東京大学研究Discovery Saga

● 望みの性質を持つ光スイッチ分子と、それに特異的に結合するタンパク質のペアを、ゼロから人工的に創り出す手法を開発。● 青色光と紫色光に応答して可逆的に形を変える光スイッチ分子を設計し、その一方の構造にのみ結合する人工タンパク質タグを創出。● 開発したペアを動物細胞に応用し、情報伝達、細胞運動、遺伝子発現、受容体活性、細胞分化など、さまざまな機能を光でスイッチングできることを実証。細胞の光操作技術に新たな道を拓く。【研究概要】光を用いて細胞内の特定の生体分子の機能を操作する技術は、生命の仕組みを解明するための研究ツールや、疾患を治療するための技術として大...

キーワード：先端技術/二量体/光応答性/保護基/光応答/光受容/光受容タンパク質/神経系/青色光/クロム/結合状態/光機能/光スイッチ/選択性/光照射/光分解/人工タンパク質/融合タンパク質/オプトジェネティクス/機能性/シロイヌナズナ/進化分子工学/クリプトクロム/アミノ酸配列/細胞膜/受容体型チロシンキナーゼ/チロシンキナーゼ/光制御/細胞運動/mRNA/PI3K/光遺伝学/光操作/GPCR/アミノ酸/イミン/キナーゼ/バイオテクノロジー/ラット/リガンド/遺伝子発現制御/蛍光色素/蛍光標識/細胞内局在/細胞分化/受容体/生体分子/創薬/発現制御/分化誘導/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/抗体/脂質

他の関係分野：複合領域化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2026年4月24日

海に漂うプランクトンはどう進化するのか

――空気からの窒素が代謝と種分化に影響――

　東京大学大学院農学生命科学研究科の高橋教授らによる研究グループは、外洋に広く分布するプランクトンにおいて、栄養の「量」ではなく「供給の流れ」が代謝と進化を規定することを明らかにしました。外洋の表層は栄養塩(硝酸塩)が乏しい環境ですが、その中でも「窒素固定」と呼ばれる微生物活動によって大気中の窒素が新たに供給される海域と、そうでない海域が存在します。本研究では、この窒素供給の違いが、そこに生息する動物プランクトンの代謝特性と遺伝的分化にどのように影響するかを調査しました。　外洋に広く分布する動物プランクトン(カイアシ類Pleuromamma xiphias...

キーワード：ブートストラップ/生物地球化学/海洋/気候変動/地球化学/北太平洋/アンモニア/窒素固定/クロロフィル/個体群/種分化/トラップ/栄養塩/生産性/リン酸/生態系/系統解析/カイアシ類/プランクトン/海洋生態/海洋生態系/植物プランクトン/生物多様性/動物プランクトン/微生物/環境要因/SNP/体組成/ミトコンドリア/遺伝学/遺伝子

他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学生物学工学農学

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発表日：2026年4月22日

ゲーム理論と機械学習で明らかにする植物と微生物のネットワーク

　東京大学大学院農学生命科学研究科の吉岡勇人(博士課程学生)、岩田洋佳教授、理化学研究所環境資源科学研究センターの藤佑志郎研究員、市橋泰範チームディレクター、フランス国立自然史博物館のPavla Debeljak研究員、Soizic Prado教授らの共同研究チームは、遺伝子・微生物・代謝物のデータを統合し、植物の形質に関わる複雑な関係を明らかにする新しい解析手法を開発しました。　植物の成長や性質は、DNAに書かれた遺伝情報だけでなく、根のまわりに存在する微生物や、植物体内でつくられる代謝物にも強く影響されます。しかし、これらの情報はそれぞれ性質が異なり、さらに複雑に相互作用してい...

キーワード：混合モデル/線形混合モデル/ランダムフォレスト/高次元データ/変数選択/ブースティング/予測誤差/ゲーム/機械学習/生体情報/レジリエンス/ゲーム理論/化学物質/非線形/データ解析/遺伝情報/持続可能/決定木/ダイズ/生態系/生態学/微生物/ゲノム情報/オミクス/マルチオミクス/予測モデル/アミノ酸/フラボノイド/代謝物/ゲノム/ストレス/遺伝学/遺伝子/細菌

他の関係分野：情報学複合領域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：2026年4月18日

細胞のラマン分光計測から、分子組成の量比保存度構造に基づく細胞状態評価へ

──遺伝子発現の大域的制約から考える細胞の動作原理──

東京大学大学院理学系研究科の亀井健一郎特任研究員（研究当時：同大学大学院総合文化研究科博士課程学生・特任研究員）、同大学大学院総合文化研究科の若本祐一教授らの研究チームは、細胞にレーザー光を照射して得られるラマン散乱光のスペクトルパターンから、細胞を破壊することなくプロテオームの大域的な変動を推定できることを明らかにしました。推定ができる背景事情を詳しく調査したところ、発現の量比保存度に基づくプロテオームの大域的制約や遺伝子の階層性の存在が明らかになりました。この大域的制約や階層性は、可塑性と恒常性の両立という細胞システムの一大特徴にとって本質的に重要であることが示唆され、細菌からヒト細胞まで...

