東京大学研究Discovery Saga

　東京大学大学院農学生命科学研究科の池田優成大学院生(研究当時)、山内啓太郎教授らの研究グループは、細胞老化因子p16の発現がデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)の病態を増悪するメカニズムとして、筋線維によるサイトカイン(SASP)の分泌が関与することを見出しました。　デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)は、進行性の筋力低下と筋変性を特徴とする遺伝性の難病です。DMDでは筋線維の壊死と再生が慢性的に繰り返されますが、次第に筋再生能が低下し、線維化や脂肪化が進行します。研究グループは、2014年にジストロフィン遺伝子に out-of-frame変異をもつ筋ジス...

キーワード：プロファイル/筋ジストロフィー/獣医学/p16/細胞老化/治療標的/老化細胞/筋線維/骨格筋/筋再生/モデル動物/ラット/幹細胞/基底膜/細胞骨格/細胞周期/細胞分裂/生理活性/生理活性物質/サイトカイン/遺伝子/遺伝子発現/生理学/線維化/動物実験/難病/老化

他の関係分野：情報学総合生物農学

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発表日：2025年12月23日

花をつくる新メカニズム「フロリゲン・リレー」の発見

横浜市立大学木原生物学研究所佐藤萌子さん（研究当時：生命ナノシステム科学研究科博士後期課程［2022年3月博士（理学）］）と、辻寛之教授（名古屋大学生物機能開発利用研究センター教授兼任）らの研究グループは、信州大学理学部坂本勇貴助教、農研機構生物機能利用研究部門遠藤真咲上級研究員、東京大学大学院新領域創成科学研究科松永幸大教授との共同研究で、フロリゲン＊１が花をつくる新しいメカニズム「フロリゲン・リレー」を発見しました（図1）。本研究成果は植物が花をつくるしくみの理解を大きく深め、植物の改良を加速させます。本研究成果は、米国の科学誌「Scienc...

キーワード：普遍性/維管束/生殖/生存戦略/環境適応/3Dイメージング/マイクロ/一細胞/一細胞/フロリゲン/植物ホルモン/育種学/イネ/生物資源/蛍光タンパク質/ホルモン/発生学/RNA/イミン/サイトカイニン/幹細胞/細胞分裂/遺伝子/遺伝子発現

他の関係分野：数物系科学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年12月16日

タンパク質合成装置の適者生存

――翻訳の遅いリボソームが衝突依存的に分解される仕組みの発見――

東京大学医科学研究所RNA制御学分野の稲田利文教授、李思涵助教らの研究グループは、翻訳が円滑に進行せず、リボソーム間の衝突が起こることで、翻訳の速度が遅いリボソームの分解が引き起こされることを明らかにしました。翻訳開始時に単独で停滞した機能欠損リボソームが分解されることは知られていましたが、翻訳伸長段階で生じる複数リボソーム間の衝突とリボソーム安定性との関連は不明でした。本研究では、酵母リボソームのコドン解読活性中心（注4）を大腸菌型に改変したリボソームが、翻訳機能を保持しつつ野生型リボソームとの共存時に分解される現象を見出しました。変異リ...

キーワード：品質管理/化学物質/タンパク質合成/トランスファーRNA/リボソームタンパク質/翻訳開始/tRNA/コドン/リボソームRNA/遺伝情報/出芽酵母/センサー/リボソーム/rRNA/分子機械/変異体/キチン/プロファイリング/mRNA/大腸/RNA/アミノ酸/シスプラチン/トリプトファン/ユビキチン/ユビキチン化/異質性/細胞増殖/細胞分裂/大腸菌/ストレス/遺伝学/抗がん剤

他の関係分野：複合領域環境学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年12月13日

植物は葉から根へナトリウムを送り返し、根の“成熟領域”で捨てていた

――根端で排出される、という従来説を覆す、ナトリウム排出の実証――

　植物が塩ストレスに耐えるためには、体内に入ったNa⁺をどこで、どれだけ排出できるかが極めて重要です。Na⁺排出を担う主要輸送体である SALT OVERLY SENSITIVE 1(SOS1)は根端と根成熟領域の双方で働くとされてきましたが、どちらがどの程度寄与するのかは明確でなく、「Na⁺排出は根端で起こる」という見解が半ば定説となっていました。　東京大学大学院農学生命科学研究科の田野井慶太朗教授らのチームは、放射性トレーサー法と微小電極イオンフラックス測定法を組み合わせ、Na⁺排出の可視化と定量を世界で初めて同時に実施しました。その結果、根成熟領域こそが植物の主要なNa⁺排出...

