大阪大学研究Discovery Saga

早稲田大学理工学術院総合研究所の塩田達也次席研究員、大阪大学大学院生命機能研究科大学院生の高橋一徹さん（博士前期課程、研究当時）、大阪大学大学院医学系研究科保健学専攻吉森保特任教授、および奈良県立医科大学医学部生化学講座/オートファジー・抗老化研究センター中村修平教授らの研究グループは、モデル生物の線虫を用いて、細胞内分解システム、オートファジー関連因子の一つであるATG-18がオートファジーとは独立した機能で生殖細胞欠損による寿命延長に必須であることを発見しました（図1）。線虫を含む様々な生物種において、生殖と寿命の間には負の相関が見られ、生殖細胞を除去すると寿命が延長する...

キーワード：Atgタンパク質/膜動態/ATG遺伝子/神経系/生殖/ヒストン/モデル生物/診断法/オートファゴソーム/変異体/ヒストンバリアント/細胞内分解/生殖細胞/糖新生/オミクス/オミクス解析/筋肉/寿命/分子機構/オートファジー/ストレス応答/タンパク質発現/プロテオミクス/リソソーム/幹細胞/創薬/ストレス/バイオマーカー/遺伝子/加齢/健康寿命/健康長寿/網羅的解析/老化

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発表日：2026年4月13日

寄生虫の狡猾な「脱出戦略」を解明

細胞という“檻”からの脱出、その鍵はタンパク質の「共犯関係」だった

大阪大学微生物病研究所の橘優汰助教、山本雅裕教授（免疫学フロンティア研究センター兼任）らは、スイス・ジュネーブ大学、米国・ミシガン大学、徳島大学、愛媛大学と連携した日米欧の国際共同研究により、寄生虫トキソプラズマの細胞脱出機構に関する従来の概念を覆す成果を得ました。宿主細胞の膜破壊は単一因子ではなく、複数のタンパク質が協力して成立することを明らかにしました。これまで寄生虫の細胞脱出は、寄生虫から放出される...

キーワード：閉じ込め/質量分析/マイクロ/トキソプラズマ/生体内/人獣共通感染症/病原性/寄生虫/微生物/病原体/細胞膜/新規治療法/免疫沈降/免疫不全/CRISPR/胎児/分子機構/ゲノム編集/スクリーニング/マウス/創薬/免疫学/ゲノム/遺伝学/遺伝子/疫学/感染症/公衆衛生/新生児

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発表日：2026年3月24日

細菌の建築学：べん毛の非対称な「鞘」が操るレプトスピラの形と動きのメカニズムの解明

細菌の運動器官であるべん毛は、その構造と機能が菌種ごとに大きく異なります。国立健康危機管理研究機構（JIHS：ジース）国立感染症研究所細菌第一部小泉信夫主任研究員らは、大阪大学蛋白質研究所川本晃大准教授（国立研究開発法人科学技術振興機構さきがけ研究員兼任）、国立大学法人東北大学大学院工学研究科中村修一准教授らと、レプトスピラ症病原体であるスピロヘータ・レプトスピラがもつ特殊な「ペリプラズムべん毛」に着目し、被覆（鞘(さや)）タンパク質群が協調してべん毛の形状と力学特性を制御する仕組みを解明しました。遺伝子欠損株の解析と...

キーワード：オープンアクセス/危機管理/分子構造/運動解析/電子顕微鏡/分解能/人獣共通感染症/感染機構/土壌/病原性/クライオ電子顕微鏡/病原体/高分解能/糖鎖修飾/APC/運動器/分子機構/遺伝子/感染症/公衆衛生/細菌

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発表日：2026年3月13日

＼分子の”働き方”が”居場所”を左右する！／神経興奮を司るカリウムチャネルの機能性が軸索起始部（AIS）への局在性を決める仕組みの解明

てんかんの病態理解や新たな治療戦略に期待

大阪大学大学院医学系研究科の好岡大輔助教、岡村康司教授らの研究グループは、神経細胞の興奮性を制御する重要なカリウムチャネルであるKCNQ2/3が、活動電位の開始場所である軸索起始部（AIS）に集まるための新しい仕組みを発見しました。神経興奮を制御するためには、KCNQ2/3がAISへ適切に「局在」し、かつ正常に「機能」することが求められます。KCNQ2/3が働かないと神経が過剰に興奮し、てんかんなど多くの神経・精神疾患の原因となります。これまで、KCNQ2/3のAIS局在はアンキリンGとの結合により制御される一方、そのチャネル機能は膜電位の感知に伴う一連の構造変化により制御されることが...