キーワード：グラフ理論/ラマン散乱/低次元/ラマンスペクトル/質量分析法/スペクトル/振動分光/タンパク質間相互作用/ラマン/質量分析/分子振動/分光計測/レーザー/階層構造/光計測/層構造/SPECT/オミクス/ラマン分光/ラマン分光法/階層性/自己複製/代謝物質/可塑性/大腸/分子機構/RNA/トランスクリプトーム/遺伝子ネットワーク/代謝物/大腸菌/発現制御/メタボローム/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/細菌

他の関係分野：数物系科学化学生物学総合理工工学

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発表日：2026年3月13日

マルファン症候群の僧帽弁手術

「いつ、誰が必要か」を遺伝子型から予測

東京大学医学部附属病院の小児科およびマルファン症候群センターの研究グループは、マルファン症候群の患者において、遺伝子変異のタイプによって僧帽弁の手術が必要となるリスクと時期が大きく異なることを明らかにしました。マルファン症候群は約5,000人に1人が罹患する遺伝性疾患で、心臓の弁や大動脈に異常をきたし、手術が必要となることがあります。本研究では437名の患者データを解析し、FBN1遺伝子の特定領域（DNCD領域）に変異がある患者では、30年間の僧帽弁手術累積発生率が23.8%と、他の変異タイプ（その他の領域の変異1.2%、早期終止コドン変異3.2%）と比べて著しく高いことを発見しまし...

キーワード：終止コドン/遺伝性疾患/コドン/情報提供/僧帽弁/思春期/心臓/大動脈/マウス/遺伝学/遺伝子/遺伝子変異/手術/小児

他の関係分野：化学生物学工学

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発表日：2026年3月11日

家畜化に伴う形態変化の分子メカニズム

――カイコの尾角が小さくなった原因を遺伝子レベルで解明――

東京大学大学院農学生命科学研究科の富原健太大学院生 (研究当時)と木内隆史准教授、米国コロンビア大学のAna Pinharanda研究員 (研究当時)とPeter Andolfatto教授らの研究グループは、カイコとその野生種のクワコの交雑種を用いた遺伝学的解析を通じて、カイコの家畜化に伴う尾角の形態変化に寄与した遺伝子を同定しました。〈研究の背景〉ヒトは古来より、有用な動物を飼育し選抜することで、優れた成長速度と繁殖能力・飼育の容易さ・おとなしい気性などの形質を合わせ持つ様々な家畜を作出してきました。それは昆虫においても例外ではありません。カイコは、その最...

キーワード：情報通信/家畜化/ゲノムDNA/カイコ/ゲノム編集技術/形態変化/DNAマーカー/QTL解析/アミノ酸配列/CRISPR/遺伝子発現解析/染色体/発現解析/Wnt/ゲノム編集/アミノ酸/遺伝子ノックアウト/転写制御/糖タンパク質/ICT/ゲノム/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現

他の関係分野：複合領域化学農学

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発表日：2026年2月19日

死細胞の核からDNAを抽出し、免疫応答を惹起

――ヌクレオサイトーシスの発見――

免疫細胞が死んだ細胞の核からDNAを抽出して免疫応答を惹起する現象を発見し、「ヌクレオサイトーシス」と名付け、その誘導機構を解明しました。ヌクレオサイトーシスを誘導するヒドロキシクロロキン等の物質を同定しました。LCI-S等により、ヌクレオサイトーシスやIFN-β産生の可視化に成功しました。...

キーワード：スーパーコンピュータ/生細胞/両親媒性/キャリア/シミュレーション/セルソーター/一細胞/突起伸長/SARS-CoV-2/全身性エリテマトーデス/GM-CSF/アジュバント/インターフェロン/骨髄細胞/細胞間相互作用/腫瘍学/パンデミック/新型コロナウイルス/骨髄/病態解明/RNA/カチオン/キナーゼ/ファージ/マウス/マクロファージ/リガンド/リソソーム/幹細胞/細胞死/細胞治療/自己免疫/自己免疫疾患/阻害剤/創薬/低分子化合物/免疫応答/免疫学/免疫細胞/立体構造/ウイルス/サイトカイン/ヘルスケア/マラリア/ワクチン/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/疫学/疫学研究/感染症

他の関係分野：情報学化学工学総合生物

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発表日：2026年1月30日

縄文人の人口、縄文時代のはじまりに急増

ー古人骨由来ミトコンドリアDNA配列から独自の人口史に迫るー

東京大学大学院理学系研究科の太田博樹教授と吉田光希大学院生、脇山由基大学院生らによる研究グループは、縄文人のゲノム情報から、縄文人の集団史および人口動態を明らかにしました。本研究では、本研究グループが新たに全塩基配列...