キーワード：フラックス/同位体/微小電極/水環境/放射性同位体/変異体/輸送体/トレーサ/耐塩性/土壌/プロトン/アイソトープ/ナトリウム/細胞分裂/ストレス/放射線

他の関係分野：環境学数物系科学工学農学

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発表日：2025年11月5日

シングルセル型PLOM-CON法を駆使した細胞周期依存的な薬効の解明と層別化

－抗がん剤作用の超早期検出と予兆シグナル同定－

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院細胞制御工学研究センターの加納ふみ教授らの研究グループは、培養細胞に対する薬剤の効果を単一細胞レベルで高感度に評価する新手法「シングルセル型PLOM-CON（sc-PLOM-CON）法」を開発しました。本手法は、多重免疫蛍光染色と画像ベースの共変動ネットワーク（用語1）解析を統合することで、薬剤による細胞周期依存的な早期の細胞状態変化をタンパク質の共変動ネットワークで可視化できます。　細胞周期は細胞分裂後に成長するG1期、染色体DNAが複製されるS期、複製が完了し細胞分裂に至るまでのG2期に分かれますが、抗がん剤シタラビンや...

キーワード：画像データ/高次元データ/情報数理/特徴抽出/インテリジェンス/ネットワーク解析/ネットワーク分析/社会ネットワーク/社会ネットワーク分析/主成分分析/検索システム/グラフ理論/非線形/揺らぎ/ノイズ/タンパク質合成/オルガネラ/状態推定/レーザー/安全性評価/実証実験/制御工学/DNA複製阻害/複製阻害/共焦点レーザー顕微鏡/相関解析/SUMO化/一細胞/細胞応答/リン酸/タンパク質翻訳/性周期/生体組織/DNA二本鎖切断/iPS細胞/オミクス/シグナル伝達系/細胞内シグナル/細胞老化/染色体/薬剤スクリーニング/フローサイトメトリー/不均一性/DNA損傷/DNA複製/Hela細胞/RNA/がん細胞/スクリーニング/ストレス応答/ブレオマイシン/プロテオミクス/一細胞解析/細胞核/細胞周期/細胞生物学/細胞分化/細胞分裂/神経分化/神経変性/神経変性疾患/創薬/培養細胞/副作用/翻訳後修飾/薬剤感受性/ストレス/バイオマーカー/遺伝子/遺伝子発現/概日リズム/個別化医療/抗がん剤/抗体/老化

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年10月26日

世代を超えてテロメアDNAを維持する新たな仕組み

－線虫テロメレースRNAによる「イントロン・ヒッチハイク」－

理化学研究所（理研）生命機能科学研究センター配偶子形成研究チームの澁谷大輝チームディレクター、竹田穣基礎科学特別研究員、石田森衛研究員、梶川絵理子テクニカルスタッフⅠ、発生ゲノムシステム研究チームの近藤武史チームディレクター、生命医科学研究センター高機能生体分子開発チームの田上俊輔チームディレクター、東京大学定量生命科学研究所の齊藤博英教授、早稲田大学理工学術院の浜田道昭教授らの国際共同研究グループは、線虫[1]のテロメレース[2]RNAが遺伝子のイントロン[3]中に存在することを発見し、生殖細胞でテロメア[2]...

