代表者：

ト・ 生体試料プラットフォーム）とともに生命科学連携推進協

狩野方伸（生理学研究所／東京大学））。生命科学の研究分野に議会に参画し（総括班メンバー：阿形清和、上野直人）、各プラッ

おいて、イメージング技術は分子、細胞、組織から個体に至る

トフォーム機能を横断した技術支援提供の連携体制の強化を進まで広く汎用されており、バイオイメージングの必要性は今後めた。本年度は、第 92 回日本生化学会と第 42 回日本分子生

ますます重要になると予想される。しかしながら、イメージン

物学会において、4 プラットフォームの合同によるブース出展

グ機器の多様化・先端化、高額化、操作技術や撮影した画像のや公募説明会を行った（図 1）。

解析技術の高度化などにより、個々の大学や研究機関において、先端イメージング機器を導入し、整備・運用することは困難に2019 年度活動実績

なってきている。ABiS では、これまで最先端の光学顕微鏡、

研究支援活動電子顕微鏡、磁気共鳴装置等を導入し、運用してきた基礎生物

・光学顕微鏡技術支援活動： 134 件

学研究所と生理学研究所を中核機関として、各種の先端・特殊・電子顕微鏡技術支援活動： 83 件

イメージング機器を運用している国内の 22 の大学・研究機関

・磁気共鳴画像技術支援活動： 38 件から構成され、我が国における生命科学を包括した先端イメー

・画像解析技術支援活動： 18 件

ジングの支援を行うことを目的としている。基礎生物学研究所

・トレーニング： 9 回

では、光学顕微鏡技術支援活動として 4D 顕微鏡観察支援活動（担当：藤森俊彦）、IR-LEGO 顕微鏡支援活動（担当：亀井保博）、光シート顕微鏡支援活動（担当：野中茂紀）、画像解析技
術支援活動として、生物画像処理・解析用アルゴリズムの開発と技術支援活動（担当：上野直人、加藤輝、太田裕作）、画像
解析トレーニング（担当：上野直人、小山宏史）を担当している。また、生理学研究所とともに ABiS 事業をとりまとめる総括支援活動を担っている（担当：阿形清和、上野直人、高田慎治、真野昌二）。
2019 年度は、273 件の支援と 9 回のトレーニングを行う と も に、ABiS Symposium‘Forefront and Future of
Electron Microscopic Imaging’やイメージング研究の活性化を目的とした第 2 回イメージコンテストを開催した（図1）。また、各学会でのブース出展やシンポジウムやワーク
ショップ、研究会の共催を行い、ABiS 活動の周知とイメージングに関わる活動のサポートを行った。
国際連携活動として、欧州諸国を対象としたバイオイメージ
ング関連施設のネットワーク組織の Euro-Bioimaging (EuBI)が展開する国際ネットワーク Global Bioimaging (GBI) に、
2018 年より参加している。画像解析トレーニングコースを合同で開催するなど、イメージングの最先端技術や情報の共有を進めている。毎年開催されている EoE (Exchange ofExperience、実績・経験に基づく意見交換のための実務者会議 ) の第 5 回 (EoE V) を、2020 年 9 月に岡崎にて開催す88

図 1. 2019 年度の ABiS 活動
2019 年度は、4 つの学会においてブース出展を行い、ABiS の周知活動を行った（左上、第 42 回日本分子生物学会での様子）。第 42 回日本分子生物学会では、4 プラットフォーム合同によるランチョンイベントを開催し、支援成果と公募の説明を行った（右上）。シンガポールで開催された EoE IV では、
GBI の参加国が発表を行い情報共有を図った（左下）。イメージング研究の活性化を目的として、2 回目となるイメージコンテストを日本生物物理学会において開催した。ユーモア部門、知的部門、美的部門のカテゴリーを設定し、8 月上旬より約 1 ヶ月間応募を募り、多数の応募の中から、各部門でグランプリを決定した（右下、左からイメージコンテスト担当の宮田先生、年会会
頭の永井先生、プレゼンターの上野先生）。

研究力強化戦略室
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サポートのもと、2013 年度に設置された組織である。企画・評価グループ、国内国際連携グループ、広報室、共同利用グループ、
若手研究者支援グループ、男女共同参画推進グループに加え、2020 年度より産学連携グループを設置し、自然科学研究機構の研究力強化推進本部との連携の基に、基礎生物学研究所における研究力強化のための中心的な活動を行っている。

企画・評価グループ
共同利用グループ
国内国際連携グループ

基礎生物学研究所
研究力強化戦略室

研究力強化戦略室室長
副所長・教授長谷部 光泰

副室長
教授
吉田 松生

副室長
准教授
真野 昌二

若手研究者支援グループ

男女共同参画推進グループ

広報室
産学連携グループ

研究力強化戦略室 共同利用グループ
基礎生物学研究所は、基礎生物学研究の中核拠点として、大学や研究機関などに所属する所外の研究者に対し、共同研究、および所内の共通機器や共通施設を利用して行われる共同利用研究の場を提供し、生物学コミュニティ全体の研究力の強化を目指している。研究力強化戦略室共同利用グループは、基礎生物学研究所で行われている、共
同研究・共同利用のサポートを行っている。

共同利用グループ
担当
教授
高田 慎治

室員
教授
重信 秀治

室員
特任准教授 URA
亀井 保博

室員
准教授
内山 郁夫
事務支援員
市川 真理子
市川 千秋

89

研究力強化戦略室 企画・評価グループ
研究力強化戦略室企画・評価グループは、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、広報活動、若手研究者育成、男女平等

1. 概算要求資料の作成

参画推進、産学連携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
力強化戦略室企画・評価グループはこのような資料整備を集中して行っている。

2. 自己点検評価、個人業績評価並びに外部点検評価のための資料収集と取りまとめ
3. 外部点検評価会議開催に関する庶務
4. 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）
5. 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
6. 研究所の研究業績データの整備・維持
7. 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

企画・評価グループ担当
担当
教授
副所長・教授川口 正代司長谷部 光泰

室員
准教授
真野 昌二

企画・評価グループ制作の印刷物

室員
准教授
児玉 隆治

外部点検評価会議

90

室員
助教
定塚 勝樹

室員
助教
藤田 浩徳

研究力強化戦略室 国内国際連携グループ
研究力強化戦略室国内国際連携グループは、基礎生物学研究所の学術交流事業の支援を行っている。主な業務は、研究所が主催する会議や実習コースの企画・運営および連携する国内外の学術機関などとの研究者や学生の人材交流活動支援などである。また、海外からの訪問研究者、インターンシップ生受入れへの対応も行っている。

基礎生物学研究所は、基礎生物学研究所コンファレンスなどの研究所主催の国際会議や各種研究会の開催を通して、生物学研究の最先端や新たな領域を切り拓く努力を続けるとともに、研究者同士を繋ぐ研究者コミュニティの形成を目指している。海外学術機関の欧 州 分 子 生 物 学 研 究所 (European Molecular Biology Laboratory, EMBL)、
ハ イ デ ル ベ ル グ 大 学 Center for Organismal Studies(COS、ドイツ )、プリンストン大学（アメリカ）などと交流協定を結び、シンポジウム開催や人材・技術交流などを行っている。また、北海道大学低温科学研究所、熊本大学発生医学研究所などとの連携協定や大学連携バイオバックアップ（IBBP）事業を通じて、国内の大学・研究機関との学術交流を進めている。
研究力強化戦略室国内国際連携グループでは、会議・研究
会や実習コースの開催、研究者や学生の派遣、受入れなど、現在行っている主な活動
1. 欧州分子生物学研究所（EMBL）、プリンストン大学やハイデルベルグ大学 COS などとの共同研究活動に対する支援、合同会議や合同実習コースの開催支援
2. 新たな海外学術機関との連携に向けた各種活動の支援
3. 国内学術機関との連携に係る各種活動に対する支援
4. 基礎生物学研究所コンファレンス（NIBB Conference）
や 基 礎 生 物 学 研 究 所 国 際 実 習 コ ー ス（International
Practical Course）、Cryopreservation Conferenceなど、研究所主催の会議・研究会、講習会の開催支援
5. 各種海外派遣・受入事業を通じた研究者や大学院生の交流に対する各種支援
6. 外国人研究者や大学院生の来所時、滞在中の生活、研究活動に対する各種支援

連携・共同研究事業のサポートを通して、基礎生物学研究所の研究者交流活動、研究者コミュニティ形成を支えている。

国内国際連携グループ
国内連携担当国際連携担当教授
教授
長谷部 光泰上野 直人

IBBP 担当
特任教授
成瀬 清

第 67 回 NIBB コンファレンスでの受付業務

室員
教授
森田（寺尾）美代

室員
特任助教 URA
立松 圭

技術課技術職員
加藤 愛
特任専門員
田中 文子
事務支援員
Cowan Glen
高橋 律江

Cryopreservation Conference 2019 での受付業務

91研究力強化戦略室 若手研究者支援グループ
トップレベルの研究を行っている教員・研究者と最新鋭の研究設備を擁する基礎生物学研究所にとって、その優れた環境を活かして、次の世代を担う研究者を育成することは、重要な使命の一つである。若手研究者支援グループは、大学院生を中心とする若手研究者の研究・教育を効果的にサポートする部署として様々な活動を行っている。

基礎生物学研究所は、総合研究大学院大学（全国 18 カ所の大学共同利用機関等で教育を行う大学院大学、以下、総研大）生命科学研究科基礎生物学専攻の基盤機関として大学院生の教育を担当している。また、国内外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、研究指導を行っている。さらに、短期訪問中の学生なども加わり、当研究所には 50 名あまりの博士学位取得を目指す学生・研究生が在籍している。
若手研究者支援グループでは、総研大本部や岡崎統合事務センターなどの担当部署とも連携して、各担当教員とともに大学院生に関連する業務を行っている。大学院生・若手研究者の声を直接聞き、各方面からの情報をとりまとめることで、より実りのある支援ができることを目指している。

現在行っている主な活動
１．大学院生向け授業科目のシラバスのとりまとめ
２．大学院説明会、体験入学など、研究所における総研大関連事業の運営支援
３．英語教育担当教員と協力して、大学院生や若手研究者向けの英語教育プログラムの立案、実施、実施補助
４．フレッシュマンコース、生命科学リトリートなど、総研大における専攻横断的な授業科目・プログラムへの協力、実施支援５．基礎生物学専攻・教育担当教員として、総研大での教育研究に関わる事項の審議への参画
６．学生、教員向け各種情報の集約・提供

若手研究者支援グループ
室員
担当
助教
教授
小峰 由里子新美 輝幸

生物学英語論文読解コース

生命科学プログレス発表

92

大学院説明会・大学院生による学生生活の紹介

研究力強化戦略室 男女共同参画推進グループ
研究力強化戦略室男女共同参画推進グループは、男女が互いを尊重し、それぞれが能力を発揮できる環境整備を目指して、子育てなどのライフイベントに直面する研究者に対する支援に関してのニーズの調査や、研究者のキャリア形成に関する情報交換、子供の帯同を可能とする多目的室の運営を行っている。

自然科学研究機構では第三期中期計画として「新たな男女共同参画推進アクションプログラムを設定・実行することにより、男女共同参画の環境を整備・強化する」ことを掲げている。研究力強化戦略室男女共同参画グループは、所内における男女共同参画推進に関して、所員からの意見の集約窓口の機能を果たしている。

現在行っている主な活動
１．所内女性研究者や育児世代の男女の情報交換のためのメーリングリストの運営
２．研究者のワークライフバランスやキャリア形成に関する情報収集
３．子供の帯同を可能とする多目的室の運営
４．自然科学研究機構が行う育児支援制度に関する所内における相談窓口
５．「さくら保育園」に関する所内における相談窓口

男女共同参画推進グループ
室員
担当
准教授
教授
坪内 知美
東島 眞一
授乳スペース（左）やシンク（下）も完備し、子供帯同が可
能な部屋として本格的に稼働を開始した多目的室93

研究力強化戦略室 広報室
研究力強化戦略室広報室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。

広報室は、基礎生物学研究所の活動や研究成果を様々な形で可視化し、発信する活動を行なっている。
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。また、メディア対応窓口として、各メディアの記者や担当者との関係構築を進めている。
独自メディアの構築も重要なミッションであり、映像やイ
ンターネットを活用し、コンテンツの作成を進めている。
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や顕微鏡観察などの体験型の展示の企画を行っている。

現在行っている主な活動
1. プレスリリースの発行
2. メディア対応
3. 研究所ホームページのコンテンツ制作
4. 要覧・パンフレットの編集
5. 映像制作・インターネット中継の実施
6. 基礎生物学分野の展示の企画・運営
7. 出前授業等のアウトリーチ活動のコーディネート
8. 所内ニュースレター「基生研ニュース」の編集
9. 寄付に関する広報活動

総合研究大学院大学 生命科学研究科 基礎生物学専攻の広報活動も担当している。
広報室
担当
教授
藤森 俊彦

技術支援員
伴 美里
星野 真喜
内村 愛
広報室制作のパンフレット類

ニコニコ生放送の実施

94

室員
特任助教 URA
倉田 智子

研究力強化戦略室 産学連携グループ
基礎生物学研究所で行われている研究は、産業上有用な知見や新技術のきっかけとなる可能性を有している。これ
ら先端的な研究成果から生まれた知的財産の活用を通じて、革新的な技術開発や新たな産業の創出などの経済効果が生まれる。産学連携グループは、特許取得や民間企業との共同研究をサポートする部署として、基礎生物学研究所の研究者と民間企業との橋渡しを担う活動を行っている。

基礎生物学研究所における様々な研究活動から生み出される成果は、生物学における真理の探求や基本原理の解明のみ
ならず、産業上有用な知見や新技術のきっかけを含み、新たな産業のシーズとなる可能性を有している。
産学連携グループでは、自然科学研究機構産学連携室、および岡崎統合事務センターの担当部署と連携して、特許取得の支援から実用化に向けた共同研究や受託研究のサポートま現在行っている主な活動
1. 特許取得の支援
2. JST 等の研究成果の実用化を目的としたファンディン
グの相談
3. 民間企業との共同研究、受託研究の調整
4. ライセンス交渉等のサポート

で、産学連携に関連する業務を行っている。基礎生物学研究
所の研究から生み出された知的財産やリソース、研究設備を有効活用し、基礎研究から生まれた成果を社会に還元することを目指している。

産学連携グループ
担当
教授
皆川 純

室員
准教授
児玉 隆治

室員
特任助教
金井 雅武

95

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・事務室の業務は高田慎治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理
3. 備品管理
物品使用簿（現「個別資産台帳」）の保管、各種手続き
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. 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）

96

事務支援員
都築 志保子片岡 ゆかり
宇野 智子
小谷 慶子

安全衛生管理室
安全衛生管理室は、快適な職場環境の実現と労働条件の改善を通じて所員の安全と健康を確保することを目的として、安全及び衛生に関する企画立案・作業指導・実情調査等の活動を行っている。

安全衛生管理室は、基礎生物学研究所で研究に関わる所員
全員が快適に研究活動できる環境を維持することを目的として、研究室や研究施設内の安全及び衛生面を向上するための様々な活動を行っている。
安全衛生巡視の企画・実施では、法令で定められている週
１回の安全衛生巡視を行っている。基礎生物学研究所の安全委員も同行し研究室・研究施設内を点検し日々改善を行っている。
有害業務（化学物質の使用）や小型圧力容器、遠心機、レーザー機器、局所排気装置等の各機器において法令で定められている自主点検を安全委員の協力を得て行っている。
安全衛生講習会（雇入れ教育）を年 2 回、新任者を対象に実施している。

現在行っている主な活動
1．法令で定められている週１回の安全衛生巡視の企画・実施
2．有害業務（化学物質の使用）に関する調査
3．小型圧力容器、遠心機、レーザー機器、局所排気装置
等の自主点検4．安全衛生講習会（雇入れ教育）の実施
5．薬品管理システムの運用管理
6．自然科学研究機構特別相互巡視の実施
7．自然科学研究機構安全衛生相互巡視の実施
8．安全衛生管理室会議の開催
9．その他、安全及び衛生に関する調査・対応

岡崎 3 機関で導入している薬品管理システム CRIS の運用管理を行っている。
自然科学研究機構の各機関（国立天文台、核融合科学研究所、
岡崎 3 機関）を相互に巡視を行う、自然科学研究機構特別安全衛生管理室長
教授
皆川 純

相互巡視及び自然科学研究機構安全衛生相互巡視に加わり自然科学研究機構内での安全衛生に関する情報交換を行っている。
安全衛生管理室会議を開催し、安全衛生に関する法令への対応、基礎生物学研究所内の安全衛生に関わる問題点の改善、巡視項目などを議論し改善に努めている。
その他、安全衛生に関する調査などの対応を行っている。
技術課技術職員
三輪 朋樹
水谷 健
松田 淑美

自然科学研究機構特別相互巡視

諸岡 直樹
澤田 薫
飯沼 秀子

安全衛生講習会

97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、技術課内でセミナーや研修等の活動を行い、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、遺伝子やタンパク質解