キーワード：ネットワーク解析/情報学/人口動態/先史時代/人口増加/突然変異/日本列島/塩基配列/ミトコンドリアDNA/核ゲノム/旧石器時代/古人骨/古代DNA/縄文時代/縄文人骨/シミュレーション/ユーラシア/遺伝的多様性/集団遺伝学/ゲノム情報/mtDNA/ゲノム解析/ミトコンドリア/ゲノム/遺伝学/遺伝子

他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学生物学工学農学

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発表日：2026年1月9日

メスになるためには共生者が必要

―宿主のメス決定遺伝子が喪失し、共生細菌が肩代わりしている分子的証拠を発見―

　共生細菌であるボルバキアは、宿主の性決定や生殖のシステムを操作することで次世代への感染拡大を図っています。チョウやガの仲間(チョウ目昆虫)では、ボルバキアの共生によってオスのみが致死する「オス殺し」現象が知られています。東京大学大学院農学生命科学研究科の勝間進教授らのグループは、これまでにチョウ目昆虫の一種であるアワノメイガにおいてオス殺しを誘導するボルバキアタンパク質Oscar(オス狩る)を同定し、オス殺しの仕組みを明らかにしてきました。本研究では、アワノメイガの性決定最上位因子OfFemを同定し、オス殺しを行うボルバキアが感染しているアワノメイガにおいては...

キーワード：卵細胞/piRNA/生殖/性染色体/前駆体/インフォマティクス/アワノメイガ/カイコ/トウモロコシ/共生細菌/共生微生物/性決定/微生物/染色体/mRNA/分子機構/ショウジョウバエ/スクリーニング/タンパク質分解/抗生物質/細胞核/ゲノム/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/細菌

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12月20日

がん組織のみを用いたがん遺伝子パネル検査の結果から遺伝性腫瘍に関わる生殖細胞系列バリアントを高精度に予測する機械学習モデル・ノモグラムを開発、Webアプリとして公開

―日本人大規模データベース（C-CAT）を活用し、国際ガイドラインを上回る精度を実現―

国立研究開発法人国立がん研究センター研究所細胞情報学分野池上政周主任研究員、高阪真路分野長、間野博行特別研究員らは、国立がん研究センター中央病院遺伝子診療部門平田真部門長、東京大学医学部附属病院整形外科・脊椎外科張劉喆助教、小林寛講師、東京都立駒込病院遺伝子診療科山口達郎部長、骨軟部腫瘍科平井利英医長、九州がんセンター臨床研究センター腫瘍遺伝学研究室織田信弥室長と協力し、がん遺伝子パネル検査のデータを用いて、遺伝性腫瘍症候群の原因となる「生殖細胞系列バリアント（生まれつきの遺伝子の変化）」を高精度に予測する数理モデルおよびAIモデルを開発し、2025年11月にWebアプリケー...

キーワード：カウンセリング/Webアプリケーション/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/がん研究/生殖/生殖細胞/ゲノム情報/がんゲノム/がん遺伝子/腫瘍学/情報管理/脊椎/予測モデル/がん細胞/マウス/がん患者/ゲノム/遺伝カウンセリング/遺伝学/遺伝子/臨床研究

他の関係分野：情報学複合領域生物学

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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

低酸素環境においてRNAの骨格がメチル化される！

―立体選択的なRNAの修飾がリボソームを活性化する―

東京大学大学院工学系研究科の石黒健介特任助教、鈴木勉教授らの研究グループは、大腸菌リボソームのペプチド転移反応活性中心（PTC）に、嫌気環境で特異的に導入される新たなRNAメチル化修飾を発見し、その生合成機構と嫌気環境への適応に果たす生理学的役割を明らかにしました。リボソームはタンパク質合成（翻訳）を担う巨大複合体で、リボソームRNA（rRNA）とタンパク質から構成されます。従来、リボソームは一定の組成と構造を持つと考えられてきましたが、近年、環境に応じてリボソームの構成要素の組成が変化し翻訳を最適化する「Specializedリボソーム」という概念が注目さ...

