九州大学 大学院 システム生命科学府

生命医科学

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生命医科学

 ポストゲノム時代の生命科学は、膨大なデータと医学・生物学の蓄積を利用し、生命医科学分野に残された様々な課題を解決せねばならない。本講座では、膨大なデータと知識を基に、適切な実験を立案・遂行することで生命医科学分野の様々な課題を解決できる研究者や高度技術者の育成を目指す。これらの研究を推進するには、生命科学領域と情報科学、工学、農学等との有機的な連携によるシステム科学的なアプローチを導入することが重要である。このような認識に立ち、本講座では発生学、遺伝学、細胞生物学、分子生物学、構造生物学、分析科学、情報科学、分子医学等の教育を併せ受けられる総合的な教育研究を行う。具体的には、下記について講義や演習により教育し、研究指導を行う。

1.ゲノム情報から見た生物学的多様性の解析

2.ゲノム・エピゲノム及び転写情報を用いた生体維持機構の解析

3.ゲノム・エピゲノム及び転写情報を用い多因子疾患・難治性疾患の病因・病態の解析、創薬を含めた治療・予防法の開発

4.分子細胞生物学的手法による細胞内オルガネラのバイオゲネシス並びにクロストークの解析

5.構造生物学的手法によるタンパク質の構造・機能解析とその応用

6.メタボロミクスによる生体内代謝調節メカニズムの解析

7.DNA、RNA、タンパク質、そして代謝物といった複数のオミクスからなる細胞の多階層情報ネットワークの解析

 

講座一覧

■細胞工学

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教授 近藤 久雄(こんどう ひさお)

大学院医学研究院 分子生命科学系部門 (病院地区
E-mail:
URL:http://www.cellbiology.med.kyushu-u.ac.jp/saiboukougaku/Kondo-Lab.html
細胞内小器官は、真核細胞に課せられた複雑な機能を分散管理して、細胞機能発現の根幹に関わる重要な働きをする。当研究室では、それら細胞内小器官の中でも特徴的形態を示すゴルジ体や小胞体・核膜について検討しており、それら細胞内小器官形成に必須の因子群を次々と発見し単離同定している。研究方法としては、蛋白質生化学を本流にして、分子生物学は勿論のこと、共焦点顕微鏡や電子顕微鏡を駆使して行う。さらには、細胞内小器官を試験管内で再構成する独自のアッセイ系も多用し、「自分達にしかできない研究」をモットーに研究を進めている。

■性差生物学

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教授 諸橋 憲一郎(もろはし けんいちろう)

大学院医学研究院 分子生命科学系部門 (病院地区
E-mail:
URL:http://www.med.kyushu-u.ac.jp/seisaseibutu/
多くの生物には形態的に大きな差を有する雌雄が存在する。最も顕著な性差は生殖腺に誘導され、雄には精巣が、そして雌には卵巣が形成される。そして、これらの臓器から男性ホルモンと女性ホルモンが合成されることで、からだ全体に性差が誘導されるのである。形態的な性差の誘導には細胞の増殖が必要である。細胞は分裂時にDNAの量を2倍にし、生体膜成分・各種タンパク質を合成せねばならず、性差を形成するためには多量のATPやNADPHを消費することになる。本研究室では、核内受容体型転写因子Ad4BPが性差構築と細胞内代謝をつなぐ因子であることを明らかにしてきた。現在、両者の連携を保つための分子メカニズムの解明に向けた研究を行っている。

■情報生物学

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教授 須山 幹太(すやま みきた)

生体防御医学研究所(病院地区
E-mail:
URL:http://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/labo/bioinfo/
様々な生物種のゲノム配列の比較から、ゲノムの持つ機能や進化についての知見を得ることが可能である。最近では次世代シーケンサーの普及により、比較解析の対象となるゲノムやエピゲノムデータの蓄積が加速している。当研究室では、これらのデータ解析からゲノムに書かれた情報をより深く理解することを目指している。具体的なテーマとして、(1)転写因子結合部位やスプライシング制御因子などの調節因子配列の同定、(2)発生や疾患に伴う遺伝子発現変化やスプライシング変化の解析、(3)エクソーム解析による疾患原因遺伝子の探索、(4)大規模データ解析のための方法論の開発、などを行なっている。