キーワード：品質管理/因果関係/カリウム/機能性/変異体/活動電位/細胞膜/分子機構/病態解明/てんかん/一分子イメージング/構造変化/神経細胞/創薬/脳機能/分子イメージング/膜電位/遺伝子/遺伝子変異/神経疾患/生理学/精神疾患/薬剤耐性

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発表日：2026年2月25日

藻類の新たな光利用の仕組みを解き明かす

光合成タンパク質の機能設計やデザインに画期的な指針

森林や水圏環境の一部では可視光が乏しく近赤外光が主要となる環境が存在します。そういった環境では、光合成生物が特殊な仕組みで近赤外光を利用しています。真正眼点藻の一種であるTrachydiscus minutusは、近赤外光を吸収できる光合成アンテナ複合体rVCPを持ちながら、Chlaだけで近赤外光利用を実現する希少な生物です。しかし、その立体構造が明らかでないため、近...

キーワード：アンテナ/光エネルギー/量子化/バクテリア/近赤外/分子構造/量子化学/二量体/量子化学計算/光化学/クロロフィル/シアノバクテリア/タンパク質複合体/光応答/光合成/光環境/タンパク質デザイン/可視光/光吸収/人工光合成/赤外光/電荷移動/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/分解能/カロテノイド/クライオ電子顕微鏡/JAK/高分解能/分子機構/近赤外光/創薬/立体構造/立体構造解析

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発表日：2026年2月3日

経口投与で体内時計を「進める」新化合物を発見

時差ぼけや概日リズム障害の治療に新たな光

「朝起きるのがつらい」「海外旅行の時差ぼけを早く治したい」——そんな願いを叶える鍵は、私たちの細胞にある『時計遺伝子』が握っています。大阪大学大学院歯学研究科・ゲノム編集技術開発ユニットの高畑佳史准教授、金沢大学の程肇名誉教授（旧三菱化学生命科学研究所主任研究員）、豊橋技術科学大学次世代半導体・センサ科学研究所の沼野利佳教授、東京科学大学生命理工学院生命理工学系の瓜生耕一郎准教授らを含む共同研究グループ...

キーワード：視交叉上核/光照射/フィードバック/フィードバック制御/モーター/安全性評価/半導体/哺乳類/ゲノム編集技術/転写抑制/プロモーター/概日時計/スポーツ/時計遺伝子/体内時計/分子機構/ゲノム編集/モデルマウス/歯学/イミン/マウス/低分子化合物/転写因子/ゲノム/遺伝子/遺伝子発現/概日リズム/睡眠/睡眠障害/生理学

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発表日：2025年9月27日

ナチュラルキラーT(NKT)細胞分化を制御する新たな仕組みを発見

がん免疫療法や感染症への応用に期待

大阪大学微生物病研究所の石川絵里助教、山﨑晶教授（免疫学フロンティア研究センター、感染症総合教育拠点、ワクチン開発拠点先端モダリティ・DDS研究センター兼務）らの研究グループは、ナチュラルキラーT（NKT）細胞分化の新たな転写制御機構を明らかにしました。NKT細胞は自然免疫と獲得免疫の中間的な役割を担う自然免疫型T細胞の一つで、がん細胞や感染細胞の排除、自己免疫疾患の病態形成など様々な疾患への関与が知られています。胸腺で分化するこの細胞の分化機構については、同じく胸腺で分化する通常のT細胞に比べ未だ不明な点が多く、その全貌は明らかになっていません。今回、研究グループは、セリン/...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/酸化酵素/リン酸/変異体/微生物/プロテインキナーゼ/TCR/アイソフォーム/ノックイン/ノックインマウス/獲得免疫/オミクス/オミクス解析/がん免疫/がん免疫療法/胸腺/免疫制御/分子機構/NKT細胞/T細胞受容体/分化制御/免疫療法/DDS/T細胞/がん細胞/キナーゼ/プロテオミクス/マウス/リン酸化酵素/ルシフェラーゼ/細胞分化/自己免疫/自己免疫疾患/自然免疫/受容体/転写因子/転写制御/免疫学/ワクチン/遺伝子/疫学/感染症/脂質

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発表日：2025年9月18日

体内栄養状態を感知するmTORC1経路の活性制御機構を解明

リソソーム膜上におけるTSC2の選択的脱リン酸化がmTORC1の活性を厳密に制御する

愛媛大学先端研究院プロテオサイエンスセンター病理学部門　中村貴紀助教、増本純也教授、澤崎達也教授の研究グループは、東京大学医科学研究所　武川睦寛教授、大阪大学先端モダリティ・DDS研究センター　岡田雅人特任教授、同数理・データ科学教育研究センター　鈴木貴特任教授（常勤）、新潟大学大学院医歯学総合研究科　松本雅記教授、東京科学大学生命理工学院生命理工学系（神奈川県立がんセンター兼任）　越川直彦教授らとの共同研究で、栄養シグナル伝達の中心的役割を担うタンパク質複合体mTORC1の活性制御機構を解明することに成功しました。mTORC1は、アミノ酸経路及びインスリン経路（AKT-TSC...

