パンフレット - 科学技術振興機構

代 謝 調 節 機 構 解 析 に
基 づく 細 胞 機 能 制 御
基 盤 技 術
戦 略 目 標
代 謝 調 節 機 構 解 析 に 基 づく 細 胞 機 能
制 御 に 関 する 基 盤 技 術 の 創 出
平 成 17 年 度 採 択 ( 研 究 終 了 )
定 量 的 メタボロミクスとプロテオミクス
の 融 合
小 田 吉 哉
エーザイ( 株 )バイオマーカー&パーソナライズ
ドメディスン 機 能 ユニット プレジデント
メタボローム 解 析 において 精 度 の 高 い 網 羅 的 定 量 法 を
開 発 するとともに、 測 定 システムのナノ 化 や 特 定 代 謝 物
群 の 特 異 的 精 製 によって 微 量 代 謝 物 成 分 の 測 定 を 可
能 にしました。そして 質 量 分 析 装 置 に 依 存 しない 普 遍 的
な 解 析 ソフトを 開 発 し 無 料 で 提 供 しました。さらにMass
Bank (JST-BIRD)と 連 携 してメタボローム・データ
ベースの 充 実 に 貢 献 しました。またアルツハイマー 病 診
断 マーカーの 特 許 申 請 を 行 いました。その 一 部 について
はプロテオーム 情 報 と 融 合 させることができました。
染 色 体 分 配 メタボリズムを 支 える
分 子 ネットワークの 解 析
柳 田 充 弘
京 都 大 学 大 学 院 生 命 科 学 研 究 科
特 任 教 授
染 色 体 の 数 (ヒトでは46 本 )がいかにして 一 定 性 を 保 つ
のか、 染 色 体 数 恒 常 性 維 持 の 分 子 ネットワークの 細 胞
機 能 を 解 明 しました。 染 色 体 の 継 承 に、 進 化 的 に 保 存 さ
れたタンパク 質 と 低 分 子 から 成 るメタボリックな 制 御 ネッ
トワークが 必 須 であり、これを 多 彩 な 統 合 技 術 で 解 明 しま
した。 得 られた 情 報 、 解 析 基 盤 技 術 は、どの 生 物 にも 応
用 可 能 で、 知 的 資 産 として 価 値 が 高 く、また 染 色 体 病 や
細 胞 癌 化 の 原 因 解 明 にむけて 有 効 な 情 報 を 生 み 出 す
事 が 期 待 されます。
研 究 総 括
西 島 正 弘
本 研 究 領 域 は、 細 胞 内 の 代 謝 変 化 を 統 合 的 あ
るいは 網 羅 的 に 解 析 し、 細 胞 の 恒 常 性 維 持 のメカ
ニズムを 解 明 することにより、 細 胞 機 能 の 向 上 ・ 改
変 ・ 付 与 や 恒 常 性 の 乱 れを 回 復 するための、 細 胞
を 制 御 する 基 盤 的 な 新 技 術 の 創 出 を 目 指 す 研 究
を 対 象 とします。
具 体 的 には、 代 謝 産 物 群 のパターンによる 外 部
刺 激 に 応 じた 正 常 細 胞 の 細 胞 内 状 態 の 変 化 や
病 態 、 発 生 過 程 等 における 細 胞 状 態 の 評 価 ・ 分
類 、 既 存 あるいは 個 別 測 定 データに 基 づく 細 胞 モ
デリングと 機 能 変 化 予 測 、それらの 研 究 に 基 づく
代 謝 経 路 を 特 異 的 に 制 御 する 化 合 物 の 予 測 と 制
御 物 質 設 計 に 関 する 研 究 、およびこれらの 研 究 に
基 づいた 新 機 能 を 付 与 した 細 胞 の 作 製 技 術 など
が 含 まれます。
領 域 アドバイザー
昭 和 薬 科 大 学 学 長