■ゲノム医科学

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准教授 柴田 弘紀(しばた ひろき)

生体防御医学研究所附属遺伝情報実験センター(病院地区
E-mail:
URL:http://www.gen.kyushu-u.ac.jp/~byouin/
ゲノムの多様性と表現型に着目し主に次世代シークエンサ(NGS)を用いて、ヒト疾患を対象とした研究(1)と非モデル生物のオミクス研究(2)を進めている。
(1)家族性神経疾患の原因遺伝子探索
エクソン領域の遺伝子変異を効率よく検出する手法としてオリゴキャプチャーとNGSを組み合わせたエクソームシークエンスが一般的になっている。当研究室では、検出される大量の候補変異の絞り込みにSNPマーカーによる連鎖解析を用いることを考案し(連鎖- エクソームアプローチ)、稀少な遺伝性神経疾患の解析を進めている。
(2)毒蛇ハブのオミクス研究
生物毒は、新たな創薬シーズとして近年大変注目を浴びている。我が国固有の毒蛇ハブ(Protobothropsflavoviridis)は、毒の激烈な効果で広く知られているが、毒の作用機序には未解明な点が多い。また毒成分タンパク質遺伝子の加速進化も報告されている。当研究室では、創薬シーズ開拓と加速進化機構の解明を目指し、ハブの全ゲノム配列決定、転写産物カタログ化、及び島嶼集団間の遺伝的多様性の解析を進めている。

■構造生命科学

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教授 神田 大輔(こうだ だいすけ)

生体防御医学研究所(病院地区
E-mail:
URL:http://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/vsb/index.html
構造生物学的手法(X線結晶解析、核磁気共鳴法、電子顕微鏡、その他の物理化学的手法)を用いたタンパク質複合体の構造と機能の解析。細胞内でのタンパク質の行き先を指定する仕組みやタンパク質の翻訳後修飾などでは、相互作用が弱くかつ特異性が広いケースが多く見られる。実際の対象として、ミトコンドリア内へのタンパク質輸送およびアスパラギン残基への糖鎖付加反応を扱う
「ゆるい相互作用」の構造的基盤として、分子フラストレーション原理が関与していると考えている。その解明に向けて、立体構造解析を中心とする従来型の構造生物学研究を進めると共に、「結晶コンタクト効果がない空間をタンパク質結晶内に実現する」、独創的な実験技術開発も行っている。
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准教授 嶋田 睦(しまだ あつし)

生体防御医学研究所(病院地区
E-mail:
URL:http://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/vsb/index.html
エンドサイトーシスや細胞遊走などの生命現象は、細胞膜の変形や細胞骨格の再編成を伴うダイナミックな生命現象であり、外界からの刺激を細胞の対応する形態変化につなげるシグナル伝達経路によって制御されている。シグナル伝達経路の構成タンパク質には、脂質膜を変形するタンパク質も含まれる。我々は、主にX線結晶構造解析や生化学的手法を用いて、経路の構成タンパク質の原子分解能レベルでの機能を解明することで、真核細胞の活動を支えるこれらの生命現象の巧妙な仕組みの解明を目指して研究を進めている。
 

■統合オミクス

Kubota

教授 久保田 浩行 (くぼた ひろゆき)

生体防御医学研究所(病院地区
E-mail:
URL:http://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/labo/omics/
細胞はゲノム、トランスクリプトーム、プロテオーム、メタボロームなどの階層にまたがる多くの分子が織りなすネットワークによって制御されています。そして、このネットワークの異常により数多くの疾病が引き起こされています。つまり、多階層にまたがるネットワークの包括的な解明は疾患の理解、さらには治療にも応用できます。そこで我々の研究室では、複数のオームデータを統合することで多階層にまたがるネットワークを同定する「トランスオミクス解析」の手法を開発し、細胞全体を包括的に理解することを目的としています。さらに、得られたネットワークによって生み出される特性を実験とコンピュータを用いた解析によって明らかにしたいと考えています。現在はインスリン作用に注目し、トランスオミクス解析の手法を開発しながら肝臓や筋肉における多階層ネットワークの解明に取り組んでいます。
Uda

