北海道大学 大学院 生命科学院 生命システム科学コース

  • English

研究室紹介

生命システム科学コース
細胞高次機能科学分野 環境応答統御科学分野 行動制御科学分野 生殖発生科学分野

細胞高次機能科学分野

形態,極性,接着、分化といった多くの細胞機能が,複雑なシグナル伝達ネットワーク制御のもとで
受容体を含む膜タンパク質系やシグナル伝達系、細胞骨格系,細胞内小胞輸送系の働きによって支えられています。
細胞やその集合体としての組織の挙動を理解するためには,個々の分子機能の理解に加え
それらがシステムとしてどのように動的に変化し、維持されているかという視点が重要です。
本分野では,これらの問題について、植物,モデル生物,動物を題材にして
分子遺伝学,細胞生物学,生理学及び生化学的視点から統合的に学びます。

分子間情報研究室 WebSite

微生物

細胞を構成する基本単位である生体膜は、細胞の形態や極性、小胞輸送、オルガネラの機能等に必須な役割を果たしている。脂質二重層から成る生体膜には、様々な脂質が存在すること、また、脂質の分布には二重層間で非対称性が見られることから、脂質は生体膜の機能発現に重要な役割を果たしていると考えられるが、膜の特殊な物性と脂質が低分子であることから解析が難しく、未解明な点が多い。当研究室では、モデル生物である酵母を用いて、脂質の非対称性や分布の変化が様々な細胞機能に果たす役割を解明する。

田中一馬教授 岸本拓磨助教
三岡哲生助教    
研究キーワード 脂質非対称性、細胞極性、細胞内小胞輸送、分子細胞生物学、分子遺伝学、酵母


植物形態機能学I研究室 WebSite

植物 培養細胞 Bioinfo

植物は静物といわれるように動かない生き物の代表と考えられていますが,それは私達の時間感覚では感じられないだけで、記録映像を早回しで見てみると、非常にダイナミックに動いたり,芽や花など新しい器官を次々と作り出していきます。このような形作りは形態形成と呼ばれ,植物ホルモンであるオーキシンが中心的な役割を担っています。当研究室ではシロイヌナズナの突然変異体や形質転換植物を使って,オーキシン応答性遺伝子の発現メカニズムを明らかにしています。

綿引雅昭 准教授    
研究キーワード オーキシン,フィードバック制御,遺伝子発現,分子生物学,植物生理学,遺伝学,植物,アラビドプシス,ニンジン,ジャガイモ


植物発生進化制御学研究室  WebSite

植物 培養細胞 Bioinfo

植物は、私たち動物にとってうらやましい特徴をたくさん持っています。たった1つの細胞から光と水さえあれば完全な個体を再生しますし、幹細胞はあたかも無限に増殖を続けます。また夏から冬への大きな環境変動にも不動にして生き抜きます。さんさんと光を浴びて光合成をする一方で、大量の紫外線を浴びてもガンで死ぬことはありません。このような植物の特徴を解明することができたら、人類が現在悩まされているさまざまな問題の解決に大いに役立つかもしれません。私たちの目標の一つは、悪環境にも負けず、すくすく育つ植物の創出に挑戦することであり、そのために長い進化の過程で獲得してきた植物の英知をひも解き、その発生や成長と環境適応のしくみを解明することです。したがってさまざまな角度から研究を進め、植物や植物細胞に秘められた能力を少しでも多く発見し、そのしくみを明らかにしたいと考えています。

藤田知道教授 ティ ウイコック助教
研究キーワード 分子細胞生物学、エコ・エボ・デボ、コケ植物、細胞増殖・分化、環境応答、植物ホルモン進化、細胞極性、不等分裂、細胞周期、細胞間コミュニケーション、植物の感覚やこころ、宇宙環境利用科学


