ゲノム クラスター
油谷 浩幸 教授 (Professor ABURATANI Hiroyuki)
多重な生命情報をハイスループットに収集し、生命現象および癌を中心とする疾患のメカニズムを統合的に理解することを目指しています。
1) 転写ネットワークの解明
従来の転写制御研究とゲノム科学を統合する「エピゲノム」研究を推進しています。ゲノム配列中に含まれる遺伝情報の系統的解明のために、ヒトの全ゲノム
配列を合成したマイクロアレイや高速シーケンサーを用いて、遺伝子発現情報に加えて、クロマチン修飾やゲノムメチル化などのエピジェネティクス、転写因子
複合体とゲノムの相互作用の解析を網羅的に行っています。
2) ゲノム多様性解析
染色体およびRNAのレベルでのゲノムの多様性を理解し、疾患感受性や薬剤感受性の遺伝子素因を明らかにすることを目指しています。ヒトゲノムコピー数
多型（CNV）、さらにアレル間の遺伝子発現多様性を検出する技術開発を進めることにより、インプリンティング現象やアレル特異的な転写制御機構の解明を
進めています。
3) 情報系研究者との連携
計算生物学研究者との連携がますます重要になると考えられますので、大量情報の可視化ツールの開発など両分野が融合できる環境づくりを行っています。
金田 篤志 准教授 (Associate Professor KANEDA Atsushi)
＜癌とエピゲノム異常＞
エピゲノム異常は癌発生に密接に関わる。例えばIGF2遺伝子は父方アリルのみ発現し母方アリルはサイレンシングされているインプリンティング遺伝子で
あるが、ゲノムインプリンティング消失（Loss of imprinting,
LOI）すなわち両アリルとも発現する異常は成人の約１割に認められるエピゲノム異常である。IGF2のLOIは腸管腫瘍発生のリスク因子であり、また
IGF2シグナルを阻害することでそのリスクが低減でき、エピゲノム異常は診断・治療への応用が可能である。
ＥＳＣＵＴでは、抗メチル化シトシン抗体による免疫沈降とタイリングアレイ用いたDIP-chipなど網羅的な技術により癌に関わるエピゲノム異常を解析し、癌発生のメカニズムに迫る。
タンパク質／抗体 クラスター
浜窪 隆雄 教授 (Professor HAMAKUBO Takao)
バキュロウイルス上へのタンパク質の機能的発現技術を利用して、エピゲノム／シグナリングに重要な膜タンパク質・核タンパク質等に対する免疫沈降や免疫組織染色可能な抗体の系統的作製を行っている。
Ｇタンパク質共役型受容体やトランスポーターなどの膜タンパク質あるいは核内受容体４８種を始めとする転写調節因子等に対する高親和性抗体を作製して、細胞や組織の少量サンプルより微量タンパク質複合体を免疫分離し、プロテオミクス解析する技術を開発している。
また抗体を分子プローブとして活用し、イムノＰＥＴイメージングによる診断、血清中のマーカー分子および細胞内の分子のダイナミックな動きを高感度で解析する技術を開発している。
先浜 俊子 准教授 (Associate Professor SAKIHAMA Toshiko)
＜機能的膜蛋白質発現系と蛋白質相互作用解析、シグナル伝達系の研究＞
バキュロウイルスに種々の膜蛋白質遺伝子を導入すると、ウイルス粒子（ＢＶ）上に生理活性を保持した外来膜蛋白質が発現する。このバキュロウイルスディ
スプレイ系では機能的な膜蛋白質複合体をＢＶ上に再構成することができる。この系を用いて作製した膜蛋白質ディスプレイウイルスをツールとして、膜蛋白質
同士の特異的な相互作用の検出及び、リガンド遺伝子の発現クローニングに成功している。
ＥＳＣＵＴではこれを更に発展させ、細胞間相互作用によるシグナル伝達と機能制御に関わる膜蛋白質間相互作用の解析、及びその相互作用をモジュレートするシステムの開発を行う。
望月 康弘 准教授 (Associate Professor MOCHIZUKI Yasuhiro)
抗体医薬は特異性が高く、副作用が少ない等の利点があり、より多くの有用な医薬品の開発が期待されている。しかし、その主なターゲットとなる膜蛋白質