成果をまとめて発表し、討論することにより、情報交換及び析の各種分析機器の保守管理及び測定、大型スペクトログラ

技術・知識の向上に努めている。

フ及び各種顕微鏡の保守管理、情報ネットワーク・セキュリ

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

ティ及び NGS データ解析や生物データベースの構築、実験

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動植物の飼育・栽培や施設の管理及び形質転換生物の作製・

外部講師等による技術研修を行っている。

維持、アイソトープ実験施設の管理等を行い、共同利用研究

5. 生物学技術研究会 : 全国の大学や研究機関における生物を支援している。研究部門においては、研究者のもとで、実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

験材料の調製、遺伝子やタンパク質等の解析、形態観察、細的に、生物学技術研究会を毎年開催している。日常関わって

胞及び組織の培養、形質転換生物の作製等を行い、幅広い高いる幅広い分野での研究支援の成果や問題点を発表し、討論度な技術で研究を支援している。技術課では、研究支援業務することにより資質の向上を目指している。「生物学技術研を円滑に行い、技術の向上や幅広い知識を得るために、課内究会報告」としてまとめ、関係機関に配布している。

外においてさまざまな活動や研修を行っている。

6. 自然科学研究機構技術研究会 : 機構の５研究機関の技術

1. ミーティング : 毎月曜日に技術課長から教授会議、委員

系職員による、自然科学研究機構技術研究会を持ち回りで毎会等の報告を受け、課の運営を議論し、日常業務の連絡や技年開催している。多様な科学技術の交流と連携を通し、機構

術的な情報交換を行っている。

内の技術系職員のネットワークの構築を目的としている。

2. 課内セミナー : ミーティング終了後に、配属先で携わっ

7. 研究所への支援活動： 配属先における研究支援の他、研ている日常業務に関する技術について報告し、相互理解と情究所の共通機器、プレゼンテーション用機器等の保守管理、

報交換を行い、知識の向上に努めている。

及び見学者の対応等の支援業務を行っている。また、各種分

3. 技術報告会 : 配属先での研究支援における幅広い高度な野の有資格者を育成し、化学物質の管理、実験廃液の回収等、専門技術の習得を目的に、１年間の日常業務に関する技術の安全衛生に関する業務を支援している。

生物学技術研究会

自然科学研究機構技術研究会

98

自然科学研究機構技術研究会・参加型実習体験https://www.nibb.ac.jp/tech/

研究施設技術班

技術課長 三輪 朋樹

技術班長 森 友子

技術係長 松田 淑美

技術係長 近藤 真紀

技術係長 大澤 園子

技術職員 飯沼 秀子

技術主任 澤田 薫

技術主任 牧野 由美子

技術主任 山口 勝司

技術主任 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 杉浦 宏樹

技術職員 加藤 愛

技術班長 水谷 健

技術係長 田中 幸子

技術主任 林 晃司

技術主任 竹内 靖

技術主任 高木 知世

技術主任 内海 秀子

技術主任 岡 早苗

技術職員 野田 千代

技術職員 水口 洋子

技術職員 尾納 隆大

技術職員 西本 裕希

技術職員 大井 祥子

研究系技術班

技術係長 諸岡 直樹

技術支援員

事務支援員

市川 真理子片岡 ゆかり市川 千秋

都築 志保子

高木 由香利

宇野 智子

柴田 恵美子
小谷 慶子
杉永 友美
山口 千波

99

岡崎共通研究施設
アイソトープ実験センター

https://www.nibb.ac.jp/ricenter/センター長 : 長谷部 光泰 教授

センターは、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、主に生物学、生理学および分子科学の研究に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 1 名で行われている。

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）

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, 32P, 33P, 35S, 36Cl, 45Ca

3

技術支援員
林 友子

山手地区実験施設
H, 14C, 32P, 33P, 35S, 125I

3

施設利用者のため教育訓練（2019 年度 RI 取扱使用者講習会）

RI 使用室100

RI 排気設備

RI 排水設備

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。

動物資源共同利用研究センター

https://www.nips.ac.jp/animal/

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101

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102

103

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
・職員証・入講証による 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、教育の大隅ホール 208 名、中会議室 112 名、小会議室 100 名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の利用ができる。

を目的とした施設。

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

大隅ホール

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 14] 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

104

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

職員会館
食堂（1 階）、売店（2 階）、トレーニングルーム（地階）な
どがある。

食堂

職員会館 外観

売店

トレーニングルーム

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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ています。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、大学院教育を行っています。

106

専攻長からのメッセージ     基礎生物学専攻長 阿形 清和

最近は博士課程へ行く研究者が減ったと嘆く大学人が多い。学位を取った後の就職が難しくなったとか、大学の研究者や教員になったところで任期がついて、とてもやってられない、と言った理由が良く聞かれる。しかし、われわれより上の世代も < オーバードクター問題 >といって、博士学位を取得しても全く大学教員のポストがないことが社会問題化していた。予備校の講師で生計を立てたり、配偶者の経済的支援の元で、研究を続ける人も多かった。私は博士課程の一時期に新聞配達をしていた。そんなにまでして研究者を目指していたのは、研究にわくわく感があり、研究をしたかったからである。
分子生物学の台頭とともに、生物学は現象を個々の遺伝子レベルへと分解できるようになり、自分が決めた ATGC 配列で今まで理解不能だった生命現象を説明できるようになったのだ。そんなわくわく感のある生物学を長い間楽しめたのだから、若い頃に生活に困ったことも鬱になったことも古き良き思い出となった。今は、要素を分解して、この遺伝子が機能しなくなるとこんなことが起こるとわかっても、残念ながら昔のような高揚感はない。
今では、< 構成生物学 > なる学問が謳われ、還元論に対して、逆に部品を組み立てればそうなるのかを検証する時代へと転換している。
さらに、全ゲノム配列決定が容易になった時代に合わせるようにゲノム編集技術が開発され、今までにないわくわく感のある生物学が創出された。こんな生物学が成立するなんて誰が想像しただろうか。そう、
諸君らの世代は、今までとは全く違う次元の生物学を楽しめる時代を生きているのだ。
そんな若者の受け皿となるのが基礎生物学研究所だ。修士で就活するかどうかなんて考えることなく、5 年間ひたすらわくわく感を求めて
新しい生物学に没頭する。そんな場を提供するのが基礎生物学研究所
だ。もちろん、新時代の実験進化学も逆進化学も基礎生物学研究所では可能だ。対象となる生き物のゲノム・シークエンスをし、その生物を飼育してゲノム編集をできるような環境が最も先鋭的に整備されているからだ。若い世代の参画で、基礎生物学研究所が世界のフロント研究所として認知される日は近い。わくわく感求める若者を研究所は待っている。

107

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。基礎生物学専攻には、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し、その解決に挑む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合研究大学院大学は、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を整えています。
現在基礎生物学専攻では、総研大生 47 名に対して教員 66 名の体制で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者が在籍しており、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開催されています。また、隣接する生理学研究所や分子科学研究所で行われているセミナーに参加することもできます。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（科学英語コミュニケーションコー
スとプレゼンテーションコース）が開講されています。また、日本人教員による論文読解コースなど、ニーズに合わせた内容を取り入れています。

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 100 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約 70 ％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。また、国際交流や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学生。

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による面接によって、学習に対する意
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、論理的な思考を展開して発表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
大生命科学研究科の募集要項をご覧下さい。

大学院説明会
年間４回の大学院説明会を行っています。研究内容の紹介、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。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
生命科学研究という共通基盤を持ちながら専門分野が異なる、生命科学研究科の３専攻（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生命共生体進化学専攻の計４専攻の学生 ･ 教員が学術交流を行うプログラムです。学生が主体となって企画 ･ 運営を行い、合宿形式により密度の高い議論を行います。専攻をまたいだ人的ネットワークを作る機会にもなっています。

生命科学リトリート集合写真

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
生命科学実験演習 I 〜 V
生命科学論文演習 I 〜 V
生命科学プログレス I 〜 V
生命科学セミナー I 〜 V
分子細胞生物学 II
バイオインフォマティックス概論
バイオインフォマティックス演習
イメージング科学
生命科学のための統計入門など

基礎生物学専攻専門科目
基礎生物学概論 I 〜Ⅱ
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

海外派遣の制度総合研究大学院大学には、大学院生の国内外での研究活動の経費を支援する各種制度が整っています。また、基礎生物学専攻の学生には、自然科学研究機構と共同研究協定を結んでいる 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。

EMBL PhD シンポジウムのポスター発表にて110

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 旭川工業高等専門学校 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 慶應義塾大学 立教大学 学習院大学 お茶の水女子大学 東京理科大学 東京農業大学 山梨大学 横浜薬科大学 法政大学 東海大学 信州
大学 岐阜大学 福井工業大学 静岡大学 愛知教育大学 名古屋大学 名古屋工業大学 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
立命館大学 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 高知大学 九州大学 Bei Hua Univ. (China), Capital Normal Univ. (China),
China Agricultural Univ. (China), Haerbin Inst. of Technology (China),
Peking Univ.(China), Justus Liebig Univ. (Germany), Mulawarman
Univ. (Indonesia), Univ. of Texas at Austin (USA), Univ. of Victoria(Canada), Univ. of pécs (Hungary), Stellenbosch Univ. (South Africa),
Vietnam National Univ.(Vietnam), Univ.of Sains Malaysia(Malaysia),
Univ of Belgrade(Serbia)[2006 年度 - 2020 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 筑波大学大学院 千葉大学大学院 東京大学大学院 東京工業大学大学院 日本大学大学院 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 麻布大学大学院 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 石川県立大学大学院 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 京都府立医科大学大学院 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 高知大学大学院 福岡大学（薬学部）Capital Normal
Univ.（China）[2006 年度 - 2020 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 生理学研究所 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 明治大学富山大学 浜松医科大学 名古屋大学 奈良先端科学技術大学 大阪大学 九州大学 沖
縄科学技術大学院大学 西南大学 (China) 湖北医薬学院 (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), Univ.
of Tronto(Canada), Univ. of Colorado Denver(USA)、津山高専講師、高校教員、民間企業研究員 [2006 年度 -2019 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。2019年度は全国の大学・大学院から 20 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。2019 年度には 7 コー
スに分かれて 25 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

環境光生物学研究部門

岸本 真理子

私は、総研大の博士課程の学生として、基礎生物学研究所でサンゴの白化現象のメカニズム解析をテーマに研究しています。もともと私は、
名古屋大学出身ですが、基生研で行うサンゴの研究に興味があって、修士の時から特別共同利用研究員として基生研で研究をさせてもらっていました。名古屋大学の修士課程を修了した後に、３年次編入で総研大に入学しました。
基礎生物学研究所は、学生よりも圧倒的に研究者の人数が多いため、自身も自立した研究者として活動する感覚があり、アカデミックな楽しさがあります。修士の頃から、研究報告会は英語で、研究テーマは与えられるのではなく、自分で研究を企画するスタイルでした。初めは上手くできず、難しく思っていましたが、周りの研究者の方も優し
く教えてくれ、英語も研究も日々成長している気がして楽しいです。
私が所属する総研大は、学生の海外派遣に力を入れています。総研大の海外派遣プログラム（長期）では、まず自分で研究を企画し、受け入れ先の研究所とも連絡を取り合って滞在の計画書を作ります。そしてその計画をもとに審査があり、通るとその滞在に関わる資金が支援してもらえるという制度です。私は、この制度を利用して、二ヶ月間
オーストラリアに滞在してきました。世界最大のサンゴ礁域であるグ
レートバリアリーフでサンゴのサンプルを採集し、シドニーにある研究所へ輸送して実験しました。夏でサンゴ採集シーズンだったため、様々な国からサンゴ研究者がオーストラリアへ集まっていて、たくさんの出会いがありました。海外の研究者は、より国境の壁を超えて国際的に活動を楽しんでいる印象でした。あるイタリア人の女の子は、オーストラリアで博士課程の学生をしているけれど、サウジアラビアの研究所にも籍があり、そちらで実験をすることもあると言っていました。また、あるイスラエル人の女の子は、博士課程の数ヶ月を使って沖縄の研究所に滞在し、技術習得を目指す予定だと言っていました。
彼女たちの話を聞いて、私もそんな風に一つの国に閉じこもらない、国際的に活躍する研究者になりたいと思いました。海
外に行くと、考え方や働き方の違いなど視野が広がって学ぶことが多いので、ぜひ学生のうちに機会を作ることをお勧めし
ます。

112

修了生の声福島 健児

生物進化研究部門

2014 年度修了

私が総合研究大学院大学基礎生物学専攻の５年一貫博士課程で食虫植物の研究を始めたのは 2010 年春のことです。中学生の頃に芽生えてその後一旦は枯れてしまった
植物への興味が再燃したのは、なんとこの世には動物を狩る植物がいるらしいという驚きがきっかけでした。そのとき生じた推進力で愛知県岡崎市まで辿り着き、基礎生物学研究所の長谷部光泰先生のもとで、当時の驚きを科学的問いに写し直す作業が始まりました。
長谷部研究室は研究材料のるつぼでした。コケ植物ヒメツリガネゴケの再生や発生が研究室の主流テーマではありましたが、それを尻目に複数の学生・ポスドクが思い思いの材料で独自の研究を進めていました。ヒメツリガネゴケの培養プレートがうず高く積まれる実験台の横で、ハナカマキリやクルミホソガが跳ね、あるいはタバコの培養細胞が揺られ、あるいはドクダミやオジギソウなど奇抜な植物が運ばれてくる光景
が研究室の日常でした。外部から訪問された研究者にラボ内を紹介して回ると、「こ福島 健児
コロラド大学 研究員（執筆当時）
現ドイツ ヴェルツブルク大グループリーダー

この研究室はその辺の学科よりも研究が多様だね」などと呆れとも感心ともとれる感想が得られました。試行錯誤の多い研究テーマばかりでしたが、若手の自主性に寛容な雰囲気は誇るべき特色であったと思います。思い返せば、直接に若者を指南することこそ多くはありませんでしたが、成長を決して阻害しないだけの資源と機会を確保する努力があったのだろうと思います。学生であった私は専らその恩顧をこうむるばかりでした。
さて、いざ入学が許されると決まった後、少なからずの準備をしました。食虫植物の進化を考えるにあたって、最初に形の研究が面白そうだと思い至りました。植物の葉は大抵平らなものですが、食虫植物の中には壺型の葉を作るものがいます。平らな葉のどこを変えれば壺形になるか、その仮説と研究計画を練りました。“仮説”などといういかにも科学的な匂いのする大仰なものを作ってやったぞウハハハと、少し自信を持って研究室の門を叩きました。研究室の末席に連なってすぐに察せられたのが、当時在籍されていた先輩方が傑物揃いだったということです。彼らの研究計画は緻密でした。そしてその計画の目的とするところが実に面白い。確かにその通りに事を進めれば目的を達するだろうという説得力を伴っていました。たとえば、当時日本学術振興会特別研究員 PD として在籍されていた大島一正博士（現・京都府立大学）は、
潜葉性昆虫クルミホソガにクルミ食の集団とネジキ食の集団がいることに着目して、集団遺伝学を駆使して食草転換を可能にする遺伝的基盤を研究されていました。それは明らかに私には思いつけない問題設定とアプローチでした。そういった研究に触れてから自分の研究計画を見返すと、とても陳腐なものに思えました。先輩たちのような芸当が自分にもできるだろうかと、最初の数ヶ月は悶々と過ごしたのを記憶しています。
食虫植物ムラサキヘイシソウを材料に、土台は陳腐ながらも当初の計画をツギハギして研究を進めてみると、一旦は仮説に合う結果が得られました。これはすぐさま論文になるぞと意気込んで実験を繰り返してみると、どうにも違った結果になります。
「前
回の結果は何かの間違いだったのでまた一から考え直しです」とラボミーティングで報告すると、セミナー室の奥に陣取った長谷部先生が「君は今２つの結果を持っているだけだから、矛盾していると考えるのは早計だ」と意見をぶつけてきました。ミー
ティングは英語で行われていたので実際にはニュアンスの違う表現だったかもしれま
せんが、とにかく、新しく得られた結果こそが真で古いデータはすべて間違いだと断じる私の態度に疑問を投げかける内容でした。意見を受けた直後は、現場で実際に手を動かしている自分の判断こそ正しいはずだと否定的に考えたものですが、一晩寝かせてみると情緒的な反発が抜けて、一考の余地はあるかもしれないと思いはじめました。その後、確かに２つの結果はどちらも正しく、捕虫葉の形作りの過程で結果１の状態から結果２の状態へと移り変わることが明らかになり、研究は大きく前進するこ113