キーワード：ゲノムDNA/タンパク質合成/モータータンパク質/生殖系列/snRNA/遺伝情報/塩基配列/個体群/生殖/生存戦略/前駆体/電気泳動/モーター/核小体/遺伝子改変/生体内/トランスポゾン/イントロン/カルス/マッピング/哺乳類/ゲノム配列/リン酸/変異体/ゲノム編集技術/ミオシン/酵素活性/昆虫類/配偶子形成/生殖細胞/プロモーター/アデノシン/ヒトゲノム/酵素反応/染色体/mRNA/テロメア/筋肉/寿命/がん化/ゲノム編集/細胞系譜/ATP/RNA/RNA分解/がん細胞/ショウジョウバエ/スクリーニング/スプライシング/マウス/モデル動物/幹細胞/細胞分裂/神経細胞/生体分子/長鎖非コードRNA/転写制御/発現制御/非コードRNA/ゲノム/遺伝子

他の関係分野：化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年9月9日

細胞分裂を支える「二つの連動する複製」

遺伝情報を正確に伝えるための空間横断的な制御機構の解明

東京大学大学院薬学系研究科の松橋恭平大学院生（研究当時）、畠星治特任講師、北川大樹教授らの研究グループは、複製されたDNAの正確な分配を保証するために、中心体複製のタイミングがDNA複製に連動して制御されていることを明らかにしました。　中心体は、細胞分裂時に紡錘体の極を形成する細胞小器官です。複製されたゲノムDNAを二つの娘細胞に正確に分配するためには、中心体が1細胞周期に1回、適切なタイミングで複製される必要があります。本研究では、DNA複製因子DONSONが、DNA複製と中心体複製という二つの複製過程を連動させることで、複製されたDNAが娘細胞へ正確に分配されるのを保証して...

キーワード：ゲノムDNA/遺伝情報/神経系/紡錘体/一細胞/分子機構/DNA複製/イミン/細胞周期/細胞生物学/細胞分裂/ゲノム/遺伝子/遺伝子変異

他の関係分野：化学生物学総合生物

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発表日：2025年7月30日

老化した細胞が鉄で死なない仕組みを解明

―リソソームの酸性度が細胞死の鍵を握る―

　本研究グループは、老化細胞においてフェロトーシスの原因となる2価鉄イオン（Fe2+）や脂質ラジカル（脂質過酸化反応の過程で生成される物質）が細胞内のリソソームに集中していたことから、リソソームに注目した解析を行った結果、老化細胞におけるリソソームの機能不全がフェロトーシス抵抗性の鍵となっていることを見出しました。通常、リソソームの内部は酸性（pH約4.5）に保たれており、鉄の細胞内分配をはじめとするさまざまな生理機能にこの酸性環境が重要な役割を果たしています。老化細胞では、リソソーム内部が中性に近くなり、その結果として2価鉄イオン（Fe2+）がリ...

キーワード：アバター/人工知能（AI）/がん研究/閉じ込め/陽子/悪性化/タンパク質複合体/ミトコンドリアDNA/アミン/加水分解/水分解/遠隔制御/鉄代謝/生体内/輸送体/加水分解酵素/抵抗性/プロトン/細胞内分解/免疫系/機能解析/細胞膜/翻訳制御/DNA損傷応答/がん抗原/がん免疫/がん免疫療法/血管内皮/抗腫瘍免疫/細胞老化/治療抵抗性/治療標的/浸潤/微小環境/免疫制御/老化細胞/膵臓/ポリアミン/生理機能/分子機構/がん微小環境/モデルマウス/線維芽細胞/免疫療法/DNA損傷/T細胞/がん細胞/がん治療/マウス/ミトコンドリア/ラジカル/リソソーム/活性酸素/間質細胞/血管内皮細胞/抗原/細胞死/細胞増殖/細胞内輸送/細胞分裂/酸化反応/脂肪酸/腫瘍免疫/神経変性/神経変性疾患/内皮細胞/不飽和脂肪酸/免疫細胞/膵臓がん/エクソソーム/ストレス/レジリエント/加齢/健康長寿/抗がん剤

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年7月9日

葉の尾状先端の発生機構の解明

―葉先端と基部で異なる細胞分裂角度パターンが形態形成を制御―

東京大学大学院理学系研究科の王子寧大学院生、塚谷裕一教授、京都大学工学研究科の井上康博教授、京都大学医生物学研究所の望月敦史教授らによる研究グループは、葉の鋭い尾状先端（sharply elongated apex）がどのように形成されるのかという未解明の課題に挑みました。中国原産の落葉高木ナ...