キーワード：プロファイル/最適化/環境変化/酸素濃度/原子核/高磁場/磁気共鳴/水素結合ネットワーク/水溶液/エストニア/バクテリア/質量分析法/磁場/反応機構/立体選択的/RNA修飾/タンパク質合成/tRNA/アーキア/リボソームRNA/遺伝情報/環境適応/核スピン/質量分析/電子線/双極子/スピン/電子顕微鏡/候補遺伝子/修飾塩基/無細胞翻訳系/リボソーム/生体内/疎水性相互作用/古細菌/発酵/rRNA/リン酸/生合成経路/立体化学/逆遺伝学/環境応答/生合成/クライオ電子顕微鏡/鉄硫黄クラスター/ビタミン/ncRNA/アミノアシルtRNA/翻訳制御/mRNA/大腸/RNA/アミノ酸/クロマトグラフィー/ヌクレオシド/メチル化/ラジカル/核磁気共鳴/合成生物学/生体分子/大腸菌/低酸素/ストレス/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/細菌/生理学

他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学化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12月6日

使っていない遺伝子を段階的に眠らせる植物独自のしくみ

東京大学大学院理学系研究科の野寄拓海大学院生、森秀世特任研究員（研究当時）、大矢恵代特任助教（研究当時）、稲垣宗一准教授、角谷徹仁名誉教授（研究当時・教授）による研究グループは、京都大学生態学研究センターの工藤洋教授、滋賀大学データサイエンス・AIイノベーション研究推進センターの西尾治幾講師との共同研究により、従来は転写活性の目印と考えられてきたヒストンH3の4番目リジンのジメチル化（H3K4me2）...

キーワード：時系列解析/人工知能（AI）/太陽/ヒストン/ヌクレオソーム/SUMO化/転写開始点/ゲノム配列/リン酸/変異体/シロイヌナズナ/ヒストンバリアント/環境応答/キチン/生態学/アミノ酸配列/転写抑制/免疫沈降/クロマチン/次世代シーケンサー/アセチル化/アミノ酸/イミン/ヒストン修飾/メチル化/ユビキチン/ユビキチン化/ゲノム/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/概日リズム/抗体/標準化

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発表日：2025年11月27日

がん細胞の環状DNA生む仕組み、モデル生物で解明

──治療法開発に期待

発表概要がん細胞では、染色体（１）とは別に巨大な環状ecDNA（extrachromosomal DNA）（２）がしばしば見つかり、がんの発症や進行に深く関与することが知られています。しかし、ecDNAがどのように生じるのか、その仕組みは長年分かっていませんでした。本研究グループは今回、モデル生物の出芽酵母（３）を用いて、DNAの複製（４）後にクロマチン（５）を再構築するCAF-1複合体（６）が失われると、リボソームRNA遺伝子（ribosomal DNA, rDNA）（７）領域から環状rDNAが多数生成されることを確認しました。生成された環状rDNAは、DNAの複製が停...

キーワード：タンパク質合成/リボソームRNA遺伝子/相同組み換え/リボソームRNA/遺伝情報/出芽酵母/ヒストン/rDNA/組み換え/ヌクレオソーム/モデル生物/リボソーム/遺伝子改変/診断法/Saccharomyces cerevisiae/タンパク質翻訳/抵抗性/ヒストンシャペロン/DNA二本鎖切断/シャペロン/新規治療法/クロマチン/治療抵抗性/染色体/分子標的/がん化/DNA複製/RNA/がん細胞/がん治療/腫瘍形成/創薬/ゲノム/遺伝学/遺伝子/抗がん剤/分子標的薬/薬剤耐性/老化

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発表日：2025年11月8日

アワビは重複遺伝子であふれている

――メガイアワビの二倍体ゲノムアセンブリを構築!――

東京大学大学院農学生命科学研究科の平瀬祥太朗准教授らによる研究グループは、二倍体の生物種は父方由来と母方由来の一対の染色体を有しており、これらは“相同染色体”と呼ばれます。そのような生物種の全ゲノム配列の構築、いわゆる、ゲノムアセンブリ(genome assembly)においては、相同染色体は遺伝子の並び順(シンテニー)が同じゲノム配列を持つという前提のもと、それらが混ざった1倍体のゲノム配列が構築されてきました。しかし、相同染色体間でゲノムが大きく異なっている場合、生物種が持つゲノムの多様性が見逃される可能性があります。海洋無脊椎動物は地球の生物多様性の大きな部分を占めていますが、これまで...

キーワード：相関係数/海洋/気候変動/白亜紀/機能ドメイン/遺伝子重複/脊椎動物/冗長性/ゲノム多様性/ゲノム構造/ゲノム配列/海洋無脊椎動物/無脊椎動物/生物多様性/染色体/脊椎/立体構造/ゲノム/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現

他の関係分野：情報学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10月30日

イヌの薬物代謝の個体差における原因の一端を解明

――CYP2B6解析でヒトやイヌの安全な薬物治療の発展に貢献――

　理化学研究所(理研)生命医科学研究センター基盤技術開発研究チームの桃沢幸秀チームディレクター(生命医科学研究センター副センター長)、ファーマコゲノミクス研究チームの福永航也上級研究員、鹿児島大学共同獣医学部の宇野泰広教授、昭和薬科大学薬物動態学研究室の山崎浩史教授、東京大学大学院農学生命科学研究科の富安博隆准教授、日本動物高度医療センターの辻本元科長、ITEA株式会社東京環境アレルギー研究所の阪口雅弘所長、麻布大学獣医学部小動物内科学研究室の久末正晴教授らの共同研究グループは、119犬種6,344頭のゲノムデータを網羅的に解析し、イヌの主要薬物代謝酵素であるチトクロームP450(CYP)...