阿 部 啓 子 東 京 大 学 大 学 院 農 学 生 命 科 学 研 究 科
特 任 教 授
大 隅 良 典 東 京 工 業 大 学 総 合 研 究 院 フロンティア
研 究 機 構 特 任 教 授
大 野 茂 男 横 浜 市 立 大 学 大 学 院 医 学 系 研 究 科 教 授
春 日 雅 人 ( 独 ) 国 立 国 際 医 療 研 究 センター 総 長
篠 崎 一 雄 ( 独 ) 理 化 学 研 究 所 植 物 科 学 研 究 センター
センター 長
高 井 義 美 神 戸 大 学 大 学 院 医 学 系 研 究 科 教 授
竹 縄 忠 臣 神 戸 大 学 大 学 院 医 学 系 研 究 科 教 授
田 中 啓 二 ( 財 ) 東 京 都 医 学 総 合 研 究 所 所 長
谷 澤 克 行 大 阪 大 学 産 業 科 学 研 究 所 教 授
中 村 春 木 大 阪 大 学 蛋 白 質 研 究 所 教 授 ・ 副 所 長
西 村 紀 神 戸 大 学 医 学 部 質 量 分 析 総 合 センター
客 員 教 授 ・ 副 所 長
村 松 喬 愛 知 学 院 大 学 心 身 科 学 部 客 員 教 授
脂 質 メタボロームのための 基 盤 技 術
の 構 築 とその 適 用
田 口
良
本 研 究 プロジェクトで、 脂 質 関 連 代 謝 分 子 の 生 体 内 変
化 について、 網 羅 的 ・ 包 括 的 に 質 量 分 析 データを 取 得 し
て 解 析 する 基 盤 技 術 を 構 築 することが 出 来 ました。また、
解 析 手 法 の 活 用 により、 未 知 の 酸 化 脂 質 代 謝 産 物 等
を 発 見 し、これらの 脂 質 酸 化 が 各 種 生 活 慣 習 病 と 深 く
関 わる 事 を 明 らかにしました。 脂 質 メタボローム 解 析 は、
脂 質 の 生 理 機 能 の 解 明 ばかりでなく、 創 薬 や 機 能 性 食
品 等 の 開 発 に 重 要 な 研 究 手 法 であることを 証 明 するこ
とが 出 来 ました。
代 謝 解 析 による 幹 細 胞 制 御 機 構 の
解 明
平 尾
敦
生 体 の 幹 細 胞 は、それぞれの 組 織 のもとになる 細 胞 で
す。 個 体 の 一 生 に 渡 って 細 胞 を 供 給 し 続 ける 能 力 を 持
つ 幹 細 胞 の 機 能 制 御 は、 組 織 再 生 、 老 化 およびがん 化
と 密 接 に 関 係 しています。 本 研 究 では、 細 胞 内 の 代 謝
機 構 を 網 羅 的 に 解 析 することにより 幹 細 胞 の 動 態 を 理
解 し、 幹 細 胞 の 破 綻 が 引 き 起 こす 病 態 の 解 明 に 取 り 組
みました。その 結 果 、がん 治 療 における 重 要 な 標 的 であ
るがん 幹 細 胞 の 動 態 解 明 に 成 功 し、 疾 病 の 予 防 ・ 治 療
に 貢 献 できる 成 果 を 上 げました。
栄 養 シグナルによる 植 物 代 謝 制 御 の
分 子 基 盤
タンパク 質 修 飾 の 動 態 とネットワーク
の 網 羅 的 解 析
吉 田
中 部 大 学 生 命 健 康 科 学 部 教 授 ( 独 ) 理 化 学 研 究 所 基 幹 研 究 所
主 任 研 究 員
稔
生 体 内 のタンパク 質 はさまざまな 翻 訳 後 修 飾 を 受 け、そ
れらが 動 的 なネットワークを 形 成 し、 環 境 適 応 と 恒 常 性
維 持 に 関 与 します。 特 にアセチル 化 やメチル 化 は 代 謝
活 性 と 連 動 しますが、その 全 体 像 は 不 明 です。 本 研 究 で
