細胞機能制御研究室

 

松浦 彰 教授 分子細胞生物学、成長と分裂を制御する分子ネットワーク 理学部３号館702号室 amatsuur#faculty.chiba-u.jp（#→@）
板倉英祐 准教授 細胞生物学、タンパク質品質管理システム 理学部３号館705号室 eitakura#chiba-u.jp（#→@）
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細胞の増殖と生存を保証するしくみは？

分裂回数の増加や時間経過により細胞の機能が低下する現象は細胞老化（細胞レベルの老化）と総称されます。細胞老化の原因は、ゲノムの障害、オルガネラの機能障害、タンパク質の変性などさまざまです。生物は、老化の要因を抑制し、細胞が生存しつづけるためのしくみを進化させてきました。本研究室では、真核微生物（出芽酵母、病原性真菌）、哺乳類細胞、およびマウス個体を用いて、染色体維持機構、タンパク質品質管理機構、環境応答シグナル等の観点から、細胞の増殖と生存を保証するさまざまなシステムの分子基盤を研究しています。

主な研究テーマ

  1. 染色体テロメア恒常性の異常応答機構と進化
  2. 細胞の分裂と成長の共役を司るシグナルの制御機構
  3. ゴミ掃除の細胞生物学

テロメア恒常性の維持と異常応答：その分子機構と進化

テロメアは染色体の維持に必須な機能エレメントであり、その正常な機能発現に必須なタンパク質が様々な生物種から多数同定されています。通常のDNA複製では末端複製問題と呼ばれる現象でテロメアDNAが短縮しますが、多くの真核生物種ではこの問題をテロメラーゼと呼ばれる末端特異的伸長酵素の働きにより解消しています。我々は出芽酵母と病原性真菌を材料に、テロメア制御システムの進化、その破綻に対する生理応答に関して、遺伝学的手法と1細胞レベルの細胞動態を追跡する手法とにより解析しています。

細胞の分裂と成長の共役を司るシグナルの制御機構

通常、細胞増殖は分裂と成長が共役することにより進行しています。ゲノムの多倍体化や細胞老化の際には様々な生理的異常が観察されていますが、その多くは分裂と成長の調節異常に起因すると考えられています。当研究室では、細胞成長の主要な制御経路であるTOR経路による分裂と成長の調節機構を、ストレスへの適応という観点から研究しています。また、その制御異常による細胞機能異常の発現メカニズムにもアプローチしています。

ゴミ掃除の細胞生物学（板倉）

タンパク質のダメージ、老化、ミスフォールディングなどによって生じた不良タンパク質が生体内に蓄積すると、神経変性疾患や老化などの原因となります。これに対抗するため、細胞は適材適所に不良タンパク質を認識して、分解する様々なタンパク質品質管理システムを備えています。私たちは哺乳類培養細胞を中心に、オートファジーやユビキチンがどのようにゴミとなった不良タンパク質を分解へ導くのか、その仕組みを研究しています。未知の品質管理システムにも着目し、タンパク質品質管理システムの全体像を理解することで、生体内のゴミを取り除いて綺麗にするメカニズムの解明を目指しています。

最近の研究業績

原著論文

  1. Takeda E, Matsuura A. (2018) A substrate localization model for the selective regulation of TORC1 downstream pathways. Commun. Integr. Biol. 11: e1475830
  2. Tatsumi T, Takayama K, Ishii S, Yamamoto A, Hara T, Minami N, Miyasaka N, Kubota T, Matsuura A,  Itakura E,*, Tsukamoto S*. (2018) Forced lipophagy reveals that lipid droplets are required for early embryonic development in mouse. Development 145: dev161893 (*co-corresponding authors) 
  3. Yamagishi Y, Oya K, Matsuura A, Abe H. (2018) Use of CK-548 and CK-869 as Arp2/3 complex inhibitors directly suppresses microtubule assembly both in vitro and in vivo. Biochem. Biophys. Res. Commun. 496: 834-839
  4. Takeda E, Jin N, Itakura E, Kira S, Kamada Y, Weisman LS, Noda T, Matsuura A. (2018) Vacuole-mediated selective regulation of TORC1-Sch9 signaling following oxidative stress. Mol. Biol. Cell 29: 510-522
  5. Takayama K, Matsuura A, Itakura E. (2017) Dissection of ubiquitinated protein degradation by basal autophagy. FEBS Lett. 591: 1199-1211  (Selected as Editor's Choice)
  6. Itakura E, Zavodszky E, Shao S, Wohlever ML, Keenan RJ, Hegde RS. (2016) Ubiquilins chaperone and triage mitochondrial membrane proteins for degradation.  Mol. Cell 7: 21-33
  7. Maruyama Y, Ito T, Kodama H, Matsuura A. (2016) Availability of amino acids extends chronological lifespan by suppressing hyper-acidification of the environment in Saccharomyces cerevisiae.  PLoS ONE 11: e0151894
  8. Matsui A, Kamada Y, Matsuura A. (2013) The role of autophagy in genome stability through suppression of abnormal mitosis under starvation. PLoS Genetics 9: e1003245
  9. Itakura E, Kishi-Itakura C, Mizushima N. (2012) The hairpin-type tail-anchored SNARE syntaxin 17 targets to autophagosomes for fusion with endosomes/lysosomes. Cell 151: 1256-1269
  10. Itakura E, Kishi-Itakura C, Koyama-Honda I, Mizushima N. (2012) Structures containing Atg9A and the ULK1 complex independently target depolarized mitochondria at initial stages of Parkin-mediated mitophagy. J Cell Sci. 125: 1488-1499

学生へのメッセージ

酵母・哺乳類培養細胞の増殖・老化・生存を保証するシステムの分子基盤を一緒に解きたい、やる気ある学生さんを募集してます。