とになりました。いくらかのデータを伴ったこともあり、その頃には愛着を差し引いてもなお学問的魅力を備える研究になりつつあったと思います。その後、所内の飲み会で始めた議論が発展して、同研究所の藤田浩徳博士らと数理シミュレーションの共同研究が始まり、その結果が仮説検証の決定打となって 2015 年に無事論文を発表することができました。
あるとき、これまたラボミーティングで「君のデータ処理は甚だ間違っている」と先輩諸氏から指摘を受けたのと、当時の私の目線からは魔術めいて見えた統計学へのミーハー心から、研究所の統計勉強会へと通い始めました。勉強会は、教科書を各自予習しながら互いの疑問を解決するという相互扶助の理想を掲げ、その実、会の発起人であり統計学に習熟した佐藤昌直博士（現・北海道大学）にその他大勢が教えを請うという構図でした。私もその他大勢の一員として佐藤博士の親切に寄生するかたち
で、なんとか学習曲線の停滞期を抜けることができました。一旦理解が進み始めるとあとは楽しいもので、教科書の例題をこなしていくうちに「とにかく 3 点ずつ反復実
験をやって検定と名のつく呪文で有意差と呼ばれる印籠が得られればそれでよいのだ
ろう」と、今思えば甚だ統計を軽んじていた態度の私であっても、統計解析用のプロ
グラミング言語 R を使い、データの分布を見ながら統計モデルを選ぶ、といった作法が身についていきました。統計の初歩を学べたことで、思考停止 3 回反復の実験スタ
イルもいくらか改善されたように思います。統計に限らず、基生研では若手を中心にした勉強会がゆるやかにターンオーバーしながら常時複数運営されているようです。
有志の勉強会で得た知識や方法論は取得単位数には影響しませんが、私の基生研生活の中で最も実用的な学びであったように思います。
在学中、ムラサキヘイシソウの研究と並行してもうひとつ研究プロジェクトを進めていました。食虫植物フクロユキノシタを使った研究です。この植物はとても特徴的で、ムラサキヘイシソウと同じように袋型の捕虫葉を作るのですが、それに加えて普通の植物と同じような平らな葉も作ることができるのです。捕虫葉は平らな葉から進化したことが分かっているので、フクロユキノシタの中には祖先と子孫が同居しているよ
うなものです。二種類の葉を一個体の植物の中で比較できれば、食虫植物の進化研究は飛躍的に進むと考えました。
そこでまずは葉の作り分けの制御に取り組みました。フクロユキノシタをとにかく様々な環境で培養して、どちらかの葉だけを作る条件を見つけようという目論見です。
フクロユキノシタは成長が遅いため、植え継ぎ後三ヶ月程度待って作り分けの結果が分かります。必然的に暢気な実験になるので、できるだけたくさんの条件を同時に試したいと考えました。「年単位で人工気象機を 8 台くらい使いたいけれど入学初年度の大学院生に割けるリソースじゃないよな」などと考えながらもダメで元々とモデル
植物研究支援室へお伺いを立ててみると、意外にも「ちょっと型が古いけど」と控え
めな前置きとともに８台の人工気象機を即日貸し出してくれました。このおかげで、
光量・光質・光周期・栄養・植物ホルモンなど思いつく限りの条件検討を実施することができ、温度の違いによって最も顕著に葉の作り分けを制御できることがわかりました。
研究所からのリソース支援はそればかりではありません。あるとき参加した国際学会のツテで総説論文を書かないかという依頼があったので、葉の形の多様化をテーマに執筆することにしました。園芸店を巡って買い漁った奇々怪々な植物の形作りについて、最新の知見でどこまで説明可能かを議論した総説は納得のいく出来になりました。
その過程で大温室の半分を単独使用できていたのも、基礎生物学研究所の懐の深さゆえでしょう。総研大からの支援にも大いに助けられました。総研大には気前のよい海
外学生派遣事業があり、それを利用して米国ハーバード大学の Elena Kramer 教授のもとへ一ヶ月ほど修行に出ました。フクロユキノシタの遺伝子抑制を実現するためです。派遣期間中の成功には至りませんでしたが、そのとき習得した技術を発展させ、帰国からほどなくしてフクロユキノシタの遺伝子抑制法が確立できました。
フクロユキノシタの 2 種類の葉で働いている遺伝子を網羅するためにゲノム解読にも取り組みました。フクロユキノシタの核ゲノムはおよそ 20 億塩基対あります。モ

114

デル植物シロイヌナズナの 15 倍以上ですから、その解読は容易ではありませんでした。しかし、私が基礎生物学研究所に在籍していた 2010 − 2015 年は超並列塩基配列読み取り装置、いわゆる次世代シークエンサーが普及し始めた時期で、私もその大波に乗れたのか攫われたのか議論の余地を残しますが、とにかくその恩恵に与りました。Beijing Genomics Institute や、基礎生物学研究所に設置された当時最新の第三世代シークエンサー（長谷部先生が代表を務めた新学術領域研究「複合適応形質
進化の遺伝子基盤解明」において導入）、そして何よりも多数の共同研究者の力を借りながら、核ゲノムの 76% 程度を読み取り、36,503 個の遺伝子を特定しました。
遺伝子の解析中にも協力者は増えていき、ベルギー、カナダ、中国、デンマーク、日本、
スペイン、米国からの研究者が参加する大きな共同研究へと発展しました。2017 年に発表した論文には 33 名が名を連ね、葉の作り分け実験を起点にして、獲物の誘引・捕獲・消化・吸収に関与する可能性が高い遺伝子を一挙に報告しました。
基生研で研究を始めた当初は、自分は学位をとった後もしばらく食虫植物の研究を続けていくものだと思っていました。しかし、今は米国コロラド大学に研究員として異動し、収斂進化を研究対象に、リソースが豊富だからという理由で動物のゲノム情報の解析に取り組んでいます。食い詰めてやむにやまれずの分野転向であったなら当時の自分に言っても得心してくれるかもしれませんが、実際には自ら進んで食虫植物を放り出しました。それもフクロユキノシタの研究はこれからが本番、軌道に乗ってどんどん成果を出すぞという時期にです。断じて飽きたわけではありません。ゲノム
プロジェクトの道すがらに見つけた遺伝子レベルでの収斂進化に抗いがたい魅力を見て、その専門家である David Pollock 教授のもとでその研究に専念することを決めました。
収斂進化とは別々の生物が同じような形質を獲得する現象を指します。食虫植物はい
くつかの分類群から別々に出現していて互いに良く似るので、形や機能に関する収斂
進化の典型例と見做されてきました。それら独立起源の食虫植物たちが同じタンパク質に同じアミノ酸置換を蓄積して消化酵素として利用している、つまり遺伝子レベル
でも収斂進化が起こっていることがゲノムプロジェクトの副産物として分かったのです。他人のそら似のはずの生物同士がよく似た遺伝子を使っていたことに、形容し難い衝撃を受けました。
よく知られた進化学への批判に、「再現可能性は科学の根幹であり、進化は再現不可能であるから科学ではない」というものがあります。細菌の人工進化など実験室で再現可能な進化過程もありますが、たとえば食虫植物などは現状とても作り出せませんから、このような批判を受けたときはぐぬぬと引き下がるほかないかもしれません。
しかしどうでしょう。自分で再現せずとも、自然界で既に繰り返し実験が済んでいる
例がたくさんあるのです。それが収斂進化です。食虫植物に限らず、鳥類とコウモリの飛翔能力、クジラ・カバ・カモノハシなどの潜水能力、その他生物進化の様々な場
面に収斂進化は生じています。そのような複数回進化でどのような遺伝的変化が繰り返され、あるいは繰り返されないか、それを突き詰めていけば、一見して無限にも見える生物の多様化にどのような法則が存在するのか、その答えに手が届くかもしれま
せん。
このような経緯から、私は食虫植物を志して基生研へ辿り着き、そこで収斂進化に逢着して基生研をあとにしました。筆を進めるうちに気を大きくして厳密性を損なう表現があったかもしれません。科学的な解説手順にそぐわない経験を描写するため、筆が滑ったと多めに見ていただければ幸いです。現在・未来の学生諸氏におかれましても、基礎生物学研究所が描写困難なほどの体験と衝動を生み出す場となることを願っております。
（2017 年 7 月記）

115

大学院生が第一著者の発表論文例（2017 - ）Yasuhiko Chikami, H.K., Takamasa Suzuki, Hirofumi Yoshioka,
Yutaka Sato, Toshinobu Yaginuma, Teruyuki Niimi (2020). Oral
RNAi of diap1 results in rapid reduction of damage to potatoes
in Henosepilachna vigintioctopunctata. Journal of Pest Science.
10.1007/s10340-020-01276-w
Watanabe, A., and Minagawa, J. (2020). Structural characterizationof the photosystems in the green alga Chlorella sorokiniana.
Planta 252, 79.
Suda, H., Mano, H., Toyota, M., Fukushima, K., Mimura, T.,
Tsutsui, I., Hedrich, R., Tamada, Y., and Hasebe, M. (2020).
Calcium dynamics during trap closure visualized in transgenic
Venus flytrap. Nat Plants 6, 1219-1224.
Sakae, Y., Oikawa, A., Sugiura, Y., Mita, M., Nakamura, S.,
Nishimura, T., Suematsu, M., and Tanaka, M. (2020). Starvation
causes female-to-male sex reversal through lipid metabolism in
the teleost fish, medaka (Olyzias latipes). Biol Open 9.
Palfalvi, G., Hackl, T., Terhoeven, N., Shibata, T.F., Nishiyama, T.,
Ankenbrand, M., Becker, D., Forster, F., Freund, M., Iosip, A., et al.
(2020). Genomes of the Venus Flytrap and Close Relatives Unveil
the Roots of Plant Carnivory. Curr Biol 30, 2312-2320 e2315.
Nakazawa, K., Shichino, Y., Iwasaki, S., and Shiina, N. (2020).
Implications of RNG140 (caprin2)-mediated translational regulationin eye lens differentiation. J Biol Chem.
Kishimoto, M., Baird, A.H., Maruyama, S., Minagawa, J., andTakahashi, S. (2020). Loss of symbiont infectivity following
thermal stress can be a factor limiting recovery from bleaching in
cnidarians. ISME J.
Kato, H., Tokutsu, R., Kubota-Kawai, H., Burton-Smith, R.N., Kim,
E., and Minagawa, J. (2020). Characterization of a Giant PSI
Supercomplex in the Symbiotic Dinoflagellate Symbiodiniaceae.
Plant Physiol 183, 1725-1734.
Hasegawa, R., Ebina, T., Tanaka, Y.R., Kobayashi, K., andMatsuzaki, M. (2020). Structural dynamics and stability ofcorticocortical and thalamocortical axon terminals during motor
learning. PLoS One 15, e0234930.
Ishikawa, M., Morishita, M., Higuchi, Y., Ichikawa, S., Ishikawa,T., Nishiyama, T., Kabeya, Y., Hiwatashi, Y., Kurata, T., Kubo, M.,
et al. (2019). Physcomitrella STEMIN transcription factor induces
stem cell formation with epigenetic reprogramming. Nat Plants 5,
681-690.
Tanga, N., Kuboyama, K., Kishimoto, A., Kiyonari, H., Shiraishi, A.,
Suzuki, R., Watanabe, T., Fujikawa, A., and Noda, M. (2019). The
PTN-PTPRZ signal activates the AFAP1L2-dependent PI3K-AKT
pathway for oligodendrocyte differentiation: Targeted inactivationof PTPRZ activity in mice. Glia 67, 967-984.
Tanga, N., Kuboyama, K., Kishimoto, A., Kihara, M., Kiyonari, H.,
Watanabe, T., Fujikawa, A., and Noda, M. (2019). Behavioral andneurological analyses of adult mice carrying null and distinct lossof-receptor function mutations in protein tyrosine phosphatase
receptor type Z (PTPRZ). PLoS One 14, e0217880.
Shinozuka, T., Takada, R., Yoshida, S., Yonemura, S., and Takada,S. (2019). Wnt produced by stretched roof-plate cells is required
for the promotion of cell proliferation around the central canal of
the spinal cord. Development 146.

116

Liu, M., Soyano, T., Yano, K., Hayashi, M., and Kawaguchi, M.
(2019). ERN1 and CYCLOPS coordinately activate NIN signaling
to promote infection thread formation in Lotus japonicus. J Plant
Res 132, 641-653.
Kamemizu, C., and Fujimori, T. (2019). Distinct dormancy
progression depending on embryonic regions during mouseembryonic diapausedagger. Biol Reprod 100, 1204-1214.
Yu, Y., Shintani, T., Takeuchi, Y., Shirasawa, T., and Noda, M.
(2018). Protein Tyrosine Phosphatase Receptor Type J (PTPRJ)
Regulates Retinal Axonal Projections by Inhibiting Eph and Abl
Kinases in Mice. J Neurosci 38, 8345-8363.
Tominaga, H., Satoh, N., Ueno, N., and Takahashi, H. (2018).
Enhancer activities of amphioxus Brachyury genes in embryos of
the ascidian, Ciona intestinalis. Genesis 56, e23240.
Kosuge, K., Tokutsu, R., Kim, E., Akimoto, S., Yokono, M., Ueno,
Y., and Minagawa, J. (2018). LHCSR1-dependent fluorescencequenching is mediated by excitation energy transfer from LHCII tophotosystem I in Chlamydomonas reinhardtii. Proc Natl Acad Sci
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Hayashi, K., Yamamoto, T.S., and Ueno, N. (2018). Intracellular
calcium signal at the leading edge regulates mesodermal sheet
migration during Xenopus gastrulation. Sci Rep 8, 2433.
Nishida, H., Tanaka, S., Handa, Y., Ito, M., Sakamoto, Y.,
Matsunaga, S., Betsuyaku, S., Miura, K., Soyano, T., Kawaguchi,M., and Suzaki, T. (2018). A NIN-LIKE PROTEIN mediates nitrateinduced control of root nodule symbiosis in Lotus japonicus. Nat
Commun 9, 499.
Koshimizu, S., Kofuji, R., Sasaki-Sekimoto, Y., Kikkawa, M.,
Shimojima, M., Ohta, H., Shigenobu, S., Kabeya, Y., Hiwatashi,Y., Tamada, Y., Murata, T., and Hasebe, M. (2018). Physcomitrella
MADS-box genes regulate water supply and sperm movement for
fertilization. Nat Plants 4, 36-45.
Sugimori, S., Kumata, Y., and Kobayashi, S. (2018). Maternal
Nanos-Dependent RNA Stabilization in the Primordial Germ Cells
of Drosophila Embryos. Dev Growth Differ 60, 63-75.
Matsuda, T., Hiyama, T.Y., Niimura, F., Matsusaka, T., Fukamizu,A., Kobayashi, K., Kobayashi, K., ans Noda, M. (2017). Distinct
neural mechanisms for the control of thirst and salt appetite in the
subfornical organ. Nat. Neurosci. 20, 230-241.
Tokue, M., Ikami, K., Mizuno, S., Takagi, C., Miyagi, A., Takada, R.,
Noda, C., Kitadate, Y., Hara, K., Mizuguchi, H., Sato, T., Taketo, M.
M., Sugiyama, F., Ogawa, T., Kobayashi, S., Ueno, N., Takahashi,S., Takada, S., and Yoshida, S. (2017). SHISA6 confers resistanceto differentiation-promoting Wnt/β-catenin signaling in mouse
spermatogenic stem cells. Stem Cell Rep. 8, 561-575.
*Hayashi, M., *Shinozuka, Y., Shigenobu, S., Sato, M., Sugimoto,M., Ito, S., Abe, K., and Kobayashi, S. (2017). Conserved role of
Ovo in germline development in mouse and Drosophila. Sci. Rep.
6, 40056 (* contribute equally)
Li, C., Sako, Y., Imai, A., Nishiyama, T., Thompson, K., Kubo, M.,
Hiwatashi, Y., Kabeya, Y., Karlson, D., Wu, S.-H., Ishikawa, M.,
Murata, M., Benfey, P.N., Sato, Y., Tamada, Y., and Hasebe, M.
(2017). A Lin28 homolog reprograms differentiated cells to stem
cells in the moss Physcomitrella patens. Nat. Commun. 8, 14242.

