研究の概要細胞シグナリンク-Cell Signaling-分子細胞生物学大野研究室

研究の概要細胞シグナリンク-Cell Signaling-

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細胞の運命と機能を調節する仕組み（細胞シグナリング）の解明から、疾患の原因の解明へ

生命の精緻な仕組みの解明が大きく進むと同時に、ゲノムや生物個体の全体像の把握に向けた壮大な試みも始まっている。現代の医学・医療は大いに未完成であるが、生命科学の発展は、ヒトの科学的理解を踏まえた医学・医療の時代が到来しつつある。

当教室の独自の武器と特徴

当教室では、一貫して、細胞の運命と機能を調節する仕組み（細胞シグナリング）に着目し、生化学・分子生物学・分子細胞生物学の最新の研究手法を駆使して、遺伝子、タンパク質、個体レベルでの複層的な研究を進め、これまでに世界トップレベルの研究成果を挙げてきた。なかでも、「細胞極性の調節機構」の研究は、進化的に保存された「細胞極性の制御機構」の発見から、その「分子機構」の解明、「細胞機構」の解明へと大きく進展している。疾患の理解に必要な、「組織、臓器、個体」の理解は大きく遅れているが、「普遍的な細胞極性制御のシグナル系」は、生体と疾患の理解に向けた「新しい、独自の視点（切り口）」として、大きな注目を集めている。これらの成果を踏まえて、独自の疾患モデル（モデルマウスや細胞）の作成にも成功し、基礎生物学の一分野であった「細胞極性」の研究分野を、一躍、医学・生物学の一大分野へと押し上げつつある。これに加えて、誤った遺伝情報がタンパク質として読み取られることを防ぐ機構（mRNAサーベイランス）についても、ヒトを含む哺乳動物における分子機構の解析で世界をリードし、ヒトにおける異常mRNAの認識の基本的な分子機構をほぼ解明しつつある。さらに、その成果を踏まえてがんや遺伝性疾患の克服に向けた展開を見据えた研究を開始している。

当教室の社会的な使命

これらの研究は、個々の学生、研究者の問題意識に基づく「個人プレイ」がその基本となっており、世界レベルの研究の推進を通じて、個人の能力を育む事が当教室の大きな社会的使命である。同時に、高度かつ先端的な手法を駆使出来る「研究チーム」を維持することにより、初めて世界レベルでの研究が可能となり、その体制を維持する事も大きな社会的使命である。

当教室のこれまでの実績を踏まえた独自の視点（切り口）

生命の基本単位である細胞の理解は、現代の医学・生物学の最重要課題である。

当教室で用いている研究手法とその利用例

生化学的手法、組換えDNA技術などを利用したタンパク質の構造と機能の解析

シグナル伝達タンパク質などの機能ドメインや配列の同定
新規分子に対する特異抗体の作成　
タンパク質リン酸化酵素による基質のリン酸部位の同定

siRNAとタンパク質タグ（抗原エピトープやアフィニティータグなど）を利用したタンパク質複合体の分離・精製技術

一過的に形成されるシグナル複合体の生化学的な同定と解析
新規のシグナルタンパク質の同定と解析

プロテオーム（質量分析）や、遺伝子発現解析の手法

フォーカストプロテオミクス、網羅的解析を通じた、新規の関係分子の探索

DNAアレイを利用した網羅的遺伝子発現解析

標的タンパク質（遺伝子）の探索

蛍光タンパク質タグと蛍光顕微鏡などを利用した、イメージング

細胞や組織のイメージングやリアルタイムイメージング

培養細胞系、組換えDNA技術やsiRNAによる遺伝子ノックダウンを利用した細胞の遺伝子操作

タンパク質や遺伝子の様々な機能の解析

特殊な培養系の利用

上皮細胞の3次元培養などによる、細胞集団としての機能の解析

初代培養細胞系の利用

ニューロンの極性形成機構の解析

組織特異的ノックアウトマウス作成技術を利用した個体の遺伝子操作

タンパク質や遺伝子の固体レベルでの機能の解析

主要関係学会

日本分子生物学会、日本生化学会、日本癌学会、日本細胞生物学会、米国細胞生物学会、RNA学会

教室運営の主な資金（研究費の出所）

文部科学省・科学研究費「がん特定研究」、文部科学省・科学研究費基盤研究、厚生労働省・科学研究費

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