はクローン 化 した 分 裂 酵 母 全 遺 伝 子 産 物 の 翻 訳 後 修
飾 を 網 羅 的 に 解 析 し、その 中 で 明 らかになった 重 要 な 代
謝 関 連 因 子 のヒトホモログについて 修 飾 と 機 能 の 制 御
機 構 の 解 明 を 目 指 しました。その 結 果 、 代 謝 酵 素 や 翻 訳
因 子 など 多 くのタンパク 質 がアセチル 化 によって 制 御 さ
れていることが 明 らかになりました。また、 代 謝 を 制 御 す
る 阻 害 剤 の 探 索 法 を 確 立 しました。
平 成 18 年 度 採 択 ( 研 究 終 了 )
生 体 膜 リン 脂 質 多 様 性 の 構 築 機 構 の
解 明 と 高 度 不 飽 和 脂 肪 酸 要 求 性 蛋
白 質 の 同 定
新 井 洋 由
金 沢 大 学 がん 研 究 所 教 授 東 京 大 学 大 学 院 薬 学 系 研 究 科 教 授
本 研 究 では、 主 に 線 虫 を 材 料 として 用 い、 遺 伝 学 、 生 化
学 、およびマススペクトロメーターを 駆 使 しながら、 生 体 膜
リン 脂 質 脂 肪 酸 鎖 の 意 義 という 生 体 膜 機 能 の 本 質 的
問 題 の 解 決 を 目 指 しました。その 結 果 、リン 脂 質 分 子 種
多 様 性 形 成 に 関 わる 分 子 群 の 同 定 、 高 度 不 飽 和 脂 肪
酸 を 含 むリン 脂 質 を 要 求 する 分 子 群 の 同 定 に 成 功 しまし
た。また 同 定 した 分 子 群 を 利 用 したリン 脂 質 脂 肪 酸 鎖 の
機 能 を 解 明 するための 新 たな 方 法 論 を 確 立 しました。
RNA 代 謝 解 析 のための
質 量 分 析 プラットフォームの 開 発
柳 澤 修 一
東 京 大 学 大 学 院 農 学 生 命 科 学 研 究 科
准 教 授
礒 辺 俊 明
首 都 大 学 東 京 大 学 院 理 工 学 研 究 科
教 授
植 物 栄 養 は 物 質 生 合 成 のための 基 質 であるだけでなく
情 報 伝 達 物 質 として 遺 伝 子 発 現 や 代 謝 制 御 に 深 く 関
わっています。 生 体 外 から 取 り 込 まれた 植 物 栄 養 とその
代 謝 物 は 植 物 生 長 や 物 質 生 産 制 御 のための 複 雑 な 制
御 ネットワークと 密 接 に 結 びついています。 栄 養 情 報 伝
達 システムと 栄 養 シグナルによる 代 謝 調 節 を 包 括 的 に
解 析 することにより、 植 物 が 持 つ 物 質 生 産 の 制 御 のた
めの 巧 妙 な 仕 組 みが 明 らかとなり、 物 質 生 産 制 御 の 新
たな 方 法 論 が 開 発 されました。
近 年 、 低 分 子 のRNA 代 謝 物 とタンパク 質 の 複 合 体 が
生 体 内 で 重 要 な 働 きをしている 事 が 明 らかにされていま
す。 本 研 究 では、 最 新 の 質 量 分 析 法 を 駆 使 した 包 括 的
なRNA 解 析 のプラットフォームを 開 発 し、 生 体 内 に 存 在
する 低 分 子 RNAの 実 態 や、RNA/ たんぱく 質 複 合 体
の 構 成 や 動 態 を 直 接 解 析 できる 技 術 を 確 立 しました。こ
の 成 果 は、 今 後 プロテオミクスと 低 分 子 RNA 研 究 が 融
合 した 細 胞 機 能 ネットワーク 解 析 の 基 盤 技 術 として 期 待
されます。
36