Our Science

Here is a brief description of our work explained for non-specialists.

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地球上の全ての生命は細胞で構成されています。細菌や酵母などの多くの微生物は一つの細胞からできており、単細胞生物と呼ばれます。一方、植物、昆虫、動物などはより複雑で、多くの細胞が協調して働き、生命を維持しています。全ての細胞はゲノムを持っており、ゲノムはDNAと呼ばれる長く、非常に細い鎖状分子からできています。DNA分子は細胞内でタンパク質と一緒にまとめられ、1つ、又は複数の染色体を形成します。「真核生物」と呼ばれるより複雑な構造の細胞では、染色体は核と呼ばれる、DNAの収納に特化した細胞内の構造体に収められています。

染色体とは、数珠状に遺伝子が整列している構造体です。各々の遺伝子はDNAの特定の領域に断片として配置されており、細胞がどのように生命に必要な様々なタンパク質を組み立てるのかということを示す、説明書の役割を果たす情報が含まれています。タンパク質も鎖状分子であり、アミノ酸と呼ばれる分子からできて、お互いにつながって長い鎖を形成します。タンパク質は20種類のアミノ酸からできており、異なった種類のアミノ酸の組み合わせや、鎖の長さの違いから、様々な特性を持つ膨大な数のタンパク質が存在します。あるタンパク質は、筋肉のような器質的な構造をつくります。酵素と呼ばれるタンパク質の場合は多くの化学反応を促進しますが、酵素を含むこのようなタイプのタンパク質は、個々の細胞の生命を維持しています。これらの化学反応は正確には「代謝」と呼ばれ、糖の燃焼、または燃料の化学的形態、いわゆる食品からエネルギーを生成することも含まれています。

細胞内のタンパク質は、病気を治療するために用いられる薬品や薬剤の標的です。そのため、殆どの薬剤は外部からの化学的シグナルとなり、細胞内の遺伝子から作られた、1つ、又は複数のタンパク質を変化させます。例えば、インシュリンなどの場合は、薬剤そのものがタンパク質です。感染症と闘うためにあなたの体の中で作られる抗体も、タンパク質の一種です。

1つの生物の中では、全ての細胞が同じゲノムを持っています。ちなみに、ゲノムとは、異なるタイプの全てのタンパク質を作るために必要な全セットの遺伝子のことです。しかし、全ての遺伝子が、全ての細胞で、一度に働いているわけではありません。例えば、ある種のタンパク質は、脳(神経)細胞でのみ作られ、皮膚組織では作られません。またある種のタンパク質は、細胞が盛んに分裂している時にのみ作られます。これらは全て遺伝子調節と呼ばれ、非常に複雑な過程があり、様々な方法で機能しています。遺伝子が働いている時、専門的には、発現していると言います。細胞内での数千種類の異なる遺伝子の発現のパターンや量の違いは、細胞同士の大きさ、形、働きの違いになると言えます。しかし、ある種の細胞では遺伝子の発現は時間とともに、または環境からくる様々なシグナルに応答にして変化します。シグナルには、ホルモンと呼ばれる生体内の伝達役や、ストレスとして知られる外部からの刺激も含まれます。

遺伝子はダメージを受けることがあり、そのせいで必要なタンパク質の生産ができなくなったり、間違ったタンパク質構造をとってしまうことがあります。これらのような遺伝子のダメージを、変異(ミューテーション)と呼びます。ガンを含む多くの病気は、1つ、または複数の遺伝子のダメージによって引き起こされます。このような遺伝子へのダメージは、環境内の化学物質(突然変異原)や、喫煙や放射線への被爆などによっても引き起こされます。一部の遺伝子の変化は親から子へと引き継がれ(遺伝)、遺伝的疾患を引き起こす可能性もあります。

私たちの研究は、人の細胞で遺伝子の発現がどのように制御されているのかを調べています。また実験の簡便さから、線虫のようなより単純な細胞を持つ生物も解析しています。私たちは細胞内のタンパク質を検出・測定するために、様々な種類の技術を使っており、このようなアプローチは「プロテオミクス」と呼ばれています。その手法を用いて、どのようなタンパク質が健常な細胞とガン細胞で作られているのか、どのような因子がその生成や活性に影響しているのかを解析しています。私たちは、高性能な顕微鏡を使って人の細胞や線虫を観察し、薬剤や刺激に応答してどのように動き、分裂し、変化するのかを時間を追って記録しています。私たちは質量分析計(分子の重量を計算する複雑な機器)と顕微鏡の両方を用いて、細胞内の異なる領域でどのようにタンパクが制御されているのかを検出しています。これらの実験では、毎回大量のデータが発生するため、すぐに解析し、可視化し、保存しなければなりません。そのため、先進的なコンピューターを使って、このような大きなデータを解析し共有するのを助ける新しいソフトウェアの開発をしています。 私たちは自分たちの発見を皆に広め、他の研究者とデータを共有するために、科学雑誌に投稿したり、オンラインデータベースを構築したり、講義やセミナーをしています。私たちの活動すべてのより詳しい情報をこのウェブサイトで見ることができます。

私たちの研究は、人の細胞で遺伝子の発現がどのように制御されているのかを調べています。また実験の簡便さから、線虫のようなより単純な細胞を持つ生物も解析しています。私たちは細胞内のタンパク質を検出・測定するために、様々な種類の技術を使っており、このようなアプローチは「プロテオミクス」と呼ばれています。その手法を用いて、どのようなタンパク質が健常な細胞とガン細胞で作られているのか、どのような因子がその生成や活性に影響しているのかを解析しています。私たちは、高性能な顕微鏡を使って人の細胞や線虫を観察し、薬剤や刺激に応答してどのように動き、分裂し、変化するのかを時間を追って記録しています。私たちは質量分析計(分子の重量を計算する複雑な機器)と顕微鏡の両方を用いて、細胞内の異なる領域でどのようにタンパクが制御されているのかを検出しています。これらの実験では、毎回大量のデータが発生するため、すぐに解析し、可視化し、保存しなければなりません。そのため、先進的なコンピューターを使って、このような大きなデータを解析し共有するのを助ける新しいソフトウェアの開発をしています。 私たちは自分たちの発見を皆に広め、他の研究者とデータを共有するために、科学雑誌に投稿したり、オンラインデータベースを構築したり、講義やセミナーをしています。私たちの活動すべてのより詳しい情報をこのウェブサイトで見ることができます。








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