横浜市立大学大学院 生命医科学研究科 生命医科学専攻の研究室一覧

構造医科学部門

構造生物学 研究室

1）「細胞形質を決定するDNAメチル化が維持されていく仕組みの解明（有田恭平）」
2）「ストレス応答や脂質代謝を制御する細胞膜上での分子認識の仕組みの解明（禾 晃和）」

Ｘ線回折・散乱法や単粒子低温電子顕微鏡法などを用いて、細胞運命の本体であるDNAメチル化の形成と継承、ストレス応答や脂質代謝を制御する膜上でのシグナル伝達に関与するタンパク質や核酸（DNA, RNA）及びそれらの集合体の構造を決定し、これらの分子の生体内での働きを解析します。また、その異常な振る舞いよって引き起こされる疾患の仕組みを構造科学的に明らかにします。

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細胞ネットワーク 研究室

細胞核の構造と動態や、生体膜から細胞核への情報の伝達機構の解析を通して、ゲノム機能発現の時空的制御を理解します。さらに、ゲノム構造とその機能制御を、ゲノム情報科学的もしくはシステムズバイオロジー的側面から研究します。１分子計測からモデル生物の利用まで幅広いアプローチの研究を展開します。

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機能構造部門

機能構造科学 研究室

1）NMR法を用いた疾患関連タンパク質機能構造解析とその制御
2）高次神経機能に関与する機能構造の細胞生物学的解析と分子イメージング

生体機能発現メカニズム解明に向け、
（1）NMR法を主たる解析手法とし、各種 疾患関連タンパク質複合体を対象とした構造・相互作用解析から、有用な機能分子創製へ展開していく研究、および
（2）オミクス、分子イメージング、細胞生物学的手法等を用いた高次神経機能の解析研究、を進めています。

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構造細胞科学 研究室

アクチン繊維の多機能性には繊維の協同的な構造多型性が関連することを提唱し、主として分子生物学的な手法で研究しています。さらに膜タンパク質や複雑な構造をもつ複合体構造を、電子顕微鏡解析技術等を用いて研究し、構造　-　機能連関の探求や疾病の原因解明を目指します。

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構造ダイナミクス部門

生体膜ダイナミクス 研究室

細胞は脂質膜によって外界から隔てられることで初めて生命として機能することができます。膜タンパク質は、細胞が外界からモノを取り込んだり、外からやってくる情報を認識して細胞内の必要な場所へと伝えたりします。私たちの研究室では、クライオ電子顕微鏡を使って、細胞の幅広い機能を担う膜タンパク質の様々なはたらきを理解しようとしています。

細胞構造ダイナミクス 研究室

私たちの研究室では、細胞内で生体分子が働く仕組みを詳細に明らかにするために、クライオ電子顕微鏡等 最先端の技術を用いた構造生物学研究を行っています。特に、細胞膜で受け取った情報を細胞内で伝えるシグナル伝達系と、その指示を受けて遺伝子の発現を行う転写系のタンパク質群に着目した構造・機能解析を進めています。生体分子やそれらが集まって形成される様々な複合体等の構造やダイナミクスを明らかにすることで、細胞内シグナル伝達およびクロマチン内での転写の仕組みを分子のレベルで明らかにするとともに、その破綻による疾患メカニズムの理解にも迫ります。

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創薬基盤部門

構造創薬科学 研究室

病原性細菌やウィルスのタンパク質、ヒト疾患関連タンパク質などの立体構造 解析や、活性発現メカニズム解析を行うことによって、生命現象の理解を試みて います。また、得られたタンパク質の立体構造から薬剤分子設計などを行い、新規薬剤開発を目指しています。

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創薬分子科学 研究室

1）大規模ゲノム解析による創薬ターゲットの同定
2）新たな創薬候補を探索するケミカルバイオテクノロジー研究の推進

様々な疾患の新たな創薬ターゲットの同定や生命現象を制御する新たな分子メカニズムを解明するために、数千人〜数万人の大規模なゲノム解析を行っております。また、化学と生物学を融合したケミカルバイオテクノロジーとして、標的疾患の新たな創薬候補(化合物・ペプチド等)を探索する分子技術の開発に取り組んでいます。

創薬有機化学 研究室

革新的な医薬品を創出することをめざし、（１）コンピュータを利用した合理的な分子設計による分子標的薬の開発研究、（２）中分子ペプチドによるタンパク質-タンパク質相互作用阻害剤、DDSキャリア、ペプチド-ドラッグコンジュ―ゲートの開発研究、を進めています。

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エピゲノム部門

構造エピゲノム科学 研究室

エネルギー代謝である解糖系で働く普通の酵素がパーキンソン病などの神経変性疾患の誘発に関与していることが最近わかってきました。これらの蛋白質がどのように発病に関連しているのかを核磁気共鳴（NMR）や質量分析（MS）で解析しています。また、真核生物のクロマチンの構造単位であるヌクレオソームコアはヒストンタンパク質８量体にDNAが巻き付いた構造で、クロマチンの構造変化が遺伝子の発現に影響を与えます。特に、がんや免疫応答不全などの疾病にも、ヒストンやDNAの修飾に伴う転写促進や転写抑制が密接に関わっていることから、種々のヌクレオソームコアの構造と機能の関係をMSやNMRを用いて解析しています。