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

問いません。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。

2019 年度 特別共同利用研究員
氏名

所属

研究題目

法月 拓也

東京大学大学院
理学系研究科生物科学専攻

ゼニゴケの精子変態過程におけるミトコンドリアの数の制御の解析佐藤 俊之

名古屋大学大学院
医学系研究科総合医学専攻

精細管周期および周期波の動態解析、並びにその制御機構の解明

勝田 紘基

名古屋大学大学院
医学系研究科総合医学専攻

リンパ管弁形成における Piezol の果たす役割

植村 悠人

名古屋大学大学院
理学研究科生命理学専攻

ゼブラフィッシュの胸鰭のリズム運動を制御する神経回路の解析

坂﨑 匠哉

名古屋大学大学院
理学研究科生命理学専攻

ヒメツリガネゴケの幹細胞新生時におけるオーキシン動態の解明

森 祥伍

名古屋大学大学院
生命農学研究科応用生命科学専攻

シロイヌナズナ根の重力シグナリングに関わる LZY3 の量的制御機構の研究

福井大学大学院
工学研究科生物応用化学

ヘテロクロマチン構造形成に関わる分子メカニズムの解明

Gu,NanCell Biology, College of Life Science andTechnology, Huazhong Agricultural University

The function of ATR and STEMIN on reprograming induced by DNA
damage in the moss Physcomitrella patens

Yu,Changxiu

Cell Biology, College of Life Science andTechnology, Huazhong Agricultural University

The mechanism of PpTOP1 regulating sperm cell formation in themoss Physcomitrella patens

北海道大学大学院
生命科学院生命科学専攻

アブシジン酸による原形質連絡の制御とそれに伴う代謝物の変化に関する研究

蜂須賀 亜季

友井 拓実

IMAEDA
名古屋大学大学院
YASSUMOTO,
生命農学研究科動物科学専攻
Tamiris梶原 啓司

名古屋大学大学院
理学研究科物質理学専攻

メダカの種内変異を利用した秋季感知機構の解明
超解像マルチカラーイメージングを指向したオルガネラ特異的な超耐光性蛍光
プローブ

117

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、所内の研究者との共同研究、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
基礎生物学分野において、独創的で世界を先導する研究を創成し、発展させるため、所外の研究者と基礎生物学研究所の教員が共同して行う複数のグループからなる研究。1 年以上 3
年を超えない期間で実施。1 件あたり年間上限 300 万円の研究費を助成します。

傷と光回復」の 4 つの研究テーマが設定されています。大型
スペクトログラフ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及び日当・宿泊料を本研究所の予算の範囲内において配分します。

生物遺伝資源新規保存技術開発共同利用研究
研究に利用される様々な生物遺伝資源を安定に長期保存するモデル生物・技術開発共同利用研究
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、所外と基礎生物学研究所の教員が共同して行う研究。1 年以上 5 年を超えない期間で実施。1 件あたり年間

でのバックアップ保管に資することを目指して行う研究。所外
あるいは所内の研究者が、IBBP センターあるいは IBBP 大学
サテライト拠点の教員と共同して、生物遺伝資源の新規長期保上限 100 万円の研究費を助成します。

存方法の樹立を目指すもので、以下の研究が含まれます。
「長

個別共同利用研究を含む新規保存技術の開発」「低温保存技術の改良に資する基所外の研究者が、基礎生物学研究所の教員と協力して行う個別プロジェクト研究。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及び日当・宿泊料を本研究所の予算の範囲内において配分します。

統合ゲノミクス共同利用研究
基礎生物学研究所が運用している次世代 DNA シーケンサーを使用したハイスループット遺伝子解析、および、大規模計算機システム（生物情報解析システム）を活用したゲノム関連デー
タ解析を中心に、
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と共同して行う研究。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及び日当・宿泊料を期保存技術が確立していない生物遺伝資源の凍結、低温、常温
礎的な低温生物学的研究」。1 件あたり年間上限 100 万円の研究費を助成します。

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です。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及び日当・宿泊料を本研究所の予算の範囲内において配分します。

トレーニングコース
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
ングコースの開催です。トレーニングコース開催における講師

本研究所の予算の範囲内において配分します。

及び補助者の基礎生物学研究所までの交通費及び日当・宿泊料、統合イメージング共同利用研究において配分します。

基礎生物学研究所が運用している特色ある先端光学機器を用いた実験・研究を行うとともに、生物画像処理・解析に関するニーズや課題を解決することを目的とします。他研究機関の研究者あるいは所内の研究者が、基礎生物学研究所の教員と共同して行う研究です。最先端の光学機器と最先端の解析技術による共同研究を幅広くサポートします。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及び日当・宿泊料を本研究所の予算の範囲内において配分します。

大型スペクトログラフ共同利用実験
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
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」「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118

技術を確立・改良し、将来的にはそれら資源の IBBP センター

また実施に必要な試薬等の消耗品費を本研究所の予算の範囲内

共同利用研究の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ください。https://www.nibb.ac.jp/

2019 年度

重点共同利用研究

哺乳類冬眠の理解に向けた分子生理機構解析とその種間比較解析

研究代表者名・所属
山口 良文

北海道大学 低温科学研究所

求愛行動の進化をもたらす神経基盤を解明するためのプラットホームの構築

石川 由希

名古屋大学大学院 理学研究科

有尾両生類の新規モデル確立に向けた、イベリアトゲイモリの研究基盤の開発

林 利憲

広島大学 両生類研究センター

植物二次代謝の多様性を支えるメチルトランスフェラーゼの分子進化加藤 美砂子

お茶の水女子大学 基幹研究院

植物ステロール合成制御機構の解明

島田 貴士

千葉大学大学院 園芸学研究科

植物 RAB5 のエフェクターを介した機能実行機構の研究伊藤 瑛海国際基督教大学 自然科学デパートメント

ゼニゴケにおけるクローン繁殖の制御機構

石崎 公庸

神戸大学大学院 理学研究科

ARFGAP タンパク質の制御する新規小胞輸送経路の解明

竹内 雅宜

東京大学大学院 理学系研究科

細胞分裂時の植物ステロール生合成マシナリーの動態解析

太田 大策

大阪府立大学大学院 生命環境科学研究科

The role of polr1c in regulating endodermal cells in Type 3 Treacher
Collins syndrome

謝 家暉

九州大学 農学研究院

光遺伝学とゲノム編集を用いたゼブラフィッシュ心臓の制御と機能解析

中條 浩一

自治医科大学 医学部

アンドロゲン受容体の魚類二次性徴発現および繁殖行動に果たす役割の解明

荻野 由紀子

九州大学 農学研究院

ゼニゴケの細胞分化関連変異体の 3 次元形態観察近藤 侑貴

東京大学大学院 理学系研究科

発生期のホルモン環境に依存する生殖器の発達

宮川 信一

東京理科大学 基礎工学部

周期的一斉開花植物コダチスズムシソウの進化と 6 年を測る生物時計機構の解明

柿嶋 聡

国立科学博物館 分子生物多様性研究資料センター

Mechanism of DNA damage inducing stem cell formation in the moss
Physcomitrella patens

Chunli CHEN

Huazhong Agricultural University, Collegeof Life Science and Technology

2019 年度

モデル生物・技術開発共同利用研究2019 年度

研究代表者名・所属

個別共同利用研究研究代表者名・所属

ヒメツリガネゴケの受精決定因子及び胚発生因子の解析

榊原 恵子

立教大学 理学部

D14L/KAI2 経路で働く新規アーバスキュラー菌根共生シグナル分子の探索と受容機構の解明亀岡 啓

大阪府立大学大学院 生命環境科学研究科

ミヤコグサ種内の一年生・多年生の分化プロセスの解明

若林 智美

奈良女子大学 理系女性教育開発共同機構

共生窒素固定の強化に関与するマメ科宿主植物遺伝子の解析

鈴木 章弘

佐賀大学 農学部

マメ科植物根粒共生系の脂質代謝に関する研究今井 博之

甲南大学 理工学部

ツツジ科スノキ属ナガボナツハゼの絶滅回避に向けた菌根菌共生メカニズムの
解明

富永 晃好

静岡大学 農学部

女王アリの長期間にわたる大量の精子貯蔵メカニズムの解明

後藤 彩子

甲南大学 理工学部

メダカを用いた長鎖ノンコーディング RNA の生理機能解析横井 佐織

北海道大学大学院 薬学研究院

光操作による細胞死誘導システムの開発と遺伝子組換えメダカの創出（第２期）

酒巻 和弘

京都大学大学院 生命科学研究科

メダカ属内における心臓再生能の比較評価

ディディエ
スタニエル

Max Planck Institute for Heart and Lung
Research, Department of Developmental
Genetics