キーワード：先端技術/高分子/高分子合成/タンパク質複合体/質量分析/分子制御/酸化酵素/リン酸/生合成/ビオチン/がん遺伝子/増殖因子/病理/病理学/卵巣/大腸/分子機構/卵巣がん/PI3K/歯学/脱リン酸化/AKT/DDS/アミノ酸/インスリン/オートファジー/がん細胞/がん治療/がん抑制遺伝子/キナーゼ/ラット/リソソーム/リン酸化酵素/細胞内局在/酸化反応/生体高分子/阻害剤/創薬/大腸がん/遺伝子/遺伝子変異/脂質/糖尿病/難病

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発表日：2025年9月18日

＼「つぼみ」が開いて輸送開始／べん毛輸送チャネル複合体の先端にキャップ構造を発見

抗菌剤標的としての可能性も

大阪大学大学院生命機能研究科プロトニックナノマシン研究グループの南野徹准教授、同研究科日本電子YOKOGUSHI協働研究所の木下実紀特任助教（常勤）、宮田知子特任准教授（常勤）、牧野文信招へい准教授（日本電子）、難波啓一特任教授（常勤）、同大学理学研究科の今田勝巳教授らの共同研究グループは、細菌の運動器官「べん毛」を作るために必要な輸送チャネル複合体の出口ゲートの構造を解明し、花が咲くようにゲートが開いてべん毛形成が開始するしくみを、世界で初めて明らかにしました。多くの運動性細菌の細胞表層には、べん毛と呼ばれるタンパク質でできた運動器官が存在し、細菌はそれを用いて様々な環境下を移動しま...

キーワード：先端技術/キャップ構造/フィルム/界面活性剤/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/分解能/病原性/クライオ電子顕微鏡/高分解能/細胞膜/ナノマシン/運動器/分子機構/ナノテクノロジー/サルモネラ/スクリーニング/ラット/抗菌剤/構造変化/細菌感染/創薬/多剤耐性/多剤耐性菌/立体構造/バイオフィルム/感染症/細菌

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発表日：2025年9月3日

TFEBの新たな制御メカニズムを解明

種々の疾患や老化の抑制にも関わるTFEB制御の統一的な理解に貢献

大阪大学大学院生命機能研究科大学院生の赤山詩織さん（博士後期課程、研究当時）、大阪大学大学院医学系研究科保健学専攻吉森保寄附講座教授、奈良県立医科大学医学部生化学講座/オートファジー・抗老化研究センター志摩喬之助教、中村修平教授らの研究グループは、様々なストレス下で活性化されて働く転写因子TFEBの新たな活性制御機構を明らかにしました。TFEBは細胞内分解システムとして知られるオートファジーやリソソーム機能のマスターレギュレーターとして知られており、TFEBの活性化により神経変性疾患をはじめとした種々の疾患の抑制や寿命の延伸などにつながることも報告されていることから、その活性調節...

キーワード：膜動態/生殖/持続可能/持続可能な開発/ダイナミクス/オートファゴソーム/アゴニスト/結晶性/Ca2+/細胞内分解/オミックス/核移行/オミックス解析/寿命/分子機構/DNA損傷/オートファジー/カルシウム/ストレス応答/プロテアソーム/ミトコンドリア/ライブイメージング/リソソーム/神経変性/神経変性疾患/転写因子/ストレス/バイオマーカー/遺伝子/健康長寿/酸化ストレス/脂質/老化

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発表日：2025年8月27日

細胞内において自己・非自己の境界線を決定する分子パターンの発見

自己由来成分の病原体含有液胞をセルオートノマス免疫系が捕捉するメカニズムの解明

東京薬科大学・生命科学部・感染制御学研究室の新崎恒平教授らのグループは、大阪大学微生物病研究所・山本雅裕教授と笹井美和准教授、岐阜大学大学院医学系研究科・永井宏樹教授と久堀智子准教授、京都大学大学院医学研究科・中川一路教授と野澤孝志准教授らのグループとの共同研究により、感染宿主の自己成分である細胞膜によって覆われたレジオネラ含有液胞膜が細胞内において非自己としてセルオートノマス免疫系に捕捉される仕組みを解明しました。本研究の成果は、セルオートノマス免疫系が自己成分を「非自己」として識別できる分子機構の一端を明らかにしたとともに、この仕組みの解析はセルオートノマス免疫系に由来する自己免疫疾患発症...