キーワード：環境変動/数値シミュレーション/細胞伸長/進化学/進化生物学/環境適応/形態解析/シミュレーション/葉形態形成/オーキシン/変異体/形態変化/比較研究/遺伝子発現解析/発現解析/ホルモン/発生学/ライブイメージング/形態形成/細胞分裂/転写因子/遺伝子/遺伝子発現

他の関係分野：環境学数物系科学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年5月16日

【研究成果】"細胞の履歴"を読み解く：抗生物質パーシスタンスの多様な生存モード

──細菌の"生き残り方"は一つじゃない──

　東京大学大学院総合文化研究科の梅谷実樹特任助教（研究当時）と若本祐一教授らによる研究グループは、独自のマイクロ流体デバイスを用いた観察により、バクテリアの抗生物質パーシスタンス現象において、抗生物質の種類や環境条件によっては、細胞集団の中で成長の遅い細胞だけでなく、平均的な速度で増殖する細胞も高濃度の抗生物質ストレス下で生き残ることを発見しました。さらに、薬剤投与前の環境条件の履歴に依存して、同じ抗生物質に対しても主要な生存モードが変化したり、一つの集団の中で複数の生存モードが同時に観察されたりすることも明らかになりました。これらの結果は、一見、単一のメカニズムで起きているように見...

キーワード：環境変化/揺らぎ/バクテリア/表現型可塑性/適応進化/マイクロチャンバー/PDMS/マイクロ/マイクロ流体/一細胞計測/進化実験/一細胞/セルロース/細胞壁/オミクス/可塑性/大腸/細胞系譜/イミン/ストレス応答/マイクロ流体デバイス/抗生物質/細胞増殖/細胞培養/細胞分裂/阻害剤/大腸菌/転写因子/ストレス/感染症/細菌

他の関係分野：複合領域数物系科学生物学総合理工工学総合生物農学

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発表日：2025年4月12日

染色体の動きをコントロールする「DNAループ」の仕組みに迫る

発表のポイント◆細胞分裂時に、染色体上のDNAループの大きさを適切に制御する仕組みがあること、またこの仕組みが壊れると染色体がスムーズに分離できなくなることを発見しました。◆DNAループの大きさが、コヒーシンとScc2という2つの因子の相互作用の強さで決定されていることを明らかにしました。◆本研究の成果は、染色体分配の異常が関与するがんや遺伝性疾患の理解を深め、将来的にはその予防や治療法の開発に貢献することが期待されます。...

キーワード：遺伝性疾患/タンパク質複合体/遺伝情報/モーター/染色体分配/コヒーシン/哺乳類/分子モーター/ゲノム情報/セントロメア/次世代シークエンサー/染色体/イミン/遺伝子発現制御/遺伝病/高次構造/細胞分裂/白血病/発現制御/ゲノム/ダウン症候群/遺伝子/遺伝子発現

他の関係分野：生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年4月12日

【研究成果】光でゲノム変化を制御するゲノム合成技術「MagTAQing」を開発

　東京大学大学院総合文化研究科の太田邦史教授らの研究グループは、光で制御するトップダウン型ゲノム合成技術の開発に成功しました。　生命の設計図であるゲノムDNAを改変・合成し、医療や環境などの地球的課題を克服する新しい生物機能の開発が世界的に研究されています。このような技術をゲノム合成といいます。その中で、既存のゲノムDNAを再編成して生物機能を改良するリフォーム型の方式をトップダウン型ゲノム合成と呼びます。この方法は古くから交配や突然変異誘発によって人類が用いてきた生物改良法ですが、近年ではゲノムの再編成を誘発する手法が開発されています。　本研究では、東京...

キーワード：突然変異/普遍性/バクテリア/二量体/ゲノムDNA/タンパク質合成/遺伝情報/塩基配列/減数分裂/光受容/光受容体/出芽酵母/青色光/紡錘体/ヒストン/光スイッチ/光照射/チタン/エタノール/ハイブリット/rDNA/構造予測/リボソーム/好熱菌/発酵/変異株/バイオマス/酵素活性/微生物/DNA二本鎖切断/セントロメア/DNA修復/ゲノム変異/光制御/染色体/放射線照射/微小管/予測モデル/DNA複製/RNA/ヒストン修飾/ファージ/高次構造/細胞核/細胞分裂/受容体/精子/立体構造/ゲノム/遺伝子/感染症/放射線