キーワード：協同性/タンパク質構造/ゲノミクス/遺伝情報/塩基配列/クロム/構造モデル/反応速度/シミュレーション/ドッキング/生体内/イントロン/カルス/酸化酵素/哺乳類/P450/ゲノム配列/ウシ/獣医学/酵素活性/遺伝的多様性/アミノ酸配列/機能解析/マウスモデル/酵素反応/ゲノム解析/大腸/アミノ酸置換/in vitro/アミノ酸/グルタミン酸/スプライシング/チトクロームP450/マウス/モデル動物/リガンド/構造変化/酸化反応/受容体/創薬/体内動態/代謝酵素/大腸菌/副作用/薬物代謝/薬物代謝酵素/薬物動態学/立体構造/臨床試験/アレルギー/ゲノム/遺伝学/遺伝子/肝移植/個別化医療/網羅的解析/薬物相互作用/薬物動態

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発表日：2025年8月30日

鉄吸収を制御して植物の高温ストレスを緩和

ー温帯性草本の長期高温ストレス適応を支える鉄吸収機構を解明ー

　理化学研究所(理研)環境資源科学研究センターバイオ生産情報研究チームの南杏鶴研究員(横浜市立大学客員研究員)、持田恵一チームディレクター(長崎大学情報データ科学部教授、横浜市立大学木原生物学研究所客員教授)、明治学院大学の野副朋子准教授、愛知製鋼株式会社の鈴木基史室長、東京大学大学院農学生命科学研究科附属アイソトープ農学教育研究施設の田野井慶太朗教授、農業・食品産業技術総合研究機構(農研機構)生物機能利用研究部門の遠藤真咲上級研究員らの共同研究グループは、長期間の高温ストレスに対し、温帯性草本植物の適応性を向上させるには、土壌中の鉄吸収の制御機構が重要な役割を担うことを明らかにしました。...

キーワード：サイバーフィジカルシステム/環境変化/環境変動/気候変動/光化学/光合成/適応進化/持続可能/高温環境/持続可能な開発/マイクロ/カルス/マッピング/ムギネ酸/遺伝子破壊/鉄欠乏/変異体/輸送体/環境ストレス/食品産業/農地/イネ/生態系/ストレス耐性/環境応答/高温ストレス/土壌/QTL解析/遺伝的多様性/温暖化/アイソトープ/機能解析/細胞膜/ホメオスタシス/染色体/熱ショックタンパク質/ショック/発展途上国/ゲノム編集/プロリン/膜タンパク質/ゲノム/ストレス/遺伝学/遺伝子/遺伝子変異

他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学化学生物学工学農学

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発表日：2025年8月24日

エイの淡水適応を支える驚異の腎機能

―脊椎動物の中でも屈指の尿排出能力―

東京大学大学院理学系研究科の油谷直孝大学院生（研究当時）と同大学大気海洋研究所の髙木亙助教、兵藤晋教授、国立遺伝学研究所の工樂樹洋教授、岡山大学学術研究院環境生命自然科学学域（理学部附属臨海実験所）の坂本竜哉教授、同大学総合技術部教育支援技術課の齊藤和裕技術専門職員らの共同研究グループは、海水と淡水を行き来できるアカエイ（Hemitrygon akajei）の尿量調節メカニズムを分子レベルで詳細に明らかにしました。板鰓類（サメ類とエイ類）の中には、海水と淡水の両方に適応できる「広塩性」を獲得した種が存在します。彼らは塩をほぼ含まない淡水環境（浸透圧（...

キーワード：環境変化/海洋/水溶液/高浸透圧/浸透圧/真骨魚類/環境適応/脊椎動物/水輸送/水環境/ウナギ/サケ/細胞膜/尿細管/糸球体/可塑性/脊椎/アクアポリン/近位尿細管/血液/腎機能/腎臓/水チャネル/発現制御/膜タンパク質/遺伝学/遺伝子/非侵襲

他の関係分野：複合領域環境学数物系科学生物学総合理工工学農学

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発表日：2025年8月24日

世界中のヒトの口腔内に分布する巨大な染色体外エレメント「Inocle」の発見

――微生物がヒト体内の環境変化に適応するメカニズムを解明する一歩――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の鈴木穣教授と、木口悠也特任助教(研究当時）、濱本渚大学院生、水谷壮利特任准教授(研究当時）、国立がん研究センター東病院の榎田智弘医員、サム・ラトゥランギ大学のJosef S. B. Tuda教授らによる研究グループは、世界中のヒトの口腔内に広く分布する細菌の新規染色体外エレメント「Inocle(イノクル)」を発見しその基本的な遺伝学的、生態学的特徴を明らかにしました。本研究ではヒト唾液サンプルに最適化したロングリードシークエンスを用いたメタゲノム技術を開発することによって世界中のヒトの口腔内に広く分布するInocleと呼ば...