は、疎水性の膜貫通領域を持つため、抗体の作成が容易ではない。その難点を解決するべく、抗原とする膜蛋白質をバキュロウイルスの膜上に発現させ、それを
ウイルスごと免疫するバキュロウイルスディスプレー法の開発を行っている。
また、膜蛋白質を含む抗体の作成が困難な蛋白質について、バキュロウイルスの膜蛋白質であるgp64と融合蛋白質としてウイルス上に発現させ、免疫を
行っている。これまでにこれらの方法により非常に有用な抗体を得ており、基礎研究のみならず、臨床に使用できる抗体医薬の創製を目指して研究を行ってい
る。
川村 猛 助教 (Assistant Professor KAWAMURA Takeshi)
タンパク質は単独で機能するのではなく他のタンパク・低分子リガンド・DNA・RNAなどと相互作用しながら、リン酸化、メチル化、アセチル化など様々 な翻訳後修飾を受けその性質・局在・発現量を変化させ生体機能を維持している。その存在量も幅広く細胞内では10の6乗以上、血漿では10の10乗以上の ダイナミックレンジを持っている。このダイナミックなタンパク質の変動を明らかにするため高感度質量分析計と、特異的モノクローナル抗体を用いたターゲッ トタンパクの濃縮により高感度にタンパク質複合体変化を解析している。さらに超高分解能・高精度質量分析計を用いることで翻訳後修飾も解析し細胞内シグナ ル・エピゲノムに関わるタンパク質群の動態を明らかにする。
血管 クラスター
児玉 龍彦 教授 (Professor KODAMA Tatsuhiko)
人体内の細胞は、細胞膜で外部環境を感知し、それを核内に伝えるシグナリングにより遺伝子の発現を制御する。アテローム性動脈硬化を見ると、血管内皮細
胞では、栄養（コレステロール）、血流、凝固のシグナルが統合され、ゲノム上で転写を活性化する。このときに、エピゲノムが変化すると、慢性的なプラーク
を含めた病変が形成されていく。
我々は、この内皮細胞のTNFα活性化をモデルに、ゲノム上における転写を時系列で解析し、下記に示すようなイントロンを含めた転写の波が移動していく
観測に世界で初めて成功した。このとき転写にかかわるＲＮＡポリメレースＩＩは、初期は結合した２／３が脱落し、残りは細胞内に固定されて安定的に伸張反
応、スプライシングなどのプロセッシングを進めていく。伸張やスプライシングのマシナリーは、集合して転写ファクトリーという構造体を構成していると考え
ており、その解明を進めたいと考えている。
和田 洋一郎 教授 (Professor WADA Youichiro)
南 敬 教授 (Professor MINAMI Takashi)
高齢化社会が進むにつれ、脳梗塞、心筋梗塞の素因となる血栓症、動脈硬化症及び病的血管新生に起因する癌での死亡率は年々増加する傾向にある。これら疾
病の根幹に関わる血管疾患の機序を解明するには、増殖、炎症性因子の存在、微小環境、さらにはこれらシグナルに応答する血管内皮細胞での遺伝子発現制御機
構を包括的に解析していくことが重要である。
そこで、早期内皮応答シグナルでの網羅的発現アレイから転写complexの解明を行い、抗体を用いたproteomicsやChIP-chip解析、
次世代型高速シーケンサー解析からの情報を集め、最終的にどのようなエピゲノム変化が生じ、マクロレベルでの血管応答につながっていくのかを解明すること
をＥＳＣＵＴでの目的とする。
代謝 クラスター
酒井 寿郎 教授 (Professor SAKAI Juro)
肥満・生活習慣病における分子機構を研究しています。肥満時での膵ランゲルハンス島の遺伝子発現を明らかにし、インスリン分泌機構をシステムとして解明を試みております。
脂肪細胞の分化における核内受容体やＷｎｔシグナルの関与を明らかにしております。さらに核内受容体の複合体解析に取り組み、生活習慣病の治療開発薬も進めております。
田中 十志也 准教授 (Associate Professor TANAKA Toshiya)
＜核内受容体ネットワークによる栄養シグナル統合＞
核内受容体はリガンド依存的に遺伝子発現を調節する転写制御因子で、糖尿病や動脈硬化症の発症に関与しています。私はDNAマイクロアレイ、