准教授 宇田 新介 (うだ しんすけ)

生体防御医学研究所(病院地区
E-mail:
URL:http://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/labo/omics/
次世代シーケンサーや質量分析計などの測定技術が進歩し、DNAやRNA、タンパク質、代謝物などの各階層の網羅的計測が可能となり、階層ごとの網羅的な解析は盛んに行われるようになって来た。しかしその一方で、各階層の網羅的測定データから複数階層をまたいで生命現象全体を見渡すような解析は、まだ始まったばかりである。生命は本来、複数階層にわたる相互作用によって生じる現象であり、さらなる理解や疾患の解明のためには複数階層をまたいだ解析が今後は必要になってくる。我々は、実験計画の段階から生物学者たちと協調して研究を行い、生物学的問題の数理モデルによる定式化から、データの解析手法の開発、および適用にいたるまで、生物学的問題の本質を大切にした研究を行っている。

■細胞記憶制御学

Tsukada

教授 束田 裕一(つかだ ゆういち)

稲森フロンティア研究センター 先端生命情報研究部門(伊都地区
E-mail:
URL:http://www.tsukada-lab.jp/
多細胞生物は器官・組織を形成する多様な細胞から成り立っており、各細胞は自分がどのような細胞であるかを記憶し、その役割に応じて適切に機能することで個体の恒常性を維持しています。個体を構成する種々の細胞は、全て1つの全能性細胞に由来し、例外を除きゲノム情報も同一です。細胞の種類の多様性は、同一ゲノムから異なる遺伝子発現状態を形成することで生み出されるのです。細胞記憶とは、このような遺伝子発現状態を制御する生命活動の本質的な制御機構であり、当研究室では細胞記憶メカニズムの解明とその人為的制御に取り組んでいます。
 

■メタボロミクス

Tsukada

教授 馬場 健史(ばんば たけし)

生体防御医学研究所(病院地区
E-mail:
URL:http://bamba-lab.com/
代謝物の総体解析を目的とする「メタボロミクス」は、単なる代謝変動を調べる手法としてだけではなく見た目には現れにくい生体内の変化を複数の代謝物の量比バランスの組み合わせで表現できることから高解像度の表現型解析手法として注目されており、今後、様々な分野での応用が期待されています。当研究室では各種メタボロミクスの技術開発に取り組むとともに、医学分野を中心とした多方面での応用研究に取り組んでいます。さらに、これからの進展が期待される他のオミクスとの統合解析についても積極的に取り組んでいきます。
Banba

准教授 和泉 自泰(いずみ よしひろ)

生体防御医学研究所 (病院地区
E-mail:
URL:http://bamba-lab.com/
メタボロミクスは俯瞰的視点から原因遺伝子と代謝の関連性を広く見出せることからその利用価値が格段に高まってきています。近年、医学研究においても、メタボロミクスは疾患代謝研究やバイオマーカー探索に応用されるようになってきました。当研究室では、細胞内の代謝情報を高精度に観測するために、種々のクロマトグラフと質量分析計を駆使した高感度かつ定量的なメタボローム分析手法を開発しています。さらに、開発した分析手法を用いて、疾患と代謝の関連性について、基礎から応用までの幅広い研究を実施しております。

■トランスクリプトミクス

教授 大川 恭行(おおかわ やすゆき)

生体防御医学研究所(病院地区
E-mail:
URL:http://tx.bioreg.kyushu-u.ac.jp/
当分野では、幹細胞に存在する分化運命決定プログラムの解明です。ゲノム上に存在する全ての遺伝子の発現制御をクロマチン構造レベルで明らかにすることで、分化運命決定を行う分子の同定からメカニズムの解明まで包括的理解を目指しています。そのために多彩な次世代シークエンサー(NGS)解析と生化学技術を駆使し、特にヒストンバリアント、ヌクレオソーム配置、そして高次クロマチン構造に着目した遺伝子を全て“みる”研究を行っています。
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