キーワード：データ駆動/最適化/情報学/危機管理/がん研究/環境変化/バクテリオファージ/環境適応/マイクロ/インフォマティクス/腸内エコシステム/発酵/ゲノム配列/プラスミド/環境ストレス/ストレス耐性/生態学/微生物/エイズ/シークエンス/メタゲノム解析/機能解析/遺伝子解析/遺伝子機能解析/染色体/放射線治療/ゲノム解析/メタゲノム/生理機能/大腸/B細胞/DNA損傷/ストレス応答/ファージ/ラット/血液/大腸がん/転写制御/免疫応答/免疫細胞/ウイルス/がん患者/ゲノム/ストレス/マイクロバイオーム/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/感染症/細菌/細菌叢/酸化ストレス/唾液/腸内細菌/腸内細菌叢/頭頸部がん/放射線/薬剤耐性

他の関係分野：情報学複合領域生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年8月18日

日本人とサウジアラビア人のゲノム情報を反映した新しい「ゲノム地図」を作成

10人の日本人と9人のサウジアラビア人の実質的に完全なゲノム配列を決定個人間のゲノム配列の違いを表す「パンゲノムグラフ」によって複雑なゲノム構造が明らかにロングリードシーケンサーなどの最先端の技術を活用地域に特化した精密医療・遺伝子診断の基盤を提供全文PDF研究の背景ヒトゲノム解析...

キーワード：オープンアクセス/危機管理/遺伝性疾患/遺伝情報/生命情報/ゲノム多様性/ゲノム構造/ゲノム配列/遺伝的変異/ゲノム医科学/ゲノム情報/ヒトゲノム/遺伝子解析/染色体/ゲノム解析/生体防御/薬物代謝/ゲノム/遺伝学/遺伝子/遺伝子診断/個別化医療

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発表日：2025年7月16日

硫黄含有天然物に硫黄原子が取り込まれる仕組み

鉄硫黄クラスターを使って有機硫黄化合物を合成する酵素の発見

東京大学大学院薬学系研究科の森貴裕准教授、阿部郁朗教授、九州大学高等研究院の牛丸理一郎准教授、テキサス大学オースティン校化学科のHung-wen Liu 教授、カーネギーメロン大学化学科のYisong Guo 教授らの共同研究チームは、強力な抗生物質活性を示す硫黄含有天然物アルボマイシンの生合成過程において硫黄挿入反応を触媒する新規酵素を同定し、鉄硫黄クラスターを硫黄供与源とする新たな化学反応機構を解明しました。　本研究ではアルボマイシン生産菌の遺伝学的解析や生合成酵素の生化学的解析に加え、硫黄挿入酵素に結合する鉄硫黄クラスターの性質をX線結晶構造解析とスペクトル解析を用いて総...

キーワード：スペクトル解析/スペクトル/反応機構/X線結晶構造解析/結晶構造解析/生体触媒/生物活性/X線結晶構造/biosynthesis/結晶構造/生合成経路/生合成/生合成酵素/鉄硫黄クラスター/分子機構/抗生物質/生物活性天然物/創薬/遺伝学

他の関係分野：数物系科学化学生物学総合理工総合生物農学

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発表日：2025年7月8日

ロリゲンの通り道を制御する仕組みを発見

──適切な環境下で花を咲かせる巧妙な仕組み── 村田裕介特任研究員、阿部光知教授らの研究グループより

　花成ホルモン（フロリゲン）は葉で作られた後、篩管を通って茎の先端部（茎頂分裂組織）へと運ばれる。茎頂分裂組織に運ばれたフロリゲンは細胞と細胞の間を移動し、最終的に花芽形成領域へ到達するとFDタンパク質とフロリゲン複合体を形成して花芽形成を開始する。これまでに、葉で環境依存的にフロリゲンを産生する仕組みについては多くの知見が蓄積されてきたのに対して、茎頂分裂組織におけるフロリゲンの移動経路、移動を制御する仕組みに関しては未解明の謎であった。　今回、東京大学大学院総合文化研究科の村田裕介特任研究員と阿部光知教授らは、フロリゲンが原形質連絡を介して茎頂分裂組織の細胞間を移動する...