消化管生理学研究室 WebSite

動物 微生物 培養細胞

「食環境への消化管の適応機構とその制御」について、実験動物(マウス、ラット)および培養細胞を材料に用いて研究している。現在はとりわけ「腸内微生物と宿主の相互関係」に着目しており、食品によって腸内微生物の構成をコントロールすることによりアレルギーやメタボリックシンドロームなどの病気が予防・改善できることを示すとともに、腸内微生物の情報が消化管から体内局所に伝わる機序を解明することを目指している。さらに、冬眠動物(ハムスター、ツキノワグマ)の消化管生理にも興味をもって研究を行っている。

園山慶准教授    
研究キーワード 消化管生理学、哺乳動物、腸内細菌叢、アレルギー、メタボリックシンドローム、冬眠


動物機能医科学研究室 WebSite

動物 培養細胞 培養細胞

アフリカの地下に生息する齧歯類ハダカデバネズミ(デバ, Heterocephalus glaber)は、マウスと同等の大きさながら約30年の長寿命を持ち、老化耐性・がん化耐性の特徴をもつことが知られている。動物機能医科学研究室では、デバ特異的な老化耐性・がん化耐性の制御機構および関与遺伝子の解明を目的として、研究を進めている。将来的には新規の観点からのヒトにおける老化・がん化予防薬の開発が見込まれる。また、デバの社会性制御機構に関しても興味を持ち、研究を進めている。

三浦恭子准教授 河村佳見助教
研究キーワード ハダカデバネズミ、老化、加齢、がん、真社会性、分子生物学、次世代シーケンス


ゲノム機能科学分野

30億年以上の進化の過程でゲノムや染色体に蓄積されてきた遺伝情報が
細胞から細胞へ伝えられ、細胞や個体の表現型として実現される機序を明らかにすることは
生命科学研究の根幹であるとともに、臨床医学や応用生物学分野においても重要性を増しています。
本研究分野ではゲノムダイナミクスとゲノム機能制御の観点から
クロマチン構造と転写制御機構、ゲノム機能制御に働くnon-coding RNA、減数分裂制御と遺伝子疾患
性染色体の進化と性分化機構、癌遺伝子と細胞増殖制御機構について、その動的側面への理解を深めます。

形態機能学III研究室 WebSite

植物

生物の基本的な遺伝情報はDNAに集約されていると考えられてきた。しかしながら近年、DNAの一次配列だけではなく、RNAやエピジェネティックな修飾が生命活動に重要な働きを担っていることが明らかになってきた。我々の研究室では、植物を用いてnon-coding RNAやエピジェネティックな制御因子の研究を行っている。また、これらの因子が環境適応にどのように寄与しているのか研究している。本研究室の目標の一つは、新しい遺伝子制御因子の同定である。もう一つの目標は、新しい制御因子を利用した有用植物の作出である。

加藤敦之教授 伊藤秀臣助教
研究キーワード 環境適応、トランスポゾン、植物分子遺伝学、エピジェネティクス、植物育種学、環境ストレス、進化


分子環境生物科学研究室 WebSite

動物 培養細胞

多細胞高等動物の細胞は様々なシグナルに応答して増殖・分化・細胞死(アポトーシス)、どの方向へ向かうか調節する機構をもっている。発癌物質など環境中の様々なストレス因子、さらにストレス因子が誘引する活性酸素種は、この機構に不調異常をもたらし、細胞は過剰な増殖・死に陥って、個体に癌や脳神経変性疾患等の様々な病気を引き起こす。細胞の有する環境ストレス応答システムと個体レベルでの癌・その他の疾患との関係を、原癌遺伝子産物タンパク質の機能解析を中心に分子レベルで解析している。

有賀早苗教授    
研究キーワード 細胞増殖・分化・癌化・アポトーシス、生化学、分子生物学、細胞生物学、高等動物、原癌遺伝子、酸化ストレス、神経変性疾患、シグナル応答