メダカにおける血球の分化と機能および造血制御に関する解析加藤 尚志

早稲田大学 教育・総合科学学術院

異体類変態関連遺伝子のモデル生物を用いた機能解析横井 勇人

東北大学大学院 農学研究科

メダカを用いたリラキシン遺伝子の機能解析

日下部 誠

静岡大学 理学部

メダカ近縁種における性決定機構の解明

竹花 佑介

長浜バイオ大学 バイオサイエンス学部

頭索動物ナメクジウオの生殖ホルモンの研究

吉国 通庸

九州大学大学院 農学研究院

イネ内在性トランスポゾン nDART の挿入隣接ゲノム配列の同定

野々村 賢一

国立遺伝学研究所 実験圃場

花弁の老化過程におけるオートファジーの重要性

吉本 光希

明治大学 農学部

CRISPR/dCas9 を用いたエピゲノム編集による育種法の開発

池田 陽子

岡山大学 資源植物科学研究所

単細胞藻類の微小環境応答と「共生遺伝学」創成に向けた研究基盤の構築

丸山 真一朗東北大学大学院 生命科学研究科

マウス胚ノード細胞のカルシウム動態観察

水野 克俊

理化学研究所 生命機能科学研究センター

アブラムシの新奇形質・角状管にみられる関節構造形成とその進化

小川 浩太

九州大学 比較社会文化研究院

シロアリの高度な社会システムの進化を促した分子機構の解明

前川 清人

富山大学大学院 理工学研究部（理学）

シロアリの社会性進化に伴うゲノム変異の同定

林 良信

慶應義塾大学 生物学教室

キノコ栽培を行うシロアリの栽培共生系におけるシロアリ社会行動制御の分子
機構

北條 優

琉球大学 研究推進機構

社会性アブラムシの兵隊カーストに関する生態進化発生学的研究服部 充

長崎大学 水産・環境科学総合研究科

遺伝子発現レポーターアッセイ多検体・並列解析系の構築：時間的解像度と多点観察のバランスが取れたレポーター系の確立佐藤 昌直

北海道大学大学院 農学研究院

メダカを用いた味覚情報入力・出力に関わる脳神経経路の可視化

藍原 祥子

神戸大学大学院 農学研究科

歯周病のメダカ感染モデル作製についての検討

神谷 重樹

大阪府立大学 総合リハビリテーション学類

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

タンパク質架橋化酵素とその関連タンパク質に関する創薬科学的研究

人見 清隆

名古屋大学大学院 創薬科学研究科

II 型糖尿病モデルメダカのためのモノクローナル抗体の作製

松山 誠

重井医学研究所 分子遺伝部門

雌性配偶体特異的遺伝子発現誘導系を用いたシロイヌナズナ極核融合機構の解析西川 周一

新潟大学 理学部

赤外レーザによる温度操作に基づいた細胞走化性能制御法の探索

広井 賀子

山口東京理科大学 薬学部

119メダカの顔認知に関わる神経基盤の解明

竹内 秀明

岡山大学大学院 自然科学研究科

リュウキュウカジカガエルの高温耐性獲得に関わる HSF1 の分子進化及び機能
解析

井川 武

広島大学 両生類研究センター

タウタンパク質過剰発現メダカの行動解析

上野 智弘

京都大学大学院 医学研究科

半策動物ギボシムシの遺伝情報と表現型情報の整備およびそのゲノム編集系の
確立

川島 武士

国立遺伝学研究所 生命情報研究センター

チャハマキにおけるオス殺しウイルスの感染動態と致死要因の解明

井上 真紀

東京農工大学 農学府

染色体分配に関わる CENP-C の変異マウスの作成

深川 竜郎

大阪大学大学院 生命機能研究科

イネと宿主域根粒菌とのエンドファイト共生の成立機構の解明

内海 俊樹

鹿児島大学大学院 理工学研究科

アブラムシの共生器官特異的抗菌活性ペプチドの機能の解明

内海 俊樹

鹿児島大学大学院 理工学研究科

細胞骨格付随タンパク質の機能解析小田 祥久

国立遺伝学研究所 遺伝形質研究系

食性テントウムシにおいて種分化に関わる嗅覚受容体遺伝子の特定と機能解析

松林 圭

九州大学 基幹教育院

有用海産甲殻類の幼生変態を司る内分泌動態の解明

豊田 賢治

神奈川大学 理学部

基部陸上植物における精子走化性の分子機構

大和 勝幸

近畿大学 生物理工学部

Functional investigation of ApoD gene family in fishes

Yang LiuSun Yat-sen University, School of Life
Sciences, Department of Ecology

ライブイメージングと数理モデリングによる糖感知機構の解析

佐野 浩子

久留米大学 分子生命科学研究所遺伝情報研究部門

昆虫新奇形質の形成メカニズムの解明

新美 輝幸

自然科学研究機構 基礎生物学研究所

D14L/KAI2 経路で働く新規アーバスキュラー菌根共生シグナル分子による植物の遺伝子発現応答の解析

亀岡 啓

大阪府立大学大学院

2019 年度

統合ゲノミクス共同利用研究

ミズタマショウジョウバエ模様形成因子の探索

越川 滋行

北海道大学

アストロサイトによる慢性疼痛への治療アプローチ

竹田 育子

自然科学研究機構

爬虫類における温度依存型性決定のメカニズム解析

宮川 信一

東京理科大学

生命環境科学研究科

地球環境科学研究院
生理学研究所

基礎工学部

エダアシクラゲを用いた環境応答および再生を制御する機構の解明

中嶋 悠一朗東北大学

特異的な脂質を蓄積する植物の脂質生合成機構の解明

真野 昌二

自然科学研究機構 基礎生物学研究所

ホタルにおける発光形質の進化プロセスの解明と地域個体群の保全を志向した、
ポストホタルゲノムとしてのメタボロミクスとリシーケンス解析

大場 裕一

中部大学

応用生物学部

ショウジョウバエ種群における精子形成機構と脳神経系の発生機構の遺伝的多
様性の解析

粟崎 健

杏林大学

医学部

発生時・分化後に腸神経サブタイプを特異化する遺伝子コードのトランスクリ
プトームによる解明

二階堂 昌孝学際科学フロンティア研究所

兵庫県立大学大学院

アキノキリンソウ群（キク科）の生態ゲノム学的研究伊藤 元己

東京大学大学院

異なる染色体レース間に見られる遺伝構造：サッポロフキバッタを用いた解析

立田 晴記

琉球大学

ゲノム解析、及びトランスクリプトーム解析によるネコブセンチュウの病原性
機構の解明

門田 康弘

理化学研究所

生命理学研究科

総合文化研究科

農学部
環境資源科学研究センター

昆虫工場で作製した VLP（Virus like particle）内容物の解析

日下部 宜宏

九州大学

社会性アブラムシにおける比較ソシオゲノミクス

植松 圭吾

東京大学大学院

薬用植物トコンの不定芽形成過程に発現する遺伝子の RNA-seq を用いた網羅的解析

梅原 三貴久東洋大学 生命科学部

農学研究院

超長鎖 DNA を用いた新規ゲノム配列解析

郷 康広

自然科学研究機構

アリ類の新奇カーストの分化決定を司る遺伝的基盤の解明

宮崎 智史

玉川大学 農学部

道管液のペプチドミクス・プロテオミクスを用いた地下部 - 地上部間の相互作用
の探索

岡本 暁

新潟大学 農学部

総合文化研究科

生命創成探究センター

スギの全ゲノム配列の解読

上野 真義

森林研究・整備機構

森林総合研究所

カメムシ類の共生器官で特異的に発現する免疫関連遺伝子の網羅的解明

菊池 義智

産業技術総合研究所

生物プロセス研究部門

オミクス解析を用いたシジミチョウ－アリ共生系の分子基盤研北條 賢

関西学院大学

生体内少数細胞から代謝物質を測定する新規方法（TriVersa-qTOF 法）の開発
の試み

林 良樹

筑波大学 生存ダイナミクス研究センター

介在ニューロンサブタイプ同定により解き明かす、脊髄運動系神経回路の動作
機構

東島 眞一

自然科学研究機構 基礎生物学研究所

タツノオトシゴの育児嚢の形成に関わる分化因子の探査

川口 眞理

上智大学 理工学部物質生命理工学科

松田 洋一

名古屋大学 生命農学研究科附属鳥類バイオサイ
エンス研究センター

RAD シーケンスを用いたウズラ遺伝連鎖地図の作製と突然変異遺伝子の同定

120

研究代表者名・所属

理工学部

根圏における植物 - 放線菌相互作用の分子機構の解明

石垣 祐二

理化学研究所

キューバアノールトカゲのゲノム配列比較による進化可能性

河田 雅圭

東北大学 生命科学研究科

環境資源科学研究センター

DNA 倍加誘導に関わるエピゲノム制御機構の解明

高塚 大知

奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究
科・バイオサイエンス領域

ミヤコグサの異変異性ならびに新規草型変異体の原因遺伝子同定

深井 英吾

新潟大学

出生前後におけるライディッヒ細胞の分化転換機構の解明

嶋 雄一

川崎医科大学

自然科学系（農学部）

精子形成における CCR4-NOT 脱アデニル化酵素複合体による転写後制御の解析

栁谷 朗子

沖縄科学技術大学院大学 細胞シグナルユニット

ラン科植物シランを用いた寄生的菌根共生システムの解明

上中 弘典

鳥取大学

解剖学教室

農学部

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

新田 梢

東京大学大学院

総合文化研究科

脳の進化が種分化を促した？：交配前隔離を制御する脳内因子の同定

川口 将史

富山大学大学院

医学薬学研究部

根粒共生およびアーバスキュラー菌根共生の分子機構と進化の解明

川口 正代司自然科学研究機構 基礎生物学研究所

生物進化の分子機構の解明

長谷部 光泰自然科学研究機構 基礎生物学研究所

ゼブラフィッシュ精原細胞で発現する rRNA の解析

酒井 則良

国立遺伝学研究所

麹菌 Aspergillus oryzae の比較ゲノムによる多様性創出機構の解明

丸山 潤一

東京大学大学院 農学生命科学研究科

系統生物研究センター

ショートリードシークエンサーによる解析が困難な藻類のゲノム解析広瀬 侑

豊橋技術科学大学 環境・生命工学系

クローディン完全欠失上皮細胞の作製による細胞間隙輸送の再構成

古瀬 幹夫

自然科学研究機構 生理学研究所

Patch-seq を用いた大脳皮質神経回路内における抑制性サブタイプの機能解析

森島 美絵子

自然科学研究機構 生理学研究所

昆虫―微生物共生可能性の探索と分子基盤の解明

古賀 隆一

産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門

トゲオオハリアリのゲノム解読およびエピゲノム解析

岡田 泰和

首都大学東京 理学部

マウスの発生・成長に伴う生殖細胞の系譜動態と、変異や環境変化による遺伝
子発現変動の解析

吉田 松生

自然科学研究機構 基礎生物学研究所

新口動物に共通する生殖ホルモンとしてのリラキシンの研究

吉国 通庸

九州大学大学院 農学研究院

p53 誘導性プロテインホスファターゼ PPM1D およびそのファミリーの機能
解明

坂口 和靖

北海道大学大学院 理学研究院

オオミジンコのエピゲノム解析

渡邉 肇

大阪大学 工学研究科

有害赤潮原因種ヘテロカプサの毒性発現機構の解明

山崎 康裕

水産研究・教育機構 水産大学校生物生産学科

MBGD と MAPLE システムの融合によるゲノム解析の高度化

髙見 英人

海洋研究開発機構 海底資源研究開発センター

ゼノパスの四肢再生と皮膚再生で発現する遺伝子の網羅的解析横山 仁

弘前大学 農学生命科学部

トランスクリプトーム解析による有害赤潮プランクトンに対する魚類の応答解析

紫加田 知幸

水産研究・教育機構 瀬戸内海区水産研究所

新しい進化指標を用いての数十億年前の生体システムの仕組みの解析

堀越 正美

東京大学 定量生命科学研究所

一塩基分解能メチローム解読に基づくピロリ菌エピゲノム進化の解析

小林 一三

杏林大学 医学部感染症学教室

実用珪藻キートセラスのゲノム解析と遺伝子発現データベースの構築

伊福 健太郎京都大学大学院 生命科学研究科

R ベースのアンプリコン解析用 web アプリケーション：CLiCKAR の導入と運用

飯田 緑

九州工業大学大学院 情報工学研究院

上皮恒常性維持過程における平面内細胞極性の維持機構の解明

藤森 俊彦

自然科学研究機構 基礎生物学研究所

PacBio Sequencer を用いた DNA ミスマッチ直接検出法の確立

竹本 訓彦

国立国際医療研究センター 感染症制御研究部

軟体動物クサイロアオガイのゲノム解読と系統特異的転写因子の役割の解明

守野 孔明

筑波大学 生命環境系

テトラヒメナにおける大規模ゲノム再編成機構の解明

片岡 研介

自然科学研究機構 基礎生物学研究所

scRNA-seq から探る進化的に保存された脊椎動物器官形成期の細胞構成解明

入江 直樹

東京大学大学院 理学系研究科

Flexible ddRAD-seq 法による作物の集団遺伝学的解析および分子系統解析へ
の適用

矢嶋 俊介

東京農業大学 生物資源ゲノム解析センター

Cilia での輸送を担う IFT139 の結合分子の探索

橋本 寛

名古屋市立大学大学院 医学研究科

集団ゲノミクスによる性染色体進化プロセスの解明

菊池 潔

東京大学大学院 農学生命科学研究科付属水産実
験所

キイチゴ属をモデルとした種分化と多様化の解明

三村 真紀子

岡山大学大学院 自然科学研究科

神経マクロファージの機能解析とその特異的マーカーの探索

檜山 武史

岡山大学大学院 医歯薬学総合研究科

ゼブラフィッシュ胚を用いた血管形態形成メカニズムの解明

木村 英二

岩手医科大学 解剖学講座

糖尿病合併アルツハイマー病モデルマウスにおける大脳皮質・海馬神経細胞イメ
ージング

鈴木 香

国立長寿医療研究センター 分子基盤研究部

Evolutionary morphology of Crustacea, in the light of State-of-the-art
microscopy

梶 智就

University of Alberta, Department of
Biological Sciences

線虫 C. elegans における全脳イメージング技術の開発

小田 茂和

自然科学研究機構 基礎生物学研究所

細胞形状から解明する原生生物の行動様式

西上 幸範

北海道大学 電子科学研究所

細胞内伝熱過程の温度イメージングに基づくモデル化と解析

冨樫 祐一

広島大学大学院 理学研究科

開口放出センサーを終神経 GnRH3 ニューロン特異的に発現させたトランスジェニックメダカを使用した、脳内ペプチド開口放出のライブイメージング

阿部 秀樹

名古屋大学大学院 生命農学研究科

横山 仁

弘前大学 農学生命科学部

2019 年度

統合イメージング共同利用研究

アフリカツメガエルの四肢再生の研究に対する IR-LEGO の適用研究代表者名・所属

精神疾患モデル動物大脳皮質樹状突起構造の解析

佐々木 哲也

筑波大学 医学医療系

発達初期の小胞子の表面に現れる多糖モジュールの構造解析

石黒 澄衞

名古屋大学大学院 生命農学研究科

IR-LEGO 法を用いたオオミジンコにおける細胞特異的な遺伝子発現誘導システ
ムの開発と応用加藤 泰彦

大阪大学大学院 工学研究科

Identification of Subtype-Specific Cells and Their Biological function
after Spinal Cord Injury in Zebrafish Embryos

Huai-Jen
Tsai

Mackay Medical College, Institute of
Biomedical Sciences

Single-cell labeling to trace single neuronal precursors in zebrafish
embryonic brain

Yung-Shu
Kuan

National Taiwan University, Institute of
Biochemical Sciences

肢芽再生過程の細胞系譜追跡を長期かつマクロレベルで行うための IR-LEGO 実
験系の開発

森下 喜弘

理化学研究所 生命機能科学研究センター

R-Avr 認識後の細胞間防御応答シグナルの解析

別役 重之

筑波大学 生命環境系

Quantitative analysis of endothelial cortical actin organization in
vascular tubes.

Li-Kun Phng 理化学研究所 生命機能科学研究センター

121

CCR4-NOT 脱アデニル化酵素複合体による転写後制御の生理学的機能解析

栁谷 朗子

沖縄科学技術大学院大学 細胞シグナルユニット

Targeted perturbation of root growth with IR-LEGO

バスキン
トビアス

University of Massachusetts, Biology
Department

イモリ変異体の骨パターン解析竹内 隆

鳥取大学 医学部

コンピューター断層撮影法によるネッタイツメガエル近交系の 3D 表現型解析

鈴木 誠

広島大学 両生類研究センター

接合藻類アオミドロ傷害応答による原形質集積機構の解明

池谷 仁里

兵庫県立大学大学院 生命理学研究科

Establishment of 4D Single Cell Resolution Developmental Atlas ofZebrafish embryo

中村 哲也

Rutgers University, Human Genetics
Institute of New Jersey

細胞内共生起源学 −光合成共生体を認識し、取込み、維持するメカニズムを探る−

丸山 真一朗東北大学大学院 生命科学研究科

再生学異分野融合研究会

田村 宏治

東北大学大学院 生命科学研究科

異分野融合による次世代光生物学

寺北 明久

大阪市立大学大学院 理学研究科

2019 年度

2019 年度

研究会

大型スペクトログラフ共同利用実験研究代表者名・所属

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・細胞応答に関する硏究

有元 佐賀惠

岡山大学大学院 医歯薬学総合研究科

可視光線による皮膚細胞の応答山本 博之

日本薬科大学 薬学部

視運動反応を用いた魚類における波長感受性の計測

深町 昌司

日本女子大学 理学部

南極の気生緑藻 Prasiola crispa の光合成の波長依存特性

小杉 真貴子中央大学 理工学部

光照射が及ぼす渦鞭毛藻類へのウイルス感染の影響評価

中山 奈津子

水産研究・教育機構 瀬戸内海区水産研究所

単色光照明による反射分光スペクトル画像を利用したホールマウント色素濃度
計測系の開発爲重 才覚

横浜市立大学 木原生物学研究所

植物体内を通って根へ到達した光による微生物共生の活性化鈴木 章弘

佐賀大学 農学部

遊泳藻類の集団による非対称パターン形成機構の解析西上 幸範

北海道大学 電子科学研究所

緑藻ミルの新規フォトレセプターの探索

藤井 律子

大阪市立大学 複合先端研究機構

ナミテントウにおける凍結保存技術の確立と非モデル昆虫への応用

新美 輝幸

自然科学研究機構 基礎生物学研究所

真骨魚類に近い形質を示す条鰭類、スポッテッドガーの遺伝的多様性の保存

神田 真司

東京大学 大気海洋研究所

近交系マウス未成熟卵を用いた効率的ガラス化法の確立

伊藤 潤哉

麻布大学 獣医学部

ニホンザルを中心としたマカク属精子凍結保存法の開発

今井 啓雄

京都大学 霊長類研究所

魚類の精子凍結保存成績向上に向けた冷蔵保存ならびに凍結条件の検討

藤本 貴史

北海道大学大学院 水産科学研究院

ラット未受精卵および初期胚における凍結保存法の開発

金子 武人

岩手大学 理工学部

急速融解による新規ガラス化保存法の開発

関 信輔

秋田大学 バイオサイエンス教育・研究サポート
センター

サトイモの茎頂超低温保存法の確立と世界中から収集した 2000 系統の維持

本橋 令子

静岡大学 学術院農学領域

アーバスキュラー菌根菌分離株の低温保存技術の開発

大友 量

農業・食品産業技術総合研究機構 中央農業研究センター 土壌肥料研究領域

低毒性の保存液を用いた哺乳動物胚の平衡ガラス化凍結法の開発

枝重 圭祐

高知大学 農林海洋科学部

新規モデル両生類、イベリアトゲイモリの精子凍結保存法の開発

林 利憲

広島大学 両生類研究センター

除殻卵胚子を用いたカイコの新規保存方法の開発

伴野 豊

九州大学大学院 農学研究院

2019 年度

生物遺伝資源新規保存技術開発共同利用研究

磁性特性に基づく氷晶損傷阻止技術を適用した遺伝子資源保存方法の開発

122

研究代表者名・所属研究代表者名・所属

木原 久美子熊本高等専門学校 生物化学システム工学科

受賞2019 年度
第 26 回 日本植物生理学会 PCP 論文賞
金井 雅武（オルガネラ制御研究室 NIBB リサーチフェロー）
第 8 回 自然科学研究機構 若手研究者賞
北舘 祐（生殖細胞研究部門 助教）
International molecular moss science society（国際分子コケ植物学会）
Golden spore award 2019（黄金胞子賞）
長谷部 光泰（生物進化研究部門 教授）
第 31 回 高遠 ･ 分子細胞生物学シンポジウム ポスター発表

優秀賞

安藤 俊哉（進化発生研究部門 助教）
2019 年度 日本動物学会 Zoological science award（論文賞）・藤井賞
新美 輝幸

森田 慎一（進化発生研究部門）

123プレスリリース一覧＜ 2019 年度＞
2019 年 4 月 8 日
ほ乳類胚の胚が発生を一旦止める機構 〜胚の発生の休止と再開は領域
により細胞間で異なる〜( 基礎生物学研究所 初期発生研究部門 )2019 年 4 月 9 日
メダカのストレスに対する応答性の季節変化に長鎖ノンコーディング
RNA が関与していることを発見( 基礎生物学研究所 季節生物学学研究部門 )2019 年 10 月 11 日
植物がクローン繁殖体をつくる仕組みをコケで解明 〜重要遺伝子"KARAPPO" を発見〜
( 神戸大学、基礎生物学研究所 細胞動態研究部門・生物機能解析セン
ター、熊本大学、理化学研究所、近畿大学 )2019 年 4 月 11 日
カブトムシの角（ツノ）にオスとメスとの違いが現れる時期の特定に成功( 基礎生物学研究所 進化発生研究部門 )2019 年 10 月 11 日
虹色に輝く「クシ」の謎 ～クシクラゲに特有のタンパク質を発見～( 筑波大学、基礎生物学研究所 進化ゲノミクス研究室 )2019 年 4 月 24 日
イモリの再生能力の謎に迫る遺伝子カタログの作成 ～新規の器官再生研究モデル生物イベリアトゲイモリ～( 基礎生物学研究所 生物機能解析センター・新規モデル生物開発セン
ター、鳥取大学、琉球大学、広島大学、中央大学、産業技術総合研究所、学習院大学 )

2019 年 10 月 16 日
有害赤潮藻シャットネラの遺伝子配列を解読し、データベースを公開( 瀬戸内海区水産研究所、基礎生物学研究所 ゲノム情報研究室 )2019 年 4 月 26 日
ゲノム編集技術と顕微鏡技術を駆使し、内在性のタンパク質の濃度とタンパク質間相互作用の強さを生きた細胞で定量することに成功( 基礎生物学研究所 定量生物学研究部門、自然科学研究機構 生命創成
探究センター )2019 年 4 月 30 日
カイコの「核を持たない精子」の形成に関わる遺伝子の特定に成功( 基礎生物学研究所 進化発生研究部門 )2019 年 5 月 22 日
魚類が高速遊泳をするときに遅筋の活動を抑える神経機構を特定( 基礎生物学研究所 神経行動学研究部門、自然科学研究機構 生命創成
探究センター )2019 年 6 月 7 日
植物の葉の配列における対称性の破れ( 東京大学、基礎生物学研究所、自然科学研究機構 アストロバイオロ
ジーセンター )2019 年 6 月 20 日
ダイズの油の品質と収量を向上させる新たな仕組みの発見( 基礎生物学研究所 オルガネラ制御研究室 )2019 年 6 月 25 日
アーバスキュラー菌根菌の純粋培養に世界で初めて成功 ～微生物肥料としての大量生産に道～( 大阪府立大学、基礎生物学研究所 共生システム研究部門、信州大学、
北海道大学、科学技術振興機構 )2019 年 7 月 9 日
単独で普通の細胞を直に幹細胞に変えるステミン遺伝子の発見( 基礎生物学研究所 生物進化研究部門、名古屋大学、金沢大学 )2019 年 7 月 24 日
プラナリアの生殖戦略の転換にはアミノ酸代謝の変化が関与している～トリプトファン代謝産物セロトニンは卵巣誘導因子として働く～( 弘前大学、基礎生物学研究所 生物機能解析センター、慶応義塾大学 )2019 年 8 月 28 日
脊椎動物のからだの繰り返し構造のもととなる「体節」が迅速に形成される仕組みを解明( 埼玉大学、基礎生物学研究所 分子発生学研究部門 )2019 年 9 月 3 日
オートファジーは活性酸素の蓄積を抑え気孔開口を可能にする！ 〜植物の光合成を支える新しいメカニズムを発見〜( 山口大学、基礎生物学研究所 オルガネラ制御研究室 )2019 年 9 月 10 日
花作りのスイッチを入れる遺伝子の新たな機能を発見 ～花は咲かせ
ずとも緑藻の光防御を制御する～( 基礎生物学研究所 環境光生物学研究部門、名古屋大学、高知大学 )2019 年 9 月 24 日
哺乳類と鳥類における SOX9 機能の保存性の比較解析 〜軟骨形成と精巣形成でそれぞれの保存性を持つ〜( 東京医科歯科大学、基礎生物学研究所 生物機能解析センター )124

2019 年 9 月 27 日
遺伝子を OFF にする仕組みに寄与する染色体の新たな修飾を発見( 基礎生物学研究所 クロマチン制御研究部門 )2019 年 11 月 15 日
植物のユニークな細胞分裂の仕組みを解明( 国立遺伝学研究所、北海道大学、基礎生物学研究所 生物進化研究部門、
名古屋大学 )
2019 年 11 月 22 日
マメ科植物の根粒と側根の発達は共通した遺伝子が制御することを発見( 基礎生物学研究所 共生システム研究部門、理化学研究所 )2019 年 11 月 26 日
光化学系 II- 集光装置超複合体の立体構造を決定 〜分子量 166 万の巨
大集光マシンの全貌が明らかに〜( 基礎生物学研究所 環境光生物学研究部門、生理学研究所 )2020 年 1 月 7 日
植物の根に重力方向を伝える新しい因子の発見 ～オーキシンを重力側へより多く分配するしくみ～( 基礎生物学研究所 植物環境応答研究部門、東京大学、奈良先端科学
技術大学院大学、科学技術振興機構）
2020 年 1 月 22 日
サンゴは環境変化に合わせて産卵日を選ぶ 〜海水温や風速などの環境要因が同調的な産卵行動に与える影響を解析〜( 東北大学、基礎生物学研究所 形態形成研究部門、お茶の水女子大学 )2020 年 2 月 5 日
生殖細胞形成に関わる遺伝子の発現を選択的に抑制する仕組みを発見( 基礎生物学研究所、自然科学研究機構 新分野創成センター )2020 年 2 月 18 日
愛情ホルモンが左右するメダカの異性の好み ～オスとメスで逆に働く
オキシトシン～( 北海道大学、岡山大学、東北大学、基礎生物学研究所 バイオリソー
ス研究室 ･ 生命熱動態研究室 )2020 年 2 月 28 日
フラボノイド生合成酵素の「影武者」カルコン異性化酵素類似タンパク質 〜陸上植物の生存戦略におけるその役割〜( 東北大学、金沢大学、基礎生物学研究所 多様性生物学研究室、理化学研究所 )
2020 年 3 月 4 日
左右の協調的な運動を担う交叉型抑制性神経細胞の重要性が明らかに( 基礎生物学研究所 神経行動学研究部門、自然科学研究機構 生命創成
探求センター )2020 年 3 月 13 日
細胞内の物流を促す分子のパスポートを利用したバイオ医薬品の生産向上( 名古屋市立大学、自然科学研究機構 生命創成探求センター、分子科学研究所、基礎生物学研究所 定量生物学研究部門 )2020 年 3 月 18 日
力による細胞 - 細胞間接着の制御機構 〜力で組織が強くなるしくみ〜( 基礎生物学研究所 形態形成研究部門 )2020 年 3 月 30 日
無花粉スギの原因遺伝子（MALE STELARITY 1）を同定 〜 MALESTELARITY 1 を持つスギを DNA 分析で迅速・正確に識別する手法を開発〜( 新潟大学、森林総合研究所、東京大学、基礎生物学研究所 生物機能
解析センター・進化ゲノミクス研究室 )基礎生物学研究所コンファレンス
基礎生物学研究所コンファレンスは、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場として、また最先端の研究成果発表と議論の場として、国内外から多くの研究者が参加しています。