他の関係分野：環境学数物系科学化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年2月14日

コアセルベート形成の新しいメカニズムの発見

―細胞内凝集とハイドロゲル形成の理解に革新をもたらす―

東京大学先端科学技術研究センター高機能材料分野の田中肇シニアプログラムアドバイザー（特任研究員／東京大学名誉教授）、ユアンジャアシン特任研究員(研究当時、現：香港科学技術大学助教)の研究グループは、数値シミュレーションを用いて、溶液中の異符号の電解質高分子の相分離によって形成されるコアセルベートの形成機構について研究を行いました。コアセルベート（coacervate）とは、異なる成分が水溶液中で相分離し、液滴状ま...

キーワード：産学連携/混合状態/水溶液/非平衡/非平衡現象/イオン化/相分離/数値シミュレーション/高分子電解質/アニオン/高分子/材料科学/生産技術/ハイドロゲル/動的挙動/コロイド/シミュレーション/ダイナミクス/ネットワーク構造/化学工学/高分子材料/数値解析/多孔質/電解質/動力学/粘弾性/流体力/流体力学/機能材料/生体組織/病理/病理学/不均一性/RNA/アルツハイマー病/カチオン/ストレス応答/スルホン酸/凝集体/細胞分裂/神経変性/神経変性疾患/ストレス

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発表日：2025年1月0日

細胞増殖時に創られる全てのタンパク質を同定

—— 単純な構造を持つ真核生物を用いたトランスラトーム解析——

東京大学大学院理学系研究科の茂木祐子特任研究員（研究当時）、近藤唯貴大学院生、東山哲也教授、吉田大和准教授、東京大学医科学研究所RNA制御学分野の稲田利文教授と松尾芳隆准教授らによる研究グループは、リボソームによるmRNAの翻訳状態を可視化する「リボソーム・プロファイリング」技術を用いて、単細胞真核生物におけるタンパク質翻訳の全体像を明らかにしました。この解析により、非分裂期細胞と分裂期細胞でのリボソームフットプリント（リボソームが保護するmRNAの断片）の比較が可能となり、細胞分裂時に特異的に翻訳される遺伝子群を高い精度で同定することに成功しました。...

キーワード：コンポーネント/情報学/産学連携/バクテリア/ゲノムDNA/タンパク質合成/翻訳開始/Cyanidioschyzon merolae/オルガネラ/遺伝情報/塩基配列/葉緑体/核ゲノム/蛍光観察/高温環境/核分裂/制御システム/膜構造/モデル生物/遺伝暗号/リボソーム/遺伝子改変/発酵/ゲノム構造/タンパク質翻訳/ミトコンドリア分裂/形質転換/シークエンス/プロファイリング/ゲノムワイド/遺伝子解析/蛍光タンパク質/増殖因子/分子機能/mRNA/ゲノム編集/RNA/アミノ酸/イミン/がん細胞/トランスクリプトーム/ミトコンドリア/蛍光顕微鏡/細胞核/細胞周期/細胞増殖/細胞内局在/細胞分裂/小胞体/阻害剤/ゲノム/遺伝子/遺伝子発現/神経疾患/分子生物学

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年1月7日

セントロメアが速く進化するしくみ

—— セントロメアクロマチンを標的にレトロトランスポゾンが転移する——

東京大学大学院理学系研究科の塚原小百合特任研究員、角谷徹仁教授らによる研究グループは、サセックス大学のアレクサンドロス・ブシオス教授のグループをはじめ、パリ・サクレー大学、ケンブリッジ大学、国立遺伝学研究所、北海道大学、グレゴーメンデル研究所、岡山大学、京都産業大学の研究グループとの共同研究により、セントロメア...

キーワード：産学連携/ゲノムDNA/タンパク質複合体/系統樹/分子系統/ヒストン/染色体分配/ヌクレオソーム/レトロトランスポゾン/ゲノム機能/トランスポゾン/シロイヌナズナ/宿主因子/ヘテロクロマチン/セントロメア/クロマチン/染色体/反復配列/RNA/アミノ酸/細胞分裂/ゲノム/遺伝学

他の関係分野：複合領域化学生物学工学総合生物農学