遺伝子機能研究室 WebSite

動物 培養細胞

当研究室では主に次の3つのテーマで研究を行っている。
◯ Hox遺伝子とhomeobox遺伝子によるカイコ絹糸腺の領域特異性制御機構の解析
◯ 昆虫培養細胞を用いた昆虫ホルモンによる遺伝子発現制御機構の解析
◯ ほ乳動物のX染色体の制御機構、特に不活性X染色体の再活性化機構の解析

滝谷重治准教授 吉田郁也助教
研究キーワード カイコ、絹糸遺伝子、Hox遺伝子、遺伝子発現制御、転写因子、昆虫、脱皮、変態、昆虫ホルモン、培養細胞、ほ乳動物、X染色体、不活性化と再活性化、ES cells、多能性、分子生物学、遺伝学


動物生体機能研究室  

動物 培養細胞 Bioinfo

ゲノムプロジェクトの遂行と次世代シークエンサーの利用により、生物科学の研究方法が多いに変化している。ヒトを含む哺乳動物の遺伝子数はたかだか2万強であることが明らかにされたものの、遺伝子機能についての解析はこれからの課題である。われわれは、種々の遺伝子改変マウスやラットを作出して、ヒト疾患に関与する遺伝子の機能を検討しています。

北田一博准教授    
研究キーワード 疾患モデル、遺伝子改変、ラット、マウス


環境応答統御科学分野

生物は、厳しい環境の変化に対して細胞・組織・器官内の環境を変化させ、最終的には生物の形さえもが変化します。
本分野では、このような生物の内外環境応答機能を個体統合システムとして捉え
光合成・物質生産に関わるエネルギー・物質変換機能分子の解明と
その制御から翻訳調節や代謝調節に関与するRNA分子機能を含めた転写後調節機能に至るまで
ゲノム科学を基盤とする研究手法と研究で得られた知見を中心に学習します。
  また、さまざまな環境シグナル情報統御機構の具体例を示し、染色体構造変化・遺伝子発現制御を介して
細胞分裂・分化、発生を調節し、新たな環境に適応した器官・個体を再構築する過程についても学習します。

形態機能学Ⅱ-山口・佐藤研究室 WebSite

植物 微生物 培養細胞 Bioinfo

私たちは「生物の環境適応戦略」に興味があり、その研究を行っています。生物の特徴・個性はゲノムに刻まれていますので、ゲノム機能に関する研究が中心です。特に環境適応能力に優れた高等植物に着目し、これに働く遺伝子群の性質・機能の解明をめざしています。具体的には、環境適応に深く関わる細胞内情報伝達システムである「ユビキチン・プロテアソームシステム」に着目し、栄養素環境適応、器官サイズ制御、植物免疫機能に関する研究を行っています。そして、その延長としての応用研究により、私たち人間社会あるいは地球環境に有益な植物・作物の作出も目指しています。

山口淳二教授 佐藤長緒助教
研究キーワード 環境適応、分子生物学、植物科学、ユビキチン-プロテアソーム システム、代謝制御、植物免疫、プロテオーム、生物および非生物ストレス


形態機能学第2a研究室 WebSite

植物 培養細胞 Bioinfo

セントラルドグマの中で単にDNAからの遺伝情報を仲介しているだけと考えられてきたRNAですが,近年の様々な研究の成果により,遺伝子発現制御における重要な役割があることがわかってきました。本研究室では,RNAの関わる遺伝子発現制御が植物のもつ独特の生理現象にどのように関わっているのかを解明することを目指した研究を展開していきます。

千葉由佳子准教授    
研究キーワード ストレス応答,遺伝子発現制御,mRNA分解,高等植物,シロイヌナズナ,分子生物学


形態機能学ⅡB研究室(高田泰弘研究室) WebSite

微生物

生物が持っている環境に対する適応機構を分子レベルで明らかにすることをめざし、特に低温などの特殊な環境にすむ体制の簡単な細菌をモデル生物として、現在次のようなテーマで研究を進めています。1)0℃でも活発に増殖できる好冷菌が持っている低温で高い活性を示すが、著しく熱不安定な低温適応型酵素の構造と機能; 2)好冷菌が持つ低温適応型酵素遺伝子の発現調節機構(特に低温誘導性について)