キーワード：アブラナ科/タンパク質間相互作用/生殖/蛍光観察/トンネル/ナノサイズ/環境情報/原形質連絡/機能制御/茎頂分裂組織/分裂組織/フロリゲン/花芽形成/植物ホルモン/シロイヌナズナ/形質転換/ゲノム情報/分子遺伝学/遺伝子発現解析/蛍光タンパク質/発現解析/ホルモン/成長期/アミノ酸/イミン/シグナル分子/細胞核/生体分子/ゲノム/遺伝学/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7月7日

脳は友達の性別をどう記憶する？

―― 社会性記憶における他者情報の符号化様式 ――

発表のポイント◆友達についての記憶を保持する海馬が、「性別」などの相手に付随した情報をどのように表現しているのかを解明しました。◆海馬の腹側CA1領域には、特定の他個体に応答する細胞（アイデンティティ細胞）と、性別や系統という属性を表現する細胞（プロパティ細胞）が共存しており、それらの組み合わせで特定の相手についての記憶が表現されていました。◆多様な他者を記憶する脳の仕組みの理解を深めるとともに、その破綻が関与すると考えられる疾患メカニズムの解明への貢献が期待されます。発表概要東京大学定量生命科学研究所の度会晃行特任助教、...

キーワード：行動実験/符号化/脳活動/アイデンティティ/神経活動/哺乳類/嗜好性/C-Fos/ニューロン/日常生活/光遺伝学/イミン/マウス/遺伝子治療/自閉症/神経科学/神経細胞/転写因子/遺伝学/遺伝子/海馬/脳波

他の関係分野：情報学複合領域工学総合生物農学

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発表日：2025年6月19日

藍色光を選択的に吸収するチャネルロドプシンKnChRの構造と機能を解明

多波長型光遺伝学ツールへの応用に道

東京大学大学院理学系研究科の濡木理教授と、名古屋工業大学生命・応用化学類の神取秀樹特別教授らの研究グループは、2量体チャネルロドプシン（ChR）KnChRの立体構造を、クライオ電子顕微鏡（cryo-EM）...

キーワード：インターフェース/スペクトル/レチナール/分子構造/二量体/スルフィド/高分子/ロイシン/X線結晶構造解析/結晶構造解析/光受容/青色光/オプシン/電子線/マルチスケール/結晶化/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/分解能/膜構造/モデル生物/光刺激/神経活動/大脳/筋ジストロフィー/X線結晶構造/システイン/脂質膜/結晶構造/構造決定/変異体/アルデヒド/微生物/クライオ電子顕微鏡/チャネルロドプシン/プロトン/高分解能/脂質二重膜/ニューロン/初代培養/神経ネットワーク/光遺伝学/アミノ酸/ヘリックス/ラット/ロドプシン/構造変化/神経回路/神経細胞/生体高分子/創薬/大脳皮質/培養細胞/膜タンパク質/立体構造/うつ/うつ病/遺伝学/遺伝子/脂質/精神疾患

他の関係分野：情報学数物系科学化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6月18日

生きる神経細胞の中で区画化された「死の酵素」の活性化嗅覚神経において「非」細胞死性のカスパーゼの活性化を可能とする分子機構研究成果

神経系は細胞の入れ替わりをともなわずに機能的な変化を遂げることができます。これまで、細胞死実行因子として有名なシステインプロテアーゼであるカスパーゼは、細胞死を誘導することなく、神経機能の調節をはじめとする多様な細胞生理機能を制御することが報告されていました。しかし、なぜカスパーゼが細胞を殺すことなく「非」細胞死性に活性化し、その他の機能を発揮できるのか、その分子機構は未だ明らかではありませんでした。　今回、東京大学大学院薬学系研究科遺伝学教室の村本雅哉大学院生（研究当時）、花輪望未大学院生（研究当時）、三浦正幸教授（研究当時）、篠田夏樹助教による研究グループは、広島大学の奥村美紗子...

キーワード：神経系/システイン/システインプロテアーゼ/神経機能/生理機能/分子機構/カスパーゼ/プロテアーゼ/細胞死/神経細胞/遺伝学

他の関係分野：生物学農学

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発表日：2025年5月9日

緑のアメーバから見えてきた光共生の適応的意義と多様性

―淡水池からサンゴ礁まで、光共生成立の普遍的な仕組みの理解に貢献―

東京大学大学院新領域創成科学研究科の丸山真一朗准教授、国立遺伝学研究所遺伝形質研究系の宮城島進也教授、神戸大学内海域環境教育研究センターの大沼亮講師らによる研究グループは、長く謎とされてきたアメーバにおける光共生の適応的な意義と共生藻類の隠れた多様性を明らかにしました。今回、細胞内に緑藻類を共生させる光共生を行うアメーバから人為的に藻類を取り除き非共生状態（白化状態）を誘導する手法を開発しました（図1）。白化状態と共生状態の比較から、藻類細胞と共生することで飢餓条件下での宿主アメーバの生存率が高まることが明らかになりました。また、本種アメーバの細胞内には共生能力の異なる2タイプの...