キーワード：GTPase/レジオネラ/ライフサイクル/光プローブ/膜構造/変異体/変異株/宿主因子/微生物/ジアシルグリセロール/細胞内分解/増殖抑制/病原体/免疫系/獲得免疫/細胞膜/インターフェロン/分子機構/アミノ酸/プローブ/マウス/リソソーム/リン脂質/蛍光プローブ/自己免疫/自己免疫疾患/自然免疫/小胞体/生体膜/培養細胞/サイトカイン/トランスレーショナルリサーチ/遺伝子/感染症/細菌/脂質

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発表日：2025年8月18日

ラミニンとインテグリンがマクロファージを樹状細胞様細胞に変化させるメカニズムを解明

がん免疫療法への応用の可能性

新潟大学大学院医歯学総合研究科口腔保健学分野の吉羽永子教授と、同研究科高度口腔機能教育研究センターの前川知樹研究教授らを中心とした研究グループは、大阪大学蛋白質研究所の関口清俊寄附研究部門教授と共同で免疫細胞であるマクロファージが樹状細胞様細胞へと変化する新たなメカニズムを解明しました。本研究では、細胞外マトリックス成分のラミニンα2鎖とその受容体であるインテグリンα7が、マクロファージの樹状細胞様細胞への分化プロセスにおいて重要な役割を果たしていることが明らかになりました。特に、インテグリンα7の結合が阻害されると、マクロファージは樹状細胞様細胞に変化することが確認されています。この発見は、...

キーワード：機能制御/免疫調節/バイオマテリアル/ダイバーシティ/GM-CSF/がん免疫/がん免疫療法/ラミニン/抗腫瘍免疫/筋肉/分子機構/PI3K/歯学/分化制御/免疫治療/免疫療法/AKT/T細胞/インテグリン/がん治療/ファージ/マクロファージ/ラット/抗原/細胞外マトリックス/細胞接着/細胞培養/腫瘍免疫/受容体/樹状細胞/阻害剤/免疫細胞/サイトカイン/ワクチン/遺伝子/抗体

他の関係分野：総合生物

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発表日：2025年4月28日

植物の開花の始まりを抑える未知の遺伝子制御の仕組みを解明

植物特異的Dof転写因子はDNA上の近接した結合配列のタンデムリピートに効率的に集積する

被子植物の実験モデルであるシロイヌナズナにおいては、遺伝子の5%を超える1,500以上の遺伝子が転写因子をコードし、そのうちの45%は植物特異的なファミリーに属していると推計されています。DNA-binding with one-finger（Dof）転写因子は、Dofドメインと名付けられた独特なzinc finger（ZF）型DNA結合ドメインを分子内に1つだけもつ植物特異的な転写因子ファミリーであり、植物の多岐にわたる生理過程の遺伝子発現調節において重要な役割を担っています。しかし、Dofドメインの結合配列はAAAG（またはその逆相補配列CTTT）であり、限られた標的遺伝子のプロモーターを...

キーワード：先端技術/DNA結合/遺伝子発現調節/X線結晶構造解析/維管束/結晶構造解析/細胞伸長/生殖/AFM/モーター/ライフサイクル/原子間力顕微鏡/X線結晶構造/プロトプラスト/フロリゲン/結晶構造/植物ホルモン/シロイヌナズナ/形質転換植物/形質転換/炭水化物/土壌/高速原子間力顕微鏡/転写抑制/プロモーター/遺伝子制御/実験モデル/ホルモン/分子機構/アミノ酸/ラット/幹細胞/創薬/転写因子/転写制御/発現調節/ゲノム/遺伝子/遺伝子発現

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発表日：2025年4月22日

世界初、ヒト肝臓のZonationを再現した多層構造を持つオルガノイドを開発

iPS細胞から創出した肝オルガノイドが重篤な肝不全を改善

大阪大学大学院医学系研究科武部貴則教授（器官システム創生学/ヒューマン・メタバース疾患研究拠点副拠点長）らの研究グループは、世界で初めて、ヒト多能性幹細胞（iPS細胞）から、生体肝臓に存在するZonation（機能的な多層構造）を備えた肝臓オルガノイドの創出に成功しました。遺伝子改変技術を組み合わせて、高濃度アスコルビン酸（細胞内）とビリルビン（細胞外）暴露を不均一に導入することにより、異なる肝細胞を誘導・自己組織化させることで、肝臓内のゾーン1〜3に相当する多層型構造を再現しました（図１）。さらに、得られたモデルから、ゾーンごとの特異的な遺伝子発現を制御するエピジェネティックなメカニズムを...