髙田泰弘 准教授    
研究キーワード 極限環境、環境適応、好冷菌、低温適応型酵素、低温誘導性遺伝子発現


分子生物学研究室 WebSite

植物 培養細胞

高等植物におけるメチオニン生合成の鍵段階を触媒するシスタチオニンγ-シンターゼの発現はmRNAの分解段階でフィードバック制御されている。この制御は翻訳中に起こり、メチオニンの代謝産物であるS−アデノシルメチオニンに応答して、特異的な翻訳停止が起こり、これが引き金となって自身のmRNAを分解する。本研究室は、この翻訳と共役したmRNA分解というユニークな制御機構の解明に取り組んでいる。

内藤 哲教授    
研究キーワード 分子生物学、植物生理学、シロイヌナズナ、メチオニン生合成、mRNA分解、翻訳停止、新生ペプチド、試験管内翻訳


生物適応研究室 WebSite

植物 微生物 Bioinfo

光合成は、さまざまな面で植物細胞の機能発現に深く関わっている。生物適応研究室では、モデル植物のシロイヌナズナ、緑藻、始原的な光合成生物であるシアノバクテリアなど、さまざまな植物や藻類を材料として、光合成の環境適応や農学的な応用、進化などを研究している。生物適応研究室の目標の一つは、光合成に関する基礎的な代謝の過程と進化の過程を明らかにすること、もう一つは、通常の植物よりも長い期間光合成をすることのできるステイグリーンとよばれる植物を作出することである。

田中歩教授 田中亮一准教授
伊藤寿助教 高林厚史助教
研究キーワード 光合成、分子生物学、植物生理学、植物、藻類、シアノバクテリア、クロロフィル


行動制御科学分野

感覚統合、運動発現、学習・記憶・動機づけなどを含む
動物行動の制御にかかわる神経系の働きは、個体レベルの行動と密接に連関します。
ニューロンや神経回路網の働きは、特に統合レベルでの解析が必要であり、解析には行動と関連づけながら進めなくてはなりません。
本分野では最新の分子生物学、生物物理学、神経内分泌学、神経システム生理学手法を用いた実験解析結果を体系的に学ぶとともに
解析結果に基づく神経系機能のシミュレーションによる再構成過程と、その生命科学研究における意義についても学習します。

行動生理学研究室 WebSite

動物

動物は刺激に対する反射としてのみならず刺激が存在しない時にも自発的に行動を開始する。私たちは、甲殻類を用いてその歩行運動や目的志向運動の自発的開始の基盤となる神経生理学的メカニズムを調べている。「少数ニューロン系」としての無脊椎動物を実験系として用い、自由行動下の覚醒動物に細胞内記録・染色法を適用することにより、行動の自発的開始の神経機構を同定細胞とそれらが形成する神経回路網の働きとして理解することを目指す。

高畑雅一教授    
研究キーワード 無脊椎動物 自発行動 脳・中枢神経系 動物生理学 神経細胞 神経回路網 同定細胞


システム神経生物学研究室 WebSite

動物

動物は外的環境からの刺激を受けると,脳・神経系でどのように行動するかを判断して運動を企画し,行動を実行する。私たちの研究室では,コオロギの空気流刺激で誘発される回避行動をモデルに,行動解析・電気生理学・イメージング・数理解析を組み合わせて,刺激の受容から中枢での情報処理,運動制御にいたる神経回路とその情報処理内容の完全記述を目指している。