第 67 回基礎生物学研究所コンファレンス
Quest for Orthologs「オーソログの探求」
開催期間：2019 年 7 月 31 日〜 8 月 2 日
会場：岡崎コンファレンスセンター
オーガナイザー：
Christophe Dessimoz (University of Lausanne,
Switzerland)
Toni Gabaldón (Centre for Genomic Regulation (CRG),
Spain)
Erik Sonnhammer (Stockholm University, Sweden)
Paul D. Thomas (University of Southern California,USA)
岩崎 渉 ( 東京大学 )内山 郁夫 ( 基礎生物学研究所 )工樂 樹洋 ( 理化学研究所 )重信 秀治 ( 基礎生物学研究所 )招待講演者
Christophe Dessimoz (University of Lausanne, Switzerland)
Dannie Durand (Carnegie Mellon University, USA)
Toni Gabaldón (Centre for Genomic Regulation (CRG),
Spain)
Steven Kelly (University of
Oxford, UK)
Aida Ouangraoua (University of
Sherbrooke, Canada)
Erik Sonnhammer (Stockholm
University, Sweden)
Paul D. Thomas (University ofSouthern California, USA)岩崎 渉 ( 東京大学 )内山 郁夫 ( 基礎生物学研究所 )金久 實 ( 京都大学 )工樂 樹洋 ( 理化学研究所 )重信 秀治 ( 基礎生物学研究所 )

開催報告
内山 郁夫
（ゲノム情報研究室）
本会議は、多様な生物に対象が拡大しているゲノム研究において、それらを種間で比較する際の基盤技術である「オーソログ解析」に焦点をあて、その基礎から応用までを俯瞰することを目指して開催された。本会議の母体は、オーソログ推定の方法論の開発者を中心として形成された国際コンソーシアム Quest for Orthologs 会議である。
2009 年から隔年で開催されており、オーソログ解析にまつわる最新の研究発表や情報交換に加えて、手法評価のためのベンチマークや、入力に用いるリファレンス配列
セット、
オーソログ関係を表現する共通フォーマットなど、共通の課題について議論を行い成果を挙げてきた。10 年目の節目となる本会議は、欧米以外としては初めて日本での開催となり、約半数が日本からの参加者であった。本分
野における日本の存在を一定程度アピールできたと思う。
また、今回「NIBB コンファレンス」として開催するにあたり、当研究所で行われている多様な生物を用いた研究への応用を念頭に、オーソログ解析手法の遺伝子機能推定や進化学研究への応用にも力点を置いた構成とした。方法論の開発者が中心のコンソーシアムにとっても刺激的な会となったのではないかと思う。
会議は、それぞれオーソログ解析の手法やデータベースの開発、機能推定への応用、進化解析への応用、オーソロ
グ解析に関する新たな課題をテーマとした 4 つのセッションからなり、4 件の基調講演を含む招待講演 22 件に加え、若手研究者による一般口頭発表 8 件とポスター発表 14 件が行われた。2 日目の最後には Round table discussionが行われ、オーソログ解析手法を開発する立場と応用する立場の研究者の間で活発な議論が展開された。
全体的に、本会議はオーソログ解析の方法論という分野にフォーカスしつつ、基礎から応用まで幅広い観点からの発表が揃い、ゲノム研究を支える基盤として、本分野の現状と将来を俯瞰する良い機会となったと思う。また、コンソーシアムの意向もあって、若手研究者向けの旅費支援に予算の多くをあて、国内外から多くの若手研究者が参加したことも、議論を活性化する助けとなった。本会議を盛り上げていただいたすべての発表者・参加者の皆様、財政的支援をいただいた日本バイオインフォマティクス学会と大幸財団、並びに会の運営を強力に支援していただいた研究
力強化戦略室国際連携グループの皆様に深く感謝します。

125

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。2019 年 7 月に、阿形清和所長と上野直人副所長がEMBL を訪問し、連携協定が更新されました。

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）

小森彰夫自然科学研究機構長の署名による協定更新文書を持参した
阿形清和所長（右）と EMBL 所長 Edith Heard 博士（左）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）1262013 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
2015 年 10 月 22 日〜 24 日
The 17th International EMBL PhD Symposium への学生派遣（Heidelberg Germany）と EMBL ラボ訪問
2017 年 10 月 19 日～ 21 日
The 19th 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

NIBB 訪問2005 年 10 月 26 日
"A Database for Cross-species Gene Expression
Pattern Comparisons"Thorsten Henrich 博士

2006 年 9 月 19 日
Rudolf Walczak 大学院生
Julie Cahu 大学院生

2005 年 11 月 8 日"Control of Proliferation and Differentiation in theDeveloping Retina"
Jochen Wittbrodt 博士

2008 年 1 月 10 日
Thorsten Henrich 博士
2019 年 8 月 21 日
Ewan Birney 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
2016 年 7 月 12 日
"An atypical RNA-binding Tropomyosin recruits
kinesin-1 to oskar mRNA for transport in the
Drosophila oocyte”
Anne Ephrussi 博士
2019 年 8 月 21 日
"Outbred Genetics in Medaka fish and humans bringing models and medicine together”
Ewan Birney 博士

EMBL 訪問2005 年 10 月 10 日〜 22 日
斎藤 大助（生殖遺伝学研究部門）
田中 実（生殖遺伝学研究部門）
2013 年 12 月 4 日〜 6 日
村田 隆（生物進化研究部門）
2015 年 3 月 10 日〜 11 日
上野 直人（形態形成研究部門）
野中 茂紀（時空間制御研究室）
亀井 保博（光学解析室）

EMBO ミーティング参加
2013 年 6 月 26 日～ 29 日
三井 優輔（分子発生研究部門）
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）
2014 年 10 月 6 日～ 9 日
陳 秋紅（分子発生研究部門）
2014 年 10 月 9 日～ 12 日
伊神 香菜子（生殖細胞研究部門）
2015 年 5 月 6 日～ 9 日
藤森 俊彦（初期発生研究部門）

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）

127

プリンストン大学との連携活動
2010 年 3 月に自然科学研究機構（NINS）がアメリカのプリンストン大学と締結した学術交流協定に基づき、基礎生物学研究所はプリンストン大学との間で、生命科学分野での研究者の交流を進めています。2018 年には、自然科学研究機構が、連携協定を結ぶ海外研究機関等との国際共同研究を推進するために、NINS 国際連携研究センター（NINS-IRCC）を設立しました。これまでのプリンストン大学との生命科学分野での交流を発展させ、さらなる国際共同研究を推進するために、IRCC に定量・イメージング生物学研究部門（IRCC-QIB）が 2019 年 4 月に設置されました。IRCC-QIB の部門長は形態形成研究部門の上野直人教授が兼任しています。

NIBB - プリンストン大学 合同会議
第 1 回 2011 年 11 月 1 日〜 2 日Proteomics, Metabolomics, and Beyond（岡崎）第 2 回 2019 年 10 月 28 日〜 30 日
Imaging and Quantitative Biology（岡崎）NIBB - プリンストン大学 合同トレーニングコース
2017 年 7 月 19 日〜 21 日
NIBB - Princeton Joint Proteomics Training
Couse Protein Identification, Quantification andCharacterization（岡崎）プリンストン大学訪問

NIBB 滞在2010 年 3 月〜 5 月
Dr. Dayalan Srinivasan(Ecology and Evolution Dept., Princeton University)

プリンストン大学滞在2016 年 9 月 22 日 〜 2017 年 8 月 31 日
鈴木 誠（基礎生物学研究所 形態形成研究部門）
自然科学研究機構「戦略的国際交流加速事業」

2011 年 2 月 16 日 〜 19 日
吉田 松生（基礎生物学研究所）

2016 年 10 月 10 日 から 3 年間
橋本 寛（基礎生物学研究所 形態形成研究部門）
自然科学研究機構「戦略的国際交流加速事業」

2011 年 2 月 15 日 〜 19 日
重信 秀治（基礎生物学研究所）

ゲストセミナー2018 年 11 月 5 日〜 6 日
上野 直人（基礎生物学研究所）
青木 一洋（基礎生物学研究所）
重信 秀治（基礎生物学研究所）
2019 年 6 月 4 日〜 6 日
上野 直人（基礎生物学研究所）
青木 一洋（基礎生物学研究所）
椎名 伸之（基礎生物学研究所）

NIBB 訪問2010 年 3 月 11 日
Prof. A. J. Stewart Smith (Dean for Research,
Princeton University)
Prof. Lynn Enquist (Chair, Department of Molecular
Biology, Princeton University)
2017 年 7 月 18 日〜 22 日
Prof. Ileana M. Cristea (Department of Molecular
Biology, Princeton University)
Dr. Todd Greco (Department of Molecular Biology,
Princeton University)
2017 年 10 月 17 日
Prof. Pablo Debenedetti (Dean of Research,
Department of Chemical and Biological Engineering,
Princeton University)

128

2019 年 4 月 1 日
Mr. Dean Edelman (Office of Corporate Engagement
and Foundation Relations, Princeton University)

2016 年 9 月 23 日
“Virology meets Proteomics: Understanding humanorganelle remodeling in space and time during viral
infection”
Prof. Ileana M. Cristea (Department of Molecular
Biology, Princeton University)
2018 年 6 月１１日
“New Roles for Motile Cilia in Development andDisease”
Associate Prof. Rebecca D. Burdine (Department of
Molecular Biology, Princeton University)
2019 年 1 月 15 日
“Single cell resolution of animal development”
Prof. Michel Levine (The Lewis-Sigler Institute forIntegrative Genomics / Department of Molecular
Biology, Princeton University)

第 2 回 NIBB - プリンストン大学 合同会議
Imaging and Quantitative Biology
開催期間：2019 年 10 月 28 日～ 30 日
会場：岡崎コンファレンスセンター

開催報告
青木 一洋 ( 基礎生物学研究所/ExCELLS/IRCC-QIB)
上野 直人 ( 基礎生物学研究所/IRCC-QIB)

オーガナイザー：

第 2 回 NIBB-Princeton 合同シンポジウム "Imaging

Michael S. Levine (Princeton Univ.)and Quantitative Biology" が、2019 年 10 月 28

Danelle Devenport (Princeton Univ.)日（ 月 ） 〜 30 日（ 水 ） に 岡 崎 コ ン フ ァ レ ン ス セ ン

青木一洋 ( 基礎生物学研究所 /ExCELLS/IRCC-QIB)

ターにて開催された。2010 年から自然科学研究機

上野直人 ( 基礎生物学研究所 /IRCC-QIB)

構とプリンストン大学との学術連携協定に基づく学術
交流と共同研究が始まり、2011 年の第 1 回 NIBB-

招待講演者

Princeton 合同シンポジウムが開催された。今回は、Rebecca D. Burdine (Princeton Univ., USA)

基礎生物学研究所、プリンストン大学だけでなく、自然

Ileana Cristea (Princeton Univ., USA)

科学研究機構 国際連携研究センター（IRCC）も主催とDanelle Devenport (Princeton Univ., USA)して、また生理学研究所、分子科学研究所、生命創成

Michael S. Levine (Princeton Univ., USA)

探究センター、先端バイオイメージング支援プラット

Jared E. Toettcher (Princeton Univ., USA)

フォーム（ABiS）が共催として本合同シンポジウムの

Haw Yang (Princeton Univ., USA)

企画や運営にたずさわった。

青木 一洋 ( 基礎生物学研究所 /ExCELLS/IRCC-QIB)

本シンポジウムでは、分子から細胞、胚発生、個体や飯野 亮太 ( 分子科学研究所 /IRCC-QIB)

個体間の共生や感染、さらには脳の情報処理など非常に

内橋 貴之 (ExCELLS/ 名古屋大学 )多岐にわたる生命現象を対象とした話題提供であった

大澤 志津江 ( 名古屋大学 )が、いずれも「イメージングと定量生物学」をキーワー

北館 祐 ( 基礎生物学研究所 )ドに緩く結びついており、良くオーガナイズされたシン木下 典行 ( 基礎生物学研究所 )ポジウムの編成であった。イメージング技術や光遺伝学

郷 康広 ( 生理学研究所 / ExCELLS)を駆使した解析から 1 細胞シーケンシングや質量分析

椎名 伸之 ( 基礎生物学研究所 / ExCELLS)を使ったオミックス解析、さらには液 - 液相分離や機械

重信 秀治 ( 基礎生物学研究所 )学習といった最新の技術を余すことなく網羅しており、

征矢野 敬 ( 基礎生物学研究所 )生命科学のダイナミックな進展をいやがうえにも感じ

高田 慎治 ( 基礎生物学研究所 /ExCELLS)

させる講演であった。ポスター発表では、自然科学研究高橋 俊一 ( 基礎生物学研究所 )機構の研究所やセンター、さらには他大学の研究者らに

近添 淳一 ( 生理学研究所 )よる活発な議論が行なわれた。プリンストン大学からは

根本 知己 (ExCELLS / 生理学研究所 )4 名の研究者が参加し、さらに国内からの参加も含めた

深谷 雄志 ( 東京大学 )85 名の参加者が集い、3 日間にわたって熱い議論を交藤森 俊彦 ( 基礎生物学研究所 )わした。自然科学研究機構とプリンストン大学との連

森田（寺尾）美代 ( 基礎生物学研究所 )携が大きく発展してきたことを十分に裏付けるものであった。
最後に、すべての参加者と、本シンポジウムの運営にあたった基礎生物学研究所 国際連携室、自然科学研究機構 国際連携研究センター、およびオーガナイザー研
究室の方々に感謝する。

129

COS Heidelberg との連携活動
ドイツ・ハイデルベルグ大の Centre for Organismal Studies Heidelberg (COS Heidelberg) は、生物学研究を推進する研究センターです。基礎生物学研究所と COS Heidelberg との間では、これまでにも小型魚類、サンゴ、植物、顕微鏡に関する共同研究や、研究者や大学院生の相互訪問などが行われてきました。2019 年 7 月に両者の間で連携協定を締結し、今後、共同研究の推進、技術や情報の共有、研究者や大学院生の相互訪問が活発に行われることが期待されます。
2019 年 9 月 8 日〜 9 日
Dr. Annika Guse (W2 Professorship, COS Heidelberg)

連携協定調印式にて、COS Heidelberg 所長の Jan Lohmann 博士（左）と基礎生物学研究所 阿形清和所長

COS Heidelberg 訪問
2019 年 7 月 1 日〜 2 日
阿形 清和（基礎生物学研究所）
上野 直人（基礎生物学研究所）

NIBB 訪問2019 年 5 月 21 日〜 22 日
Prof. Jan Lohmann (Managing Director, COS
Heidelberg)
2019 年 5 月 30 日
Dr. Alex Meizel (W2 Professorship, COS Heidelberg)

130

COS Heidelberg ゲストセミナー
2019 年 5 月 21 日
“Signal Integration in Plant Stem Cells”
Prof. Jan Lohmann (Managing Director, COS
Heidelberg)
2019 年 9 月 9 日“Molecular Mechanisms of Coral-Algal Endosymbiosis”
Dr. Annika Guse (W2 Professorship, COS Heidelberg)

共同研究
刺胞動物の光応答メカニズムの解明
Dr. Annika Guse (W2 Professorship, COS Heidelberg)
上野 直人（基礎生物学研究所）

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。また、2015 年 8 月には、連携協定の継続期間を 5 年間延長しています。

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" (Cologne, Germany)

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）NIBB 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）2016 年 8 月 18 日〜 30 日
The 9th NIBB International Practical Course, The
4th NIBB-TLL Joint International Practical Course"Genetics and Imaging of Medaka and Zebrafish"（岡崎）

テマセク生命科学研究所  
（TLL 提供）

The NUS/TLL/NIBB joint practical workshop on "Genetics,
Genomics and Imaging in Medaka & Zebrafish"(Singapore 2012)