キーワード：環境教育/パートナーシップ/海洋/光合成/進化学/評価手法/系統解析/サンゴ礁/渦鞭毛藻/褐虫藻/微細藻類/細胞生物学/遺伝学/遺伝子

他の関係分野：複合領域環境学生物学工学農学

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発表日：2025年4月12日

【研究成果】共生菌が「悪者」になるメカニズム

──植物内生菌が潜在的に有する病原性発現機構の解明──

　東京大学大学院総合文化研究科の晝間敬准教授および氏松蓮博士後期課程学生、同大学大学院新領域創成科学研究科の青木誠志郎客員共同研究員、東京科学大学理学院化学系の南篤志教授らによる研究グループは、植物の根に内生する糸状菌が潜在的に有する病原性の発現メカニズムを明らかにしました。　植物体内に生息する植物内生菌は宿主に対して共生性から病原性まで様々な生活様式を示すことが知られていますが、その生活様式の「ゆらぎ」を制御するメカニズムについてはほとんどわかっていません。今回、本研究グループは、モデル植物シロイヌナズナに内生して多くの場合共生的にふるまう真菌Colletotric...

キーワード：遺伝子発現調節/カーボンニュートラル/生活様式/カーボン/遺伝子クラスター/胞子形成/病原菌/シロイヌナズナ/糸状菌/共生菌/二次代謝/病原性/生合成/生合成遺伝子/生合成酵素/微生物/アミノ酸配列/潜伏感染/ゲノムワイド/転写制御因子/遺伝子発現解析/発現解析/ゆらぎ/分子機構/アミノ酸/代謝物/転写制御/発現調節/ゲノム/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/真菌/老化

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3月21日

ゲノムの「暴れ者」トランスポゾンを押さえ込むしなやかな戦略

――piRNAの増幅経路が持つもう一つの役割――

発表のポイント◆トランスポゾンを抑制するpiRNAの配列パターンは完全に決まったものではなく、確率的に変動しうることを発見しました。◆piRNAの配列パターンは、再生産するpiRNA同士の競争によって自動的に最適化されることを発見しました。◆トランスポゾン制御メカニズムの理解を深め、遺伝子工学や生物医学分野への応用につながる可能性があります。...

キーワード：最適化/情報学/産学連携/ゲノムDNA/反応場/piRNA/生殖/センサー/ゲノムの安定性/トランスポゾン/カイコ/共生細菌/再生産/集団遺伝学/生殖細胞/遺伝子工学/ゆらぎ/ゲノム編集/RNA/ショウジョウバエ/マウス/培養細胞/ゲノム/遺伝学/遺伝子/細菌

他の関係分野：情報学複合領域化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年2月27日

【研究成果】試験管内で迅速かつ安定的に抗体を作製する技術を開発

──免疫細胞における抗体遺伝子再編成のコントロールの実現による──

　東京大学大学院総合文化研究科の瀬尾秀宗講師、太田邦史教授と株式会社カイオム・バイオサイエンス、東京都立大学大学院理学研究科の廣田耕志教授、国立遺伝学研究所の鐘巻将人教授、東北医科薬科大学の阿部拓也講師らによる研究グループは、抗体遺伝子の多様化を自在にコントロールしつつ、抗体作製を行う技術を開発しました。　本研究では、抗体遺伝子再編成のトリガーとして知られる活性化誘導シチジンデアミナーゼ（activation induced deaminase; AID）の機能のON/OFFを、細胞内の狙ったタンパク質を任意のタイミングで分解する「オーキシンデグロン法（auxin indu...

キーワード：産学連携/生細胞/クローン/診断薬/微粒子/オーキシン/植物ホルモン/免疫系/ニワトリ/細胞株/卵子/ホルモン/イミン/スクリーニング/抗原/抗体医薬/自己免疫/自己免疫疾患/精子/創薬/培養細胞/副作用/免疫細胞/ゲノム/遺伝学/遺伝子/感染症/抗体

他の関係分野：複合領域化学生物学工学農学

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発表日：2025年1月9日

がん細胞に見られる「環状DNA」が作り出される仕組みを解明

～DNA複製と転写の衝突が問題だ～

国立遺伝学研究所の佐々木真理子准教授と東京大学の小林武彦教授の研究グループは、細胞内で染色体から切り離された「染色体外環状DNA」が形成されるメカニズムを解明しました。環状DNAは、がん細胞においてがんの発症や進行に関与することが知られていますが、その形成メカニズムは長年の謎でした。研究グループは、この謎を解明するため、ヒトのモデル生物である出芽酵母のサーチュインタンパク質Sir2に着目し、このタンパク質が欠損した際の反応メカニズムを解析しました。そ...

キーワード：産学連携/らせん構造/リボソームRNA遺伝子/リボソームRNA/遺伝情報/出芽酵母/ヒストン/モデル生物/リボソーム/タンパク質翻訳/脱アセチル化/DNA二本鎖切断/ヒストン脱アセチル化酵素/染色体/寿命/がん化/DNA損傷/DNA複製/RNA/アセチル化/がん細胞/遺伝子治療/構造変化/腫瘍形成/ゲノム/サーチュイン/遺伝学/遺伝子/老化

他の関係分野：複合領域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