上田泰己
所謂、体内時計などの哺乳類の概日時計と睡眠・覚醒リズムをモデルとしながら、システム生物学的なアプローチを用いて一貫して時間生物学を展開してきた。哺乳類概日時計の転写回路を同定し、そこに遅れを持ったフィードバック構造モチーフが複数含まれていることを明らかにした。概日時計分野において未解明の問題であったシンギュラリティ現象(概日時計が真夜中の光を浴びると止まる現象)が、複数の概日時計細胞の脱同調で引き起こされることを発見した。さらに、概日時計の温度補償性(温度によらず概日周期が約24時間と一定である現象)が、温度によらないリン酵素反応で担われており、それが酵素内の温度依存的な2つのブレーキ機構(高温で基質との親和性の低下と生成物との親和性の増加)によって担われていることを解明した。
哺乳類の睡眠研究においては、カルシウムやその下流のリン酸化酵素CaMKIIα/βがノンレム睡眠の制御に重要な役割を果たしていることを発見し、睡眠のリン酸化仮説を初めて提唱した。また2つのムスカリン受容体(M1およびM3)がレム睡眠の制御に必須遺伝子であることを発見した。これらの研究の過程で発明した分子時刻法や、臓器・全身を透明化し全細胞解析を実現するCUBIC法は、現在世界中の研究者によって使われている。また、ノックアウトマウスやノックインマウスを交配を経ずに作成し、非侵襲的に表現型解析する次世代遺伝学の概念を、Triple-CRISPR法、ESマウス法、SSS法を確立することで具現化することに成功している。