第３回 NIBB-TLL-MPIPZ 合同シンポジウム
Cell Cycle and Development(TLL, Singapore 2011)131

Global BioImaging との連携活動
基礎生物学研究所は、先端的な顕微鏡や新たな画像解析手法の開発、統合イメージング共同利用研究や生物画像解
析トレーニングコースの実施、先端バイオイメージング支援プラットフォーム（ABiS）の中核拠点としての研究支
援活動に取り組んでいます。“Global BioImaging (GBI)”は、欧州のバイオイメージング研究拠点ネットワークである“Euro-BioImaging   (EuBI)”が進める、国を超えたネットワーク構築によって国境を超えた相互協力体制を整備する地球規模の取組です。2018 年 9 月に ABiS と EuBI が連携協定を結んだのを機に、基礎生物学研究所は、毎年開催される“Exchange of Experience (EoE、実績・経験に基づく意見交換のための実務者会議 )”に参加するなど、その連携活動に携わっています。

ABiS-GBI 合同シンポジウム
2018 年 10 月 31 日
ABiS-GBI-OIST-ResonanceBio Joint Symposium“Frontiers in Bioimaging”（OIST、沖縄）

ABiS-GBI 合同トレーニングコース
2018 年 11 月 1 日〜 4 日
GBI-ABiS International Training Course for Bioimage
Analysis（OIST、沖縄）

EoE III での連携協定調印式
ABiS 事業の中核機関の実施責任者である山本正幸基礎生物学研究所長と井本敬二生理学研究所長の署名による締結文書を持参した上野直人教授とEuBI 代表の Jan Ellenberg 博士

Exchange of Experience (EoE) への参加
2018 年 9 月 14 日～ 15 日
Exchange of Experience III（Sydney, Australia）
上野 直人（基礎生物学研究所）
2019 年 9 月 13 日〜 14 日
Exchange of Experience IV（Singapore, Singapore）
上野 直人（基礎生物学研究所）
真野 昌二（基礎生物学研究所）
立松 圭（基礎生物学研究所）

ABiS-GBI-OIST-Resonance Bio Joint Symposium“Frontiers in Bioimaging”(OIST, 沖縄 , 2018)2020 年 9 月 8 日〜 9 日
Exchange of Experience V（オンライン）
上野 直人（基礎生物学研究所）

GBI-ABiS International Training Course for Bioimage Analysis (OIST, 沖縄 ,2018)

Exchange of Experience  IV（Singapore,  Singapore）

132

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。
第１回 2007 年 1 月 15 日〜 24 日
The 1st course "Developmental Genetics of Zebrafish
and Medaka"（Heidelberg, Germany）
第２回 2008 年 3 月 3 日〜 12 日
The 2nd course "Developmental Genetics of Zebrafish
and Medaka II"（岡崎）
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）
第６回 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）

第７回 2012 年 7 月 22 日〜 31 日
The NUS/TLL/NIBB joint practical workshop on"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）
第９回 2016 年 8 月 18 日〜 30 日
The 9th NIBB International Practical Course, The
4th NIBB-TLL Joint International Practical Course"Genetics and Imaging of Medaka and Zebrafish"（岡崎）
第 10 回 2018 年 9 月 20 日～ 29 日
The 10th NIBB International Practical Course"Genome Editing and Imaging of Fish and Amphibians"（岡崎）
第 11 回 2020 年 10 月 19 日～ 29 日
The 11th NIBB International Practical Course,
2020 Academia Sinica / NIBB Joint International
Workshop“Genome Editing, Imaging and Regenerationin Medaka and Zebrafish, and Sea Urchin
Embryogenesis”（台湾）（延期）133

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は、生物情報学を必ずしも専門としない生物研究者が、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コースです。講義とコンピュータを用いた演習を組み合わせて実施しています。

ゲノムインフォマティクス・トレーニングコース
2019 夏「RNA-seq 入門 - NGS の基礎から de novo 解析まで」

ゲノムインフォマティクス・トレーニングコース
2020 春「RNA-seq 入門 - NGS の基礎から de novo 解析まで」

開催期間 ：（準備編）2019 年 5 月 16 日～ 5 月 17 日

開催期間 ：（準備編）2020 年 2 月 2 ７日～ 2 月 28 日

（実践編）2019 年 5 月 30 日～ 5 月 31 日

オーガナイザー：

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）

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）

内山 郁夫（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）

講師：

講師：

佐藤 昌直（北海道大学大学院 農学研究院）

佐藤 昌直（北海道大学大学院 農学研究院）

山口 勝司（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）

西出 浩世（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）

西出 浩世（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）

中村 貴宣（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）

中村 貴宣（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）

杉浦 宏樹（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）

尾納 隆大（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）
杉浦 宏樹（基礎生物学研究所 生物機能解析センター）

実習内容（準備編 ： UNIX・R・NGS の基本）

実習内容

UNIX 基礎（準備編 ： UNIX・R・NGS の基本）

シェルスクリプト

UNIX 基礎R 入門

シェルスクリプト

統計学入門

R 入門

NGS 基本データフォーマット

NGS 基本データフォーマット

NGS 基本ツール

NGS 基本ツール

テキスト処理テキスト処理

統計学入門

演習

演習

（実践編 ： RNA-seq 解析パイプライン）
RNA-seq 入門 概論

受講生

NGS 基本データフォーマット復習
NGS 基本ツール：Bowtie2、samtools、IGV など
統計学入門
RNA-seq 基礎、ゲノムベース、トランスクリプトベース、

de novo
多変量解析
機能アノテーションと GO 解析
実践演習
まとめ

134

準備編

：

受講生

28 名（応募総数 121 名）

実践編

：

受講生

30 名（応募総数 128 名）

26 名（応募総数 109 名）

開催報告
ゲノムインフォマティクス・トレーニングコース
オーガナイザー 内山 郁夫（生物機能解析センター 情報管理解析室）
ゲノムインフォマティクス・トレーニングコース (GITC) は、次世代シークエンサー (NGS) の登場により、大規模なシー
クエンスデータを解析する必要に迫られた実験生物学者を対象としたインフォマティクス技術のトレーニングコースです。
手持ちのデータを解析するために直ちに必要となるプログラムの使い方など実践的な内容に加えて、大規模なデータ解析を行う際に必要となる計算機操作や統計的な考え方など、実験生物学者があまり触れてこなかったと思われる基礎的な内容にも力を入れた構成になっています。GITC はこれまで初級向け、中級向けなど複数のコースを実施してきていますが、今年
度は、５月と 2 月に「RNA-seq 入門」のコースを実施しました。
「RNA-seq 入門」は、「準備編」と「実践編」の 2 部構成となっており、「準備編」は解析プラットフォームとしてのUNIX や R の使い方と NGS データの基本的な取扱いについて習熟することを、「実践編」は実際に RNA-seq データを処理し、統計解析を行って生物学的に有用な結果を得るまでの流れを習得することを目標とします。通常、両者は２～３週間の間をおいて開催され、両方を通して受講することで、まったくの初心者の方でも、手持ちのデータを解析するために必要な一通りの知識と技術が身につくような構成になっています。また受講者の準備状況や習熟度によっては、どちらか一方のみに参加することも可能です。GITC の看板コースであり、近年は応募者が１００名を大きく超えるようになっています。
受講者からも高い評価をいただいており、５月に行ったコース後のアンケートからも、「まったくの初心者であったが、丁寧なサポートがあり、なんとかついていくことができた」「実践編は内容が盛りだくさんでやや難しかったが、今後学習を継続するモチベーションを持つことができた」といった、好意的な反応が寄せられました。
ただ、２回目の「RNA-seq 入門（2020 年春）」は、新型コロナウィルス感染症の拡大が懸念される中での開催となり、結果として「準備編」は一度延期して当初の「実践編」の日程で実施し、「実践編」の方は次年度に延期することとなりました。
また実施した「準備編」においても、参加者のキャンセルが相次ぎ、当日は参加者間の情報交換の場として予定していた懇親会を中止したほか、プログラム内容を一部変更し、またマスク着用など感染防止に配慮した形での開催となりました。完
全な形での開催ができなかったことは残念でしたが、延期となった「実践編」についても、コロナウィルス感染症の状況を見極めつつ、効果的に行えるようにしたいと思います。

135

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 2019
開催期間：2019 年 12 月 10 日～ 12 月 12 日
会場：基礎生物学研究所
オーガナイザー・講師：
代表：加藤 輝（ExCELLS、基礎生物学研究所）
野中 茂紀（ExCELLS、基礎生物学研究所）

開催報告
オーガナイザー 加藤 輝
（生命創成探究センター 生物画像情報解析グループ）
生命創成探究センター（ExCELLS）、基礎生物学研究所、
ならびに新学術領域研究「学術研究支援基盤形成」先端

村田 隆（基礎生物学研究所）

バイオイメージング支援プラットフォーム（ABiS）の共亀井 保博（基礎生物学研究所）

催により、「生物画像解析トレーニングコース 2019」を

小山 宏史（基礎生物学研究所）

12 月 10 日～ 12 日 に開催しました。本コースは、顕微観察画像の取り扱いについて比較的初心者である生物系

スーパーバイザーの研究者を対象に、画像処理・解析に関し「簡単な問題は

上野 直人（基礎生物学研究所）

自分で解決できる」あるいは「技術的に高度な課題につい藤森 俊彦（基礎生物学研究所）てはその道の専門家と生産的な議論ができる」ための基盤

高田 慎治（ExCELLS、基礎生物学研究所）を習得することを目標に定めています。第 6 回目の開催となった本年度開催分では、16 名の定員に対し 43 名のプログラム

応募があり、本コースが設定する学習機会にたいする需要

はじめに （加藤）の高さを窺わせるものとなりました。

クイックスタート（村田）・ImageJ ことはじめ・デジタル顕微観察画像
画像処理・解析の基礎

講義・実習（加藤）・画像の基礎（畳み込み演算、カーネルの畳み込みの意味）
・前処理の基礎（カーネル処理（線形）、非線形フィルタ（中央値））
・定量化（２値化（自動閾値（大津の方法））、ラベリング、面積、数などの決定）ImageJ マクロ講義・実習（野中）・マクロとは何か、基本編
・マクロプログラミング実践編
画像の定量化について

講義・実習（加藤，小山）

定量的生物画像解析について実践的な演習
・Intensity の定量
・動き，数，形の定量
・画像の特性（模様など）の定量
講義「画像解析のための顕微鏡の基礎知識」（村田）講義「顕微鏡概論」（亀井）顕微鏡見学会（亀井）ディスカッション
受講者数

136

18 名

本コースでは、解析に用いる画像を取得する際に留意すべき点をはじめ、画像処理・解析の基礎に至る一連の過程についての講義を行いました。さらに、生物画像処理・解析のための代表的なソフトウェアの一つである ImageJと教材を予めインストールした PC を参加者全員に貸与
し、ImageJ の基本操作、画像処理・解析について実習を行いました。また、これらの作業を ImageJ マクロプ
ログラムとして記述、自動化することで、近年の顕微観察
画像の多次元化・大容量化に対応できるプログラミング技法についての講義と実習を行いました。
コースの締め括りとして、各々の受講者が実際に取り組んでいる研究テーマの画像について講師による解析例を示し、解説と議論を行いました。
例年、参加者の方々から「たいへん」、「かなり疲れた」とご好評を頂いている内容ですが、画像解析技術をより身近なものとする上で一定の効果はあったと思われます。また、生物画像解析にかかる共同研究の契機となればと期待致しております。

新規モデル生物開発センター トレーニングコース
新規モデル生物開発センター トレーニングコース「新規モデル生物のマイクロインジェクション技術講習会」
開催期間 ：2020 年 1 月 16 日～ 1 月 17 日
オーガナイザー・講師：
重信 秀治（基礎生物学研究所）
鈴木 賢一（基礎生物学研究所・広島大学）
新美 輝幸（基礎生物学研究所）
成瀬 清（基礎生物学研究所）
上野 直人（基礎生物学研究所）

実習内容
オリエンテーション
生物種ごとに分かれて実習（両生類コース）イベリアトゲイモリ
・受精卵調製と mRNA もしくは Cas9RNP インジェクション
（昆虫コース）アブラムシ、マダラシミ
・ゲノム編集を想定したエンドウヒゲナガアブラムシの卵（初期胚）へのインジェクション
・マダラシミの幼虫を用いた Larval

RNAi（小型魚類コース）メダカ
・雌雄の判別、受精直後の卵の採取技術から顕微注入までの各ステップの実習
・精子凍結による系統保存
レクチャー「マイクロインジェクション - 定量的方法を中心に」
毛利 達磨「マイクロインジェクション関連製品の紹介と質疑応答」㈱成茂科学機器研究所「ポストゲノム時代の基礎生物学におけるゲノム編集を用いた遺伝子機能解析～両生類をモデルとして～」 鈴木 賢一「i-GONAD: 体外での胚操作を要しないゲノム編集動物作製法」 大塚 正人
受講者数

14 名

開催報告
オーガナイザー 重信 秀治（新規モデル生物開発センター）
近年のシーケンス技術やゲノム編集技術の目覚ましい進歩によって、新しいモデル生物の開発が可能になってきました。モデル生物の整備のためには、生物の安定的な飼育・繁殖、ゲノム・トランスクリプトーム等遺伝情報の整備に加え、機能解析のための実験操作技術の確立が肝要です。なかでも、マイクロインジェクションはゲノム編集やRNAi など多くの機能操作に用いられる基盤技術です。しかしながら、マイクロインジェクションはそれぞれの対象
生物種ごとに最適な方法や条件が異なり、固有のノウハウを要することから、その開発と習得は新規モデル生物開発の障壁となっています。そこで、多様な新規モデル生物開発を推進している基礎生物学研究所では、マイクロインジェクションの技術講習会を企画しました。
研究者はもちろん学生や民間企業研究者を含む幅広い層の 14 名が参加しました。参加者を 3 つの班に分け、それぞれ両生類（イベリアトゲイモリ）、昆虫（アブラムシ、シミ）、小型魚類（メダカ）を用いた実習を２日間の日程で実施しました。それぞれの生物種の特性に合わせたイン
ジェクションのノウハウを、実演を通して習得していただ
きました。生物種ごとの実習の後には、全員が集まり実習報告会にて、経験やノウハウを共有しました。2 日目の午後には、マイクロインジェクションを応用した機能解析技
術に関するレクチャーの時間を設け、主に所外から専門家を招聘して、マイクロインジェクションの歴史やゲノム編集に関する 4 題の講演をしていただきました。また、マイクロインジェクション機器の開発メーカーにも参加いた
だき、ユーザーと開発者の情報交換も実現しました。
参加者のアンケートからは、「市販のテキスト、論文やネットには掲載されていない“コツ”をいくつも知ることができ、大変参考になった」、「講師の先生方や他の受講生と情報交換ができた、参加者の皆さんと交流できたことも自分の財産になりました」などの声が聞かれ、大変好評であったことが伺えました。マイクロインジェクションは古くからある技術ですが、ゲノム編集など新しい技術を活かすために今後ますます重要性を持つ技術であることは間違いありません。我々基礎生物学研究所新規モデル生物開発センターは、研究者のニーズを掬い取りつつ、この古くて新しい技術の改良と普及に今後も取り組んでいきたいと思い
ます。

137

NIBB Internship Program
NIBB Internship Program は、基礎生物学研究所を海外のイツ、ハンガリーおよび米国からの参加に加え、タイ、ベトナ

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

ムや韓国から国内の大学に留学する学部生 3 名、米国に留学を育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中の日本人学生 1 名で、研究室メンバーの一員として２週間き継ぐ形で 2009 年から始まったプログラムです。総合研究から３ヶ月ほどの研究生活を送りました。また自身のグラント

大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

利用や訪問研究室からの支援を受けイギリスとベトナムから 2

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

名の学生がインターンシップ生として来所しました。

シップ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。
2019 年度は 29 名の応募があり、選抜された 11 名のイン
ターンシップ生を受け入れました。国籍はタイ、ベトナム、ド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。2019 年度は 7 コースが行われ、全国から応募した 25 名が参加しました。
2019 年度 実習内容
「細胞内で起こっている化学反応を可視化し操作しよう」
青木 一洋（定量生物学研究部門）「植物の細胞を観る」
上田 貴志（細胞動態研究部門）「タンパク質を精製して機能を調べてみよう！」
中山 潤一（クロマチン制御研究部門）「ES 細胞の細胞周期を解析しよう」
坪内 知美（幹細胞生物学研究室）「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）「神経細胞を蛍光で可視化して、活動計測する」
東島 眞一（神経行動学研究部門）「植物の重力屈性を観察しよう」
森田（寺尾）美代（植物環境応答研究部門）

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139

基礎生物学研究所 一般公開
2019 年 10 月 5 日、基礎生物学研究所は「見て→聞いて→見る 生き物研究」と題して一般公開を行いました。
明大寺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、トークライブやクイズラリーなどを行い、2980 名の方々にご来場いただきました。

