教室紹介
私たちの研究室では、細胞内の品質管理やリサイクルを担う「オートファジー」の研究を進めており、中でも特定のタンパク質やオルガネラを標的とする「選択的オートファジー」に着目しています。オートファジーは神経変性疾患、がん、細菌感染、初期胚発生など様々な疾患・高次生理機能に関わっていますが、その多くは「選択的オートファジー」に関連するものと考えられます。私たちの研究室では、選択的オートファジーの分子メカニズムについて、個々のタンパク質の機能といったミクロスケールから、タンパク質高次会合体や生体膜といったメゾスケールの機能までシームレスに理解することを目的としています。さらに、マクロスケールでの疾患発症メカニズムの解析まで研究を展開することで、オートファジー関連疾患の治療・診断・予防に繋げたいと考えています。当教室は、明日の医学を支える医学者・Physician-Scientist の育成にも力を入れています。一緒にオートファジー研究の新たな一歩を踏み出しましょう。
遺伝子制御学[遺伝子制御学部門] /
遺伝子制御学
大学院教授 山本 林
主な研究内容
細胞は合成と分解を繰り返すことで恒常性を維持していますが、この「分解」の中心を担うのがオートファジーです。オートファジーは「細胞が自己の細胞質成分をリソソーム・液胞で分解する現象」と定義され、マクロオートファジー(オートファジー)、ミクロオートファジー(リソソーム膜やエンドソーム膜の膜陥入)、シャペロン介在性オートファジー(膜透過)の
3 つに分けられます。オートファジーの研究は大隅良典先生による出芽酵母オートファジーの発見(1992 年)から飛躍的に進展しており、その功績から大隅良典先生は 2016
年にノーベル生理学医学賞を受賞しています。当教室を主宰する山本大学院教授はポスドク~助教期間に大隅良典先生のもとで出芽酵母オートファジーについて深く学び、現在はヒト培養細胞を用いたオートファジー研究を進めています。
オートファジーが誘導されると、細胞質の一部を取り囲むように隔離膜(伸張中のオートファゴソーム膜を隔離膜と呼びます)が伸張し、膜端が閉じて二重膜のオートファゴソームが形成され、その後、リソソームと融合することでオートファゴソームの内容物が分解されます。オートファジーによる分解の多くは非選択的と考えられていますが、特定のタンパク質・オルガネラ(品質低下したタンパク質・オルガネラ)が隔離膜上の因子に認識されることで特異的に分解されることがあり、これを「選択的オートファジー」と呼びます。疾患に関連するタンパク質の多くが選択的オートファジーの標的になっていることが知られており、その多くが凝集体あるいはタンパク質の特殊な会合体である「液滴」を形成します。私たちは、このような疾患に関連する選択的オートファジーに着目して研究を進めており、特に液滴を標的としたオートファジー(液滴オートファジー)を研究対象としています。
- 液滴を標的としたマクロオートファジー(オートファジー)の分子メカニズムの解析
- 液滴を標的としたミクロオートファジー(エンドソーム多胞体経路)の分子メカニズムの解析
- ミクロオートファジーを介した液滴の細胞外分泌(エクソソーム分泌)の解析
- 個体レベルでのオートファジー定量プローブの開発
- 液滴の性質を利用した細胞内操作技術の開発
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先端医学研究所