キーワード：毒性評価/自己組織/アンモニア/ゲノミクス/生産技術/ヒストン/酸化物/遺伝子改変/アスコルビン酸/層構造/肝線維化/ビリルビン/肝炎/糖新生/DNA修復/iPS細胞/バイオ人工肝臓/肝がん/肝疾患/肝不全/橋渡し研究/人工肝臓/組織化/胆管/低酸素応答/低酸素応答因子/内胚葉/発がん機構/代謝産物/分子機構/Wnt/Wntシグナル/オルガノイド/前駆細胞/発がん/HIF/in vitro/ヒストン修飾/モデル動物/ラット/遺伝子治療/遺伝子導入/幹細胞/肝細胞/血液/抗酸化/抗酸化物質/再生医療/脂肪酸/創薬/多能性幹細胞/低酸素/内分泌/分化誘導/薬物代謝/ゲノム/コレステロール/ヒトiPS細胞/遺伝子/遺伝子発現/感染症/個別化医療/疾患モデル/線維化

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発表日：2025年3月31日

狂犬病ウイルスが標的とする、四量体pY-STAT1の構造を初めて解明

STATファミリーに関する新知見の提供及び、狂犬病に対するワクチン開発の貢献に期待

北海道大学大学院先端生命科学研究院の尾瀬農之教授、同大学大学院生命科学院博士後期課程の杉山　葵氏（研究当時博士後期課程三年）及び南　未来氏、同大学大学院薬学研究院の喜多俊介准教授、前仲勝実教授、京都大学医生物学研究所の杉田征彦准教授、大阪大学蛋白質研究所の廣瀬未果特任研究員（常勤）らの研究グループは、転写因子STAT1の機能体である、四量体pY-STAT1のクライオ電子顕微鏡構造を世界で初めて解明し、STATが多量体で機能し、DNAを認識する分子機構を初めて提唱しました。シグナル伝達及び...

キーワード：DNA結合/産学連携/ホモロジー/CCD/二量体/小角散乱/ドメイン構造/X線小角散乱/電子顕微鏡/リン酸/病原性/微生物/SH2ドメイン/クライオ電子顕微鏡/免疫系/JAK/STAT/Src/インターフェロン/分子機構/STAT5/オリゴマー/抗ウイルス薬/構造変化/細胞分化/相互作用解析/転写因子/免疫応答/ウイルス/サイトカイン/ワクチン/遺伝子/生理学

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発表日：2025年2月27日

分解酵素は細胞膜の中でタンパク質をヘッドロックして切断する

基質と結合した膜内タンパク質分解酵素の立体構造を解明

横浜市立大学大学院生命医科学研究科の禾晃和准教授らの研究チームは、大阪大学蛋白質研究所、京都大学医生物学研究所、東北大学大学院医学系研究科との共同で、細胞膜の中で働く特殊なタンパク質分解酵素RsePが基質となるタンパク質を結合した状態の立体構造を明らかにしました。今回の研究により、RsePの内部に取り込まれた基質タンパク質は、しっかりと固定（ヘッドロック）され、引き伸ばされた状態で切断されることが明らかになりました（図1）。切断の仕組みを詳しく調べていくことで、将来的には、細菌の感染や増殖を抑える薬剤の開発につながることが期待されます。本研究成果は、「Science Advances...

キーワード：機械学習/情報学/産学連携/バクテリア/ポリペプチド/超好熱菌/質量分析/結合状態/持続可能/持続可能な開発/モデリング/電子顕微鏡/構造予測/好熱菌/発酵/病原菌/変異体/クライオ電子顕微鏡/細胞膜/結核/大腸/分子機構/タンパク質分解/プロテアーゼ/ヘリックス/細菌感染/阻害剤/創薬/大腸菌/膜タンパク質/立体構造/立体構造解析/ストレス/感染症/抗体/細菌/薬剤耐性/緑膿菌

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学