研究室・施設公開（明大寺地区）

研究室紹介展示（岡崎コンファレンスセンター）

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基生研の歴史、いまむかし（技術課・受付）
酵母の力でノーベル賞～大隅良典先生とオートファジーの話～（大隅良典名誉教授ブース）
3 生命を支える光・研究を支える光（光学解析室）
4 研究を支えるコンピューター（情報管理解析室・ゲノム情報研究室）
5 光合成を見てみよう！（環境光生物学研究部門）
6 メダカから学ぶ生き物の仕組み（バイオリソース研究室）
7 ―196℃の世界を覗いてみませんか（IBBP センター）
8 生物を光で「斬る」顕微鏡（時空間制御研究室）
9 VR・AI による生物・医学情報の解析（生物画像情報解析グループ）
10 細胞小器官の働きとは？－油をためる仕組みを例として－（オルガネラ制御研究室・ABiS）
11 岡崎オルガネランド（細胞動態研究部門・植物発生生理研究グループ）
12 たおれても起きあがる植物（植物環境応答研究部門）
13 神経細胞のかたちを観察しよう（神経細胞生物学研究室）
14 地球外生物の可能性を考える（アストロバイオロジーセンター）
15 放射線を見てみよう（アイソトープ実験センター）
16 DNA、見えるの？（クロマチン制御研究部門）
17 生きた細胞をのぞいてみよう！（幹細胞生物学研究室）
18 細胞同士のコミュニケーションと生きものの形づくり（分子発生学研究部門）
19 光る魚で探る神経回路（神経行動学研究部門）
20 いのちかたちのはじまり - カエルの発生 （形態形成研究部門）
21 コンピューターによる生物画像の情報解析（生物画像情報解析グループ）
22 共生研究最前線～植物と微生物の巧みな生き方をさぐる～（共生システム研究部門）
23 生物の、モデル養成所。
（生物機能情報分析室・新規モデル生物開発センター）

140

切っても切ってもプラナリア（再生生物学研究室）
不思議な植物（生物進化研究部門）
おいでよ、昆虫の世界に！（進化発生研究部門）
とんでもないアサガオ実物図鑑（多様性生物学研究室）
動物が見る世界、人が見る世界（神経生理学研究室）
顕微鏡で細胞の働く仕組みを調べます（定量生物学研究部門）
7 ほ乳類の卵を見てみよう（初期発生研究部門）
8 精子の幹細胞、活動中（生殖細胞研究部門）

NIBB トークライブ「研究者と一緒に見る生き物の魅力」

愛知県立岡崎高等学校ＳＳＨ部
サイエンスワークショップ＆研究ポスター展示

研究者トークと観察を組み合わせたイベントを開催。4 名の研究者が生きものの魅力について熱く語り、来場者と一緒に観察を行いました。
「切っても切ってもプラナリア」阿形 清和 所長「驚異の植物：コケ、食虫植物、オジギソウ」長谷部 光泰 教授「知られざるカブトムシの角作り」新美 輝幸 教授「ふしぎのアサガオ、まぼろしのアサガオ」星野 敦 助教

岡崎市ＰＲコーナー
キッチンカー出店（岡崎市観光協会）

スタンプラリー
スタンプラリーを開催。スタンプを集めた方にオリジナル缶
バッチをプレゼントしました。

オカザえもんに伝えよう、生き物の魅力
来場者の皆さんからオカザえ
もんに、一般公開で観察した生き物の魅力についてカードに書いて伝えてもらうイベン
トを開催しました。

大隅良典名誉教授のノーベル賞受賞記念モニュメン
トとノーベル賞メダル（公式レプリカ）を公開

141

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岡崎市教育委員会との連携活動として、全国の中学校で実施されている職場体験学習の受け入れを小中学校への出前授業を行っています。

行っています。
豊田市立豊南中学校 2 名

2019 年度
甲山中学校「遺伝子と DNA と生物について」

豊田市立竜神中学校 2 名

野々村 恵子額田中学校「基礎生物学研究所の紹介＆ 生物学実験を体験しよう」倉田 智子
矢作中学校「光合成から見る地球環境」
得津 隆太郎
岩津中学校「細胞の方向性を決める分泌性タンパク質」
三井 優輔
竜南中学校「多様な昆虫には不思議がいっぱい！」
新美 輝幸
美川中学校「植物の光合成」
滝澤 謙二
葵中学校 「多様な昆虫には不思議がいっぱい！」
新美 輝幸

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。
2019 年 10 月 29 日
「実物に見るアサガオの魅力」
星野 敦

愛知県立岡崎高等学校スーパーサイエンスハイスクールへの協力2019 年 6 月 19 日
SSH の日
ポスター発表指導立松 圭

2020 年 1 月 14 日
特別授業
「再生できる生き物に再生の仕方を学ぶ〜プラナリアやイモリが開くサイエンスの新しい窓〜」
阿形 清和

142

愛知産業大学三河高等学校 理科講演会

蒲郡生命の海科学館での講演とワークショップの実施

2019 年 12 月 20 日

「もうすぐムシの日！講演会＆ミニ展示解説＆ワークショップ「身体の左右を決める仕組み」

昆虫好き集まれ～カブトムシ VS クワガタムシ～」

野中 茂紀（蒲郡市 生命の海科学館）
2019 年 6 月 2 日
講演「カブトムシの角作りの秘密」新美 輝幸
ワークショップ「カブトムシの幼虫観察」小長谷 達郎・倉田 智子

あいち科学技術教育推進協議会 科学三昧 in あいちへの協力及び展示2019 年 12 月 27 日（岡崎コンファレンスセンター）

所長顔見世口演

発表指導

2019 年 4 月 16 日（岡崎コンファレンスセンター）

立松 圭「プラナリアとイモリを使った再生生物学で再生医療を攻める」
阿形 清和

ブース展示

大学共同利用機関シンポジウム 2019“〜最先端研究大集合〜”（日本科学未来館）

ニコニコ生放送の実施（インターネット生中継番組）

2019 年 10 月 20 日

2019 年 8 月 23 - 31 日

講演

世界最大のイモリ・イベリアトゲイモリをみんなで育てよう「ゲノムから読み解く昆虫の不思議」【基礎生物学研究所× niconico】

重信 秀治

鈴木 賢一・鈴木 美有紀・阿形 清和・森山 侑輝・林 利憲・
倉田 智子
来場者数：452,174 人
コメント数：136,636 件

ブース展示

143

自然科学研究機構若手研究者賞記念講演 2019

おかしん先端科学奨学金制度 奨学生による成果発表会“「宇宙・生命・脳・物質・エネルギー」若手研究者による2020 年 2 月 8 日（岡崎信用金庫本部ビル）

Rising Sun Ⅷ”

講演（日本科学未来館 未来館ホール）「サンゴと褐虫藻の共生崩壊（サンゴの白化現象）のメカニ

2019 年 7 月 7 日

ズム解析」

講演

岸本 真理子「多数の精子が生涯にわたって作り続けられる仕組みを探る」
北舘 祐

特別講演
「再生できる生き物に再生医療の仕方を学ぶ」
阿形 清和

第 28 回自然科学研究機構シンポジウム“SF/ 未来 / 科学技術 〜科学技術は夢見た未来を創れるか〜”（東京国際交流館）
2019 年 8 月 24 日

臨時休校対応特別企画
2020 年 3 月 11 日
特別授業（ライブ配信）「テントウムシのハネの模様をきめるしくみ」
安藤 俊哉

ブース展示

144

研究所の現況
研究所で働く人たち ( 2020 年 4 月 1 日 現在 )研究所の財政規模 ( 2019 年度 決算額 )Total 316 人

Total 2,198

所長 1

教授

（特任を含む）15

准教授

実験及び事務補助（特任を含む）（特任専門員を含む）

14

その他補助金 77（特任を含む）

外部資金計

770

40
27

47

技術職員
特別実習生 2

寄付金 11

受託研究費 293

助教

50

114

単位：百万円

科学研究費389

運営費交付金

1,272

研究員

特別共同利用研究員

6

総研大大学院生

間接経費

104

自己収入 2

総研大経費

50

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 動物資源共同利用研究センター（水生生物実験室）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 動物資源共同利用研究センター⑥ 実験廃液処理施設
⑦ 圃場

⑯

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

145

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
物品検収室
調達課
基生研・
生理研チーム分子研・
事務センターチーム
旅費計算室

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

146

研究教育職員・技術課技術職員 ＩＮＤＥＸ
あ 青木 一洋

か

さ

17
阿形 清和
2,35,107
Annika Guse
62
安藤 俊哉
45
飯沼 秀子
97,99,100
石川 雅樹
41
上田 貴志
15
上野 直人
27,79,91
内山 郁夫
72,78,89
内海 秀子
28,99
海老根 一生
15
大井 祥子
40,99
大澤 園子
82,99
太田 裕作
55
大坪 瑶子
67
大野 薫
59
大橋 りえ
21
岡 早苗
30,99
片岡 研介
19
金井 雅武
25,95
金澤 建彦
15
加藤 愛
86,91,99
加藤 輝
54
鎌田 芳彰
51
亀井 保博
74,77,89
川口 正代司43,79,90
川出 健介
43
川本 望
71
北舘 祐
33
木下 典行
27
木村 有希子
37
倉島 公憲
23
倉田 智子
94
幸節 健
41
児玉 隆治
50,90,95,100
後藤 祐平
17
小林 汰輔
39
小峰 由里子
92
小山 宏史
31
近藤 真紀
77,99
近藤 洋平
17
齋田 美佐子
77,99
斉藤 稔
57
坂本 丞
74
作田 拓
60
澤田 薫
97,99,100
Jia-Hsin Huang 47
椎名 伸之
21
四方 明格
71
重信 秀治
47,76,79,89
篠塚 琢磨
29
四宮 愛
56
定塚 勝樹
64,90
杉浦 宏樹
78,99
鈴木 賢一
35,79,81
瀬上 紹嗣
41
征矢野 敬
43

教授
所長
訪問教授
助教
技術職員
助教
教授
教授
准教授
技術主任
助教
技術職員
技術係長
特任助教
特任助教
助教
助教
技術主任
助教
特任助教
助教
技術職員
特任助教
助教
特任准教授
教授
助教
特任助教
助教
准教授
助教
特任助教
特任助教
特任助教
准教授
助教
特任助教
助教
助教
技術係長
助教
技術職員
特任准教授
特任助教
助教
技術主任
助教
准教授
助教
教授
特任助教
特任助教
助教
技術職員
特任准教授
助教
准教授

定量生物学研究部門
再生生物学研究室
NIBB-COS Heidelberg 国際共同研究プロジェクト
進化発生研究部門
技術課、安全衛生管理室、アイソトープ実験センター
生物進化研究部門
細胞動態研究部門
形態形成研究部門、新規モデル生物開発センター、研究力強化戦略室
ゲノム情報研究室、生物機能解析センター、研究力強化戦略室
技術課、分子発生学研究部門
細胞動態研究部門
技術課、生物進化研究部門
技術課、モデル生物研究センター
多様性生物学研究室
自然科学研究機構 新分野創成センター プラズマバイオ研究分野
多様性生物学研究室
神経細胞生物学研究室
技術課、初期発生研究部門
クロマチン制御研究部門
オルガネラ制御研究室、研究力強化戦略室
細胞動態研究部門
技術課、IBBP センター、研究力強化戦略室
多様性生物学研究室
多様性生物学研究室
生命熱動態研究室、生物機能解析センター、研究力強化戦略室
共生システム研究部門、新規モデル生物開発センター、研究力強化戦略室
共生システム研究部門
植物環境応答研究部門
生殖細胞研究部門
形態形成研究部門
神経行動学研究部門
幹細胞生物学研究室
研究力強化戦略室
生物進化研究部門
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
定量生物学研究部門
神経生理学研究室
研究力強化戦略室
初期発生研究部門
技術課、生物機能解析センター
定量生物学研究部門
技術課、生物機能解析センター
多様性生物学研究室
生命熱動態研究室
多様性生物学研究室
技術課、安全衛生管理室、アイソトープ実験センター
進化ゲノミクス研究室
神経細胞生物学研究室
植物環境応答研究部門
進化ゲノミクス研究室、生物機能解析センター、新規モデル生物開発センター、研究力強化戦略室
分子発生学研究部門
多様性生物学研究室
自然科学研究機構 アストロバイオロジーセンター、研究力強化戦略室
技術課、生物機能解析センター
再生生物学研究室、新規モデル生物開発センター
生物進化研究部門
共生システム研究部門

147

研究教育職員・技術課技術職員 ＩＮＤＥＸた 高木 知世

な

は

ま

や

ら
わ
148

26,99
技術主任
高田 慎治
29,89
教授
滝澤 謙二
63
特任准教授
高橋 俊一
69
准教授
高橋 弘樹
27
助教
竹内 靖
36,99
技術主任
立松 圭
91
特任助教
田中 幸子
42,99
技術係長
谷本 昌志
37
助教
栂根 一夫
53,83
助教
坪内 知美
23,93
准教授
得津 隆太郎
69
助教
中川 俊徳
33
助教
中村 貴宣
78,99
技術職員
中村 太郎
45
助教
中山 啓
21
助教
中山 潤一
19
教授
成瀬 清
49,86,91
特任教授
新美 輝幸
45,79,92
教授
西出 浩世
78,99
技術主任
西村 岳志
71
助教
西本 裕希
18,99
技術職員
野口 裕司
82,99
技術職員
野田 千代
68,99
技術職員
野中 茂紀
73
准教授
野々村 恵子31
助教
長谷部 光泰41,89,90,91,100 教授・副所長
林 亜紀
19
特任助教
林 晃司
14,99
技術主任
東島 眞一
37,93
教授
尾納 隆大
16,99
技術職員
平 誠司
33
特任助教
藤田 浩徳
65,90
助教
藤森 俊彦
31,83,94
教授
星野 敦
52,79,83
助教
牧野 由美子
76,99
技術主任
松田 淑美
97,99,100
技術係長
真野 昌二
25,89,90
准教授
眞野 弘明
41
特任助教
三井 優輔
29
助教
水口 洋子
32,99
技術職員
水谷 健
44,97,99
技術班長
皆川 純
69,79,95,97
教授
南野 尚紀
15
特任助教
三輪 朋樹
97,99
技術課長
森 友子
76,99
技術班長
森田 慎一
45
特任助教
森田（寺尾）美代 71,91
教授
諸岡 直樹
83,97,99
技術係長
Jakub Wudarski 61
特任助教
矢部 泰二郎
29
助教
山口 勝司
76,99
技術主任
山下 朗
67
特任准教授
餘家 博
73
特任助教
吉田 松生
33,77,89
教授
依田 真一
47
特任助教
LIU,Meng
43
特任助教
渡辺 英治
39,82,83
准教授

技術課、形態形成研究部門
分子発生学研究部門、研究力強化戦略室
自然科学研究機構 アストロバイオロジーセンター
環境光生物学研究部門
形態形成研究部門
技術課、神経行動学研究部門
研究力強化戦略室
技術課、共生システム研究部門
神経行動学研究部門
多様性生物学研究室、モデル生物研究センター
幹細胞生物学研究室、研究力強化戦略室
環境光生物学研究部門
生殖細胞研究部門
技術課、生物機能解析センター
進化発生研究部門
神経細胞生物学研究室
クロマチン制御研究部門
バイオリソース研究室、IBBP センター、研究力強化戦略室
進化発生研究部門、新規モデル生物開発センター、研究力強化戦略室
技術課、生物機能解析センター
植物環境応答研究部門
技術課、クロマチン制御研究部門
技術課、モデル生物研究センター
技術課、環境光生物学研究部門
時空間制御研究室
初期発生研究部門
生物進化研究部門、アイソトープ実験センター、研究力強化戦略室
クロマチン制御研究部門
技術課、細胞動態研究部門
神経行動学研究部門、研究力強化戦略室
技術課、定量生物学研究部門
生殖細胞研究部門
自然科学研究機構 アストロバイオロジーセンター、研究力強化戦略室
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
多様性生物学研究室、新規モデル生物開発センター、モデル生物研究センター
技術課、生物機能解析センター
技術課、安全衛生管理室、アイソトープ実験センター
オルガネラ制御研究室、研究力強化戦略室
生物進化研究部門
分子発生学研究部門
技術課、生殖細胞研究部門
技術課、進化発生研究部門、安全衛生管理室
環境光生物学研究部門、新規モデル生物開発センター、安全衛生管理室、研究力強化戦略室
細胞動態研究部門
技術課、安全衛生管理室
技術課、生物機能解析センター
進化発生研究部門
植物環境応答研究部門、研究力強化戦略室
技術課、モデル生物研究センター、安全衛生管理室
多様性生物学研究室
分子発生学研究部門
技術課、生物機能解析センター
自然科学研究機構 新分野創成センター プラズマバイオ研究分野
時空間制御研究室
生殖細胞研究部門、生物機能解析センター , 研究力強化戦略室、
進化ゲノミクス研究室
共生システム研究部門
神経生理学研究室、モデル生物研究センター

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
名古屋鉄道（名鉄）にて神宮前駅経由、東岡崎駅下車。
所要時間約 65 分。
至 名古屋
岡崎市役所
市役所南

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
鉄

名

正門

名
本

屋

古

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

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 2020
発行・編集 :  広報室

〒 444-8585
愛知県岡崎市明大寺町字西郷中 38
TEL 0564-55-7000
FAX 0564-53-7400

基礎生物学研究所 明大寺地区〒 444-8585
愛知県岡崎市明大寺町字西郷中 38
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