小川宏人教授    
研究キーワード 昆虫 ,脳,神経系,神経細胞,神経生理学,イメージング


行動神経生物学:水波研究室 水波誠教授WebSite 田中暢明助教WebSite

動物

昆虫の脳「微小脳」の機能構築を明らかにし、哺乳類の脳との比較により脳の多様性、普遍性とその進化に迫ることを目指している。1つには、コオロギやゴキブリが示す高度な学習能力に着目し、その神経機構を分子、細胞およびシステムレベルで解析し、学習系の基本原理の解明に迫っている(水波)。それに加えて、ショウジョウバエの脳における感覚情報処理について、遺伝学的手法、生理学的手法、電子顕微鏡観察などを駆使して解析している(田中)。

水波誠教授 田中暢明助教
研究キーワード 脳、行動、学習、嗅覚、コオロギ、ゴキブリ、ショウジョウバエ


相馬研究室 WebSite

動物

動物行動の多様性に挑むには,メカニズムと機能の双方からの視点が必要ですが,特に当研究室では機能の側面に軸をおき,行動生態学的アプローチから鳴禽類を対象に研究をしています.社会行動(求愛,親子関係),発達,生活史,歌学習などに焦点をあて,社会的知能の進化をかんがえています.

相馬雅代准教授    
研究キーワード 鳴禽類,社会行動,発達,学習,求愛,認知,動物行動学,行動生態学


行動神経生物学 松島研究室 WebSite

動物

動物は利益とコスト、そして時間を計りとって最適な行動を取ろうとします。この研究室ではヒヨコや鳴禽を実験に用いて、餌のリスクを主観的にどう価値するか、資源をめぐる競争が意思決定にどのような影響を与えるか、研究しています。認知脳科学と行動生態学をひとつのものとして、行動の進化を理解することがゴールのひとつです。

松島俊也教授    
研究キーワード 行動生態学、認知脳科学、神経経済学、意思決定、大脳線条体


分子神経行動研究室 WebSite

動物

動物が生成する行動は、「遺伝」と「環境」の両方の要因の影響を受け、発達・獲得される。この遺伝と環境が具体的にどのようなタイミングでいかに脳内の遺伝子発現に影響を与えるのか?また発達過程の個体の行動そのものが脳内分子基盤にどのようにフィードバックされるのか?音声発声学習とその学習臨界期研究の動物モデルである鳴禽類ソングバードを用いて研究を進めている。

和多和宏准教授    
研究キーワード 動物行動、遺伝子発現、学習・記憶、個体差、ソングバード、コミュニケーション、エピジェネティクス


神経情報学研究室 WebSite

動物 Bioinfo

私たちは,適応的な行動が実時間で実現される脳機能の解明をめざしている.神経細胞が相互に信号をやり取りする神経回路網は,どの様にして感覚信号の中から情報を抽出し,記憶と照合し,運動系を制御する信号を生成するのだろうか?私たちは,神経細胞から脳を組み立てる設計原理を明らかにするため,神経細胞の数が少なく構造も簡単な無脊椎動物の神経系について,分子神経生物学,神経生理学及び情報工学的手法を使い総合的に研究を進めている.

青沼仁志准教授 西野浩史助教
研究キーワード 神経行動学、移動知、分子神経生物学、モデル、シミュレーション、ロボット


生殖発生科学分野

生殖細胞がどのような制御のもとで形成され
受精後、いかに新たな個体を作り出すかを解明することは、生命科学に課せられた基本命題の一つです。
その応用は、人工受精、避妊、有用生物種の作出など、我々の生活に深く関係する種々の生殖操作に直結します。
生殖発生生物科学は、生命の連続性と多様性を保証する仕組みの探求という純粋科学的側面と
生殖・発生を人為的にコントロールする技術の開発という応用科学的側面を持ち
クローン動物や再生医療に代表されるように、社会的関心も高い学問分野です。
  本分野では、生殖細胞の形成と成熟の基本機構、発生における細胞分裂と細胞分化の制御機構を学習します。