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代謝エピゲノム科学 研究室

様々な環境因子に晒されながらも生体が恒常性を維持できる仕組みについて、さらにそれらの破綻が疾患にいたる過程について、エピゲノム、細胞生物学、免疫学、メタボロミクス、ケミカルバイオロジーなどを組み合わせた領域横断的な研究をしています。
生命現象や疾患をエピゲノム制御の観点から理解し、炎症を基盤病態とする疾患の新しい治療法の開発を目指します。

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システム生物学部門

生命情報科学 研究室

(1) 生体分子（タンパク質, DNA,RNA）の分子シミュレーション
(2) 人工知能・機械学習を用いた創薬・生命科学研究

タンパク質や核酸（DNA，RNA）などの生体高分子やそれらの複合体の立体構造形成や機能発現のメカニズムを、原子レベルの相互作用にもとづいて明らかにするために、スーパーコンピュータを用いた分子シミュレーションなどの理論的方法を用いて研究を行っています。また、人工知能や機械学習、最適化手法を用いて創薬や生命科学を推進する手法について研究しています。

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環境要因解析 研究室

1) 微生物群・無機物群・有機物群の分析技術高度化によるデータ駆動型アプローチの各分野展開
2) 安定同位体を利用した食物栄養と宿主・腸内微生物叢が関わる共代謝解析技術の構築
3) 共生・寄生性原生生物と宿主のインタラクションの解析
4) 全世界的に人類の持続的生産・消費活動に必要な環境医学・科学への貢献

動植物や微生物が共栄するために必須な共代謝に関わる分子群や生物叢の変動を計測し、情報抽出するシステム生物学的手法を構築します。これを食料源や生存環境が変化した際の宿主・常在菌の恒常性評価へと応用し、例えば新興国での食・衛生環境改善や、日本の超高齢社会化・輸入依存低減といった問題解決型科学へと展開します。

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細胞医科学部門

分子細胞医科学 研究室

1) 真核細胞における転写調節機構の解明
2) 転写開始因子によるmRNAの運命決定機構の解明
3) 微小管制御を介した細胞極性制御機構の研究
4) 脊髄小脳変性症の発症メカニズム、および生後における脳の発達機構の解明

出芽酵母を主な実験材料とし、分子生物学・分子遺伝学的な手法を駆使して、真核細胞における転写制御機構ならびにmRNAの運命決定機構の解明を目指した研究に取り組んでいます（古久保）。また動物細胞を使った生化学・細胞生物学的な研究をノックアウトマウスの解析に組み合わせながら、新しい微小管制御機構や、その破綻に起因する神経細胞の構造・機能異常の研究を進めています（鈴木）。

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免疫生物学 研究室

私たちはからだを外敵から守る免疫の研究をしています。特に、常に病原体や腸内細 菌などの外来抗原に曝されている腸粘膜細胞がこれらの異物を体内の免疫系細胞に受け渡すメカニズムや、免疫系細胞がその抗原を感知して応答するメカニズムを調べています。

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オミックス部門

創薬再生科学 研究室

疾患関連タンパク質のプロテオーム解析
タンパク質複合体の翻訳後修飾のプロテオーム解析

プロテオーム解析に必要な質量分析装置とその周辺技術を開発し、開発された技術を用いて、卵巣癌、前立腺癌、肺癌、川崎病などに関連するタンパク質を検出・同定すると共に、その診断マーカーあるいは創薬ターゲットとしての有用性を検証する研究を行っています。また、プロテアソームなどの巨大タンパク質複合体の構成因子の翻訳後修飾を網羅的に分析し、修飾基の役割を明らかにする研究も行っています。

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機能ゲノム科学 研究室

1）non-coding RNAの機能解析
2)ゲノム‐RNA相互作用
3）エピジェネティクス制御機構の解明
4)細胞内での転写とその制御機構の解析

ゲノムから転写されるRNAの中には、タンパク質をコードするメッセンジャーRNAやその他数多くのタンパク質をコードしないRNAが存在します。これらRNAの機能や、その転写調節機構について、分子生物学や次世代シークエンサー・バイオインフォマティクスを駆使した研究を行っています。

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生体医科学部門

生体機能医科学 研究室

1）神経系の発生・再生の分子機構と再生医学への橋渡し研究（竹居光太郎）
2）膵島β細胞、副甲状腺、皮膚の分化・機能維持と破綻の分子機構（片岡浩介）
3）細胞骨格因子の構造機能解析（林郁子）

生体の機能は、様々な環境変化に対応できるように発揮・調節されます。私達は、細胞骨格因子の構造と機能、神経系の発生・再生の機構、多様な細胞機能の獲得・維持といった諸問題を、分子・細胞・生物個体のレベルで理解するため、分子生物学・生化学・構造生物学などを駆使し、医学・医療への展開に向けて追求しています。

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バイオイメージング 研究室

蛍光タンパク質の発色団に棲むπ電子の心をつかみながら、細胞内で起こる生命現象をレポートする分子スパイを実践的に開発します。 免疫システムにおける細胞間コミュニケーションを、生きた組織中で可視化することにより、免疫応答の制御メカニズムを理解することを目指しています。

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