targetedプロテオミクス、ChIP-sequencingを駆使し、絶食時あるいは再摂食時に変動する遺伝子群、遺伝子プロモーター上の結合部
位、タンパク質修飾および相互作用タンパク質を同定して、統合シグナル分子としての核内受容体の機能を明らかにします。
また、肥満および糖尿病時における核内受容体の標的遺伝子群の発現変動と標的遺伝子プロモーター上での転写複合体の変動を網羅的に解析することによりメタボリックシンドロームの発症基盤となる制御系の異常を明らかにします。
膜シグナル クラスター
柴崎 芳一 教授 (Professor SHIBASAKI Yoshikazu)
細胞膜における分子間相互作用、究極的には核に入りエピゲノム調節を行うシグナルも、シグナル分子の核膜輸送や、さらに上流のシグナル伝達など膜の関与
なしには不可能なことが多い。膜でのシグナル伝達には、タンパクータンパク相互作用とともに、脂質―タンパク相互作用が重要な役割を担う。
我々の研究室では、膜分子と細胞質分子の相互作用に注目し、特に膜脂質リン酸化とそこに特異的にリクルートされる分子によるシグナルを解析している。そ
の結果、輸送、転写調節、細胞骨格調節など多彩な生物活性が引き起こされる。また細胞内の位置、運動変化をとらえるため、生細胞可視化により分子動態を解
析している。
穴井 元暢 准教授 (Associate Professor ANAI Motonobu)
細胞は外部からの情報を受容体を介して水溶性・脂質性のリガンドから受け取り、途中のシグナル伝達分子を介し最終的に遺伝子の転写制御を行う。
Akt/PKBは、アポトーシスの抑制、細胞増殖、糖・脂質代謝、細胞移動などに関与するシグナル伝達分子の一つであり、悪性腫瘍や糖尿病・動脈硬化などの生活習慣病との関連でも精力的に研究が進められている。
Aktの活性は、PDK1やmTOR-Rictor複合体によりリン酸化され活性化される。Akt結合タンパクであるAPE（Akt
Phosphorylation
Enhancer）はAktのリン酸化やキナーゼ活性の制御に関与する他に、アクチン、チュブリン、三量体Gタンパクなどとも結合することが報告されてい
る。APEをはじめとしたタンパク同士の相互作用を抗体を用いたプロテオミクスにより解析することで、シグナル伝達作用の多様性や特異性を明らかにしてい
きたい。
シグナルダイナミクス クラスター
小笹 徹 教授 (Professor KOZASA Tohru)
＜GPCRシグナルのダイナミクスと細胞分化＞
GPCR（Gタンパク質共役受容体）シグナル伝達システムは、様々なシグナルの細胞受容応答に係わる普遍的なシグナル伝達分子機構である。この伝達シス
テムでは、GPCR、Gタンパク質、エフェクターなどのタンパク分子で構成されるシグナル複合体での動的相互作用を通じ、細胞外情報が個々の細胞の状態に
応じた細胞内シグナルに精妙に変換されている。
本クラスターでは、GPCRシグナルシステムの時間空間的なダイナミクスとその基本動作原理を、シグナル複合体のプロテオミクス、物理化学的手法、蛍光
プローブによる細胞イメージングなど、多様なアプローチを組み合わせて総合的に解析する。これらを基に幹細胞からの細胞分化や細胞多様性発現でのGPCR
シグナルのダイナミクスとその生理機能の解明を目指す。
ダイナミカルバイオインフォマティクス クラスター
井原 茂男 教授 (Professor IHARA Sigeo)
マイクロアレイの実験データからの解析を進めてきましたが、今後はますます増加する大量データからの意味抽出の精度を高めることが必要です。そのための情報処理理論、数理モデリング、それをささえるデータベースの構築を積極的に進めます。
１）既知情報からの生物学的意味づけと予測性を高めるため、シグナリングネットワークの動的解析と感受性解析
２）転写メカニズムの解明を通して、協調的多体運動のダイナミックス、エピゲノム効果の時系列変化等の数理モデリング
３）大量データ処理に欠かせないマイニング技術の開発と、その結果を分かりやすく表示する可視化技術を確立し、生命を複雑な力学系としてとらえた数理モデリング、新しい情報処理基盤技術の提言なども進めていきます。