山下研究室 WebSite

動物 培養細胞

多くの多細胞生物の一生は生殖細胞(卵と精子)の合体(受精)から始まる。有性生殖を営む生物にとって、この過程は個体の限られた寿命を越え、種を存続させるために必須の過程で、かつ、生命に多様性を与える過程である。当研究室では主に魚類(メダカとゼブラフィッシュ)を材料に、卵成熟と精子形成を制御する仕組みを分子・細胞レベルで解析している。

山下正兼教授    
研究キーワード 卵成熟、精子形成、減数分裂、翻訳制御、細胞培養、細胞増殖、細胞分化


荻原研究室 WebSite

動物 培養細胞

卵巣は、次世代へと卵を提供するという重要な役割を担っています。当研究室では、卵巣の機能に関連する未解明の問題に取り組んでおり、マウスやメダカ、ゼブラフィシュを用いて、卵(子)形成や排卵、排卵後組織修復機構の仕組みについて解析を行っています。

荻原克益准教授    
研究キーワード 卵巣、卵(子)形成、卵胞選択、排卵、組織修復


勝研究室 WebSite

動物 培養細胞 Bioinfo

ステロイドホルモンは脊椎動物における生体内の生理的な応答を調節することによって恒常性維持に寄与しています。そのステロイドホルモンはリガンドによって活性化する転写因子である核内受容体と結合する事で生理機能を発揮します。私たちの研究グループは核内受容体の分子進化と機能進化について多くの生物種を用いて調べています。さらに、温度によって性が決まる爬虫類の性決定・分化機構の解析、医薬品を含む内分泌かく乱化学物質の生物影響についても解析を進めています。

勝義直教授    
研究キーワード 内分泌学、ステロイドホルモン、核内受容体、性決定・性分化、内分泌かく乱物質


黒岩・水島研究室 WebSite

動物 培養細胞 Bioinfo

生物のオスとメスはどのように決まるのか?当研究室では、鳥類や哺乳類の性決定メカニズムを、遺伝子、タンパク質、ホルモン、染色体レベルで研究している。ニワトリ、ウズラ、エミューなどの鳥類初期胚を用いて、トランスジェニック、ゲノム編集、生命工学的技術を駆使し、性決定に関わる遺伝子の機能解明を試みている。また、哺乳類でありながらY染色体をもたない、世界的にも極めてめずらしいトゲネズミ属を用いて、新しい性決定遺伝子の探索やY染色体消失の解明を目指している。

黒岩麻里教授 水島秀成助教
研究キーワード 性決定、遺伝子、Y染色体、鳥類、哺乳類、生殖発生学、分子生物学


木村研究室 WebSite

動物 培養細胞

生物が発生し機能するためには、遺伝子やnoncoding RNAが正しいタイミングで正しい場所に、適切な量だけ発現することが必要です。本研究室では、哺乳類の生殖と発生に関わる卵巣、精巣、胎盤における遺伝子発現の調節メカニズムを調べています。また、生殖と発生において不明な点が多い事象として、精子形成と胎盤分化の分子メカニズムを解析しています。

木村敦准教授    
研究キーワード 分子生物学、遺伝子発現、エピジェネティクス、long noncoding RNA、ゲノム、卵巣、精子形成、胎盤、プロテアーゼ


小谷研究室 

動物

私たちの体は受精した一つの卵から始まり、形態形成を繰り返す事で形作られる。この体づくりの仕組みは受精前の卵母細胞にすでに準備されていて、精子と受精する事で一連の反応が開始される。本研究室では小型熱帯魚のゼブラフィッシュと哺乳類のマウスを用い、卵母細胞に構築された生命の始まりと発生を進行させる仕組みの解明を目指している。具体的には、卵母細胞に蓄積された母性因子の役割を解明すること、さらにその制御・作用機構を明らかにすることである。

小谷友也准教授    
研究キーワード 脊椎動物、卵母細胞、卵、初期発生、母性因子、細胞生物学、分子生物学、分子遺伝学


Copyright(C) Hokkaido University. All rights reserved.