セミナー詳細

見えないものを「みる」!質量顕微鏡の開発と応用例

新間 秀一 博士

大阪大学工学研究科 生命先端工学専攻

【要旨】

イメージング質量分析（IMS: imaging mass spectrometry）は二次イオン質量分析法を用いた、材料を対象とする表面分析法を基にしており、1990年代半ばにLAMMA（laser microprobe mass analyzer）のコンセプトをマトリックス支援レーザー脱離イオン化法（MALDI：matrix-assisted laser desorption ionization）に適用しR. M. CaprioliやB. Spenglerらにより生体分子の可視化が初めて行われた[1, 2]。発表当初、質量分析法におけるタンパク質のイオン化でノーベル化学賞が受賞されたことから、多くの研究者がタンパク質のイメージングを目指したが、現在では生体内小分子（代謝物や脂質）ならびに薬物などのイメージングが主流となっている。
本講演では、まずIMSの方法について概説し、日本におけるIMS研究の先駆けとなる質量顕微鏡の開発コンセプト（図１）や開発エピソードについて取り上げ、質量顕微鏡の治験への導入例を紹介する。また、演者のグループで取り組んでいるがん組織における代謝物可視化事例と測定におけるノウハウについても簡単に紹介したい。

参考文献

1. Caprioli R.M. et al., Anal. Chem., 69, 4751 (1997).
2. Spengler B. et al., J. Am. Soc. Mass Spectrom., 13, 735 (2002).

日時： 平成30年06月14日（木） 17:00～18:30
場所： 理学部3号館4F 412室
連絡先： 理学系研究科 生物科学専攻 生物情報科学科
黒田 真也（skuroda AT bs.s.u-tokyo.ac.jp）

オートファジーの膜動態と生理的意義

水島 昇 博士

東京大学　大学院医学系研究科

【要旨】
オートファジーは多くの真核生物に備わっている細胞内分解システムである。オートファジーでは、細胞質の一部がオートファゴソームに取り囲まれた後にリソソームへと輸送され、分解される。酵母を用いた遺伝学的研究をブレークスルーとして、オートファジーの分子機構と生理的機能の研究はこの約20年間でめざましい発展を遂げた。オートファジーの役割は、アミノ酸などの分解産物を調達するための栄養素のリサイクルと、細胞内の品質管理や浄化の二つに大別される。後者は、特に神経細胞などの長寿命細胞で重要であり、家族性パーキンソン病などのヒト神経変性疾患においてオートファジー関連因子の変異が発見されている。一方で、オートファジーの分子機構の解析も進んでいる。これまでの主体であったオートファゴソーム形成過程に加え、最近はオートファゴソームの成熟過程やリソソームとの融合過程のメカニズムの研究も進展している。講演では、オートファジー膜動態の未解決課題や脊椎動物で新たに見つかった生理機能なども紹介したい。

日時： 平成30年05月11日（金） 17:00～18:30
場所： 理学部3号館4F 412室
連絡先： 理学系研究科 生物科学専攻 生物情報科学科
黒田 真也（skuroda AT bs.s.u-tokyo.ac.jp）

腸内細菌と宿主生体防御･免疫系

大野 博司 博士

理化学研究所 統合生命医科学研究センター（IMS) 粘膜システム研究グループ グループディレクター

【要旨】
ヒトをはじめとする動物の体表面や消化管、泌尿生殖器などには膨大な数の常在共生細菌が定着している。特に大腸では、その総数はヒトで約40兆個と、30兆個とされるヒト自身を形成する真核細胞数を凌駕する。
腸内細菌の多くは現在の培養法では培養できない難培養菌とされ、最近までその全容は不明であった。しかし、いわゆる次世代シークエンサーの登場により、単離培養を経ずとも、ある環境中の生物群衆が全体としてどのような遺伝子を保有するかを明らかにする「メタゲノム解析」が登場し、ヒト一人の腸内には百数十種の細菌が存在し、それらが保有する遺伝子数は約60万と、ヒトの遺伝子数約22,000をはるかに凌駕することが明らかとなった。このように多種多様な遺伝子を擁する腸内細菌同士が相互作用して複雑な代謝系を形成し、さらに宿主との相互作用により「腸エコシステム」と呼ばれるユニークな生態系を構築している。メタゲノムをはじめとする最近の研究により、腸内細菌は宿主の生理・病理に多大な影響を与え、腸疾患のみならず、代謝性疾患、免疫疾患、さらには神経疾患の病態への関連も示唆されている。疾患に伴い異常になった腸内細菌は疾患の症状の原因となることも明らかになってきた。
しかし、メタゲノム解析は遺伝子のカタログ作りであり、腸内細菌の異常がどのように疾患の発症に繋がるかそのメカニズムは解明できない。そこで演者らは、ゲノム（DNAレベル）に加え、トランスクリプトーム（RNAレベル）、メタボローム（代謝産物レベル）など異なるレベルの網羅的解析を組み合わせた統合オミクス手法を考案・提唱してきた。統合オミクス手法により、例えば腸内細菌が産生する酢酸はマウス大腸上皮細胞の遺伝子発現プロファイルを変えることで病原性大腸菌O157に対する抵抗性を付与し、結果としてマウスはO157感染死を免れることが示された。また、腸内細菌が産生する酪酸は、ヒストンデアセチラーゼ阻害によるエピゲノム修飾を介して大腸内における制御性Ｔ細胞の分化促進に働くこともわかった。さらに最近演者らは、自己免疫疾患のひとつである多発性硬化症の発症への小腸内の常在細菌の関与をマウスモデルで解析しており、それについても紹介したい。

日時： 平成30年04月13日（金） 17:00～18:30
場所： 理学部3号館4F 412室
連絡先： 理学系研究科 生物科学専攻 生物情報科学科
黒田 真也（skuroda AT bs.s.u-tokyo.ac.jp）