広島大学研究Discovery Saga

脊椎動物の骨格は実に多様で、それぞれの動物の行動様式に適応した形をとります。鳥類の胸骨形態の違いはその典型例です。飛翔する鳥（胸峰類）は、胸骨の中央に「竜骨突起」と呼ばれるブレード状の構造を持ち、これが強力な飛翔筋の土台となります。一方、ダチョウやエミュー(※3)など走って移動する鳥（平胸類）は、この突起を持たず平らな胸骨をしています。こうした違いは進化の過程で生まれましたが、その仕組みはこれまでよく分かっていませんでした。　九州大学大学院システム生命科学府の権昇俊大学院生、理学研究院の熱田勇士講師は、農学研究院の江川史朗助教、熊本大学生命資源研究・支援センターの沖真弥教授、鄒兆南助教...

キーワード：先端技術/家畜化/ゲノムDNA/胚発生/脊椎動物/アパタイト/テンプレート/光照射/軽量化/形質転換/遺伝子操作/ゲノム情報/ニワトリ/遺伝子発現解析/実験モデル/増殖因子/発現解析/ゲノム解析/筋肉/脊椎/TGF-β/ハイドロキシアパタイト/前駆細胞/軟骨/発生学/RNA/イミン/コラーゲン/シグナル分子/トランスクリプトミクス/ラット/遺伝子発現制御/骨形成/創薬/発現制御/ゲノム/遺伝子/遺伝子発現

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：2026年4月23日

カリウムイオンがイオンチャネルのスイッチに！

―細胞外カリウムイオンを感知して開閉するチャネル分子の発見―

カリウムはあらゆる細胞・生命にとって不可欠なミネラルです。例えば動物において、カリウムイオン（K⁺）は、神経や心臓の拍動を支え、その濃度異常が、てんかんや不整脈を引き起こします。これらのはたらきは、K⁺がイオンチャネルを“通って”細胞内外を移動するためであることが広く知られていましたが、イオンチャネルの働きを切り替える“スイッチ”として機能する仕組みは知られていませんでした。今回、生理学研究所の下村拓史助教（研究当時）（現：広島大学大学院医系科学研究科）、久保義弘教授、名古屋市立大学大学院薬学研究科の鈴木力憲講師、東京都医学総合研究所の齋藤実プロジェクトリーダーらのグループは、動物にお...

キーワード：機械学習/人工知能（AI）/水分子/水溶液/タンパク質立体構造/選択性/塩化物イオン/構造モデル/カリウム/センサー/タンパク質立体構造予測/構造予測/生物物理学/RNA編集/細胞膜/神経機能/筋肉/心臓/生物物理/RNA/イオンチャネル/ショウジョウバエ/てんかん/リガンド/受容体/電気生理学/不整脈/膜タンパク質/立体構造/遺伝子/生理学

他の関係分野：情報学数物系科学生物学工学総合生物

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発表日：2025年12月23日

寒さに耐える冬眠動物の筋幹細胞

～再生能力を意図的に抑える「省エネ戦略」～

●ハムスターやクマなどの冬眠動物では、骨格筋の幹細胞（サテライト細胞）が極端な低温下でも死なずに生存できることを発見●その低温耐性機構は、フェロトーシス（鉄依存性細胞死）を抑える細胞内の抗酸化システムにより成立●しかし生存した細胞は、筋形成に必要な「活性化・分化」プログラムを意図的に抑制しており、増殖能力が低温下では大きく低下●実際にハムスターでの筋損傷モデルでも、冬眠中は筋再生が著しく遅延●冬眠動物は「細胞死は防ぐが、エネルギー消費の大きい炎症・再生反応は抑える」という、エネルギー節約型の“冬眠モード”を幹細胞レベルで備えていることが明らかに　広島...

キーワード：オントロジー/筋細胞/エネルギー消費/省エネ/哺乳類/獣医学/抵抗性/炎症反応/浸潤/低体温/筋萎縮/筋線維/筋損傷/筋肉/骨格筋/生理機能/分子機構/筋再生/組織幹細胞/ファージ/マウス/マクロファージ/ラット/幹細胞/抗酸化/細胞死/転写因子/免疫細胞/ストレス/遺伝子/遺伝子発現/脂質

他の関係分野：情報学生物学工学農学

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発表日：2025年10月2日

ヒトの７倍の巨大ゲノムを解読

― イベリアトゲイモリが示す発生・再生・進化・行動の謎 ―

　有尾両生類であるイモリは、古くから発生や再生の研究において重要な役割を果たしてきました。しかしイモリのゲノムは、反復配列によりヒトの数倍から十数倍と巨大であるため、長らく決定が困難でした。今回、主に国内の研究者からなる「イベリアトゲイモリ研究コンソーシアム」を中心として、日本で樹立された近交系統イベリアトゲイモリ#1を対象に最新の高精度ロングリードシークエンス技術を用いてゲノム解読に成功しました。そのゲノムは約200億塩基対に達し、ヒトの約７倍もの大きさです。解析の結果、ゲノム巨大化に関わる反復配列、器官再生における遺伝子発現制御、両生類の進化やイモリ特有の生殖行動に...

キーワード：データ統合/ゲノムDNA/人工DNA/フェロモン/生殖/両生類/脊椎動物/前駆体/モデル生物/トランスポゾン/イントロン/トランスオミクス/ゲノム配列/シークエンス/骨形成因子/器官再生/DNA二本鎖切断/ゲノムシークエンス/ニワトリ/CRISPR/オミクス/オミクス解析/受精/受精卵/染色体/mRNA/ホルモン/筋肉/脊椎/反復配列/BMP/エンハンサー/ゲノム編集/再生医学/アミノ酸/ゲノムプロジェクト/ヘッジホッグ/マウス/モデル動物/遺伝子発現制御/形態形成/骨形成/再生医療/精子/転写制御/転写調節/発現制御/ゲノム/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現

他の関係分野：情報学化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年8月9日

魚の鮮度を“光で読む”

―酸化の進行を光で見抜く技術を医学部生が開発―

　広島大学医学部4回生（研究当時）宮崎夏帆さんと同学原爆放射線医科学研究所、藤田英明助教、同学大学院統合生命科学研究科安田恭大助教、株式会社宇和島プロジェクト才木康司さん、および、渡邉朋信教授（理化学研究所生命機能科学研究センター・チームディレクター）らの研究グループは、生物が本来持っている蛍光（自家蛍光）を詳細に解析することにより、鮮魚の鮮度を非破壊的かつ定量的に評価できる可能性を調査し、少なくとも、トラウトサーモン、マダイ、ブリの3魚種に共通する蛍光成分を同定しました。　本研究成果により、鮮度評価の信頼性を魚種に依存せず向上させることが可能となり、水産業全体の品質管理の標準化に...

キーワード：クラスタリング/主成分分析/人工知能（AI）/非負値行列因子分解/品質管理/スペクトル解析/スペクトル分解/対称性/低次元/非対称性/スペクトル/蛍光スペクトル/酸化還元反応/イノシン/前駆体/分光計測/還元反応/データ構造/モデル化/解析モデル/光計測/酸化還元/酸化物/生体内/リン酸/カロテノイド/サケ/ビタミン/アデノシン/酵素反応/筋肉/ATP/コラーゲン/蛍光色素/抗酸化/抗酸化作用/抗酸化物質/生体分子/誘導体/非侵襲/標準化/放射線

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7月28日

女性と男性で異なる運動神経の働き

―パーキンソン病の新たな性差を発見―

　広島大学の前田慶明准教授、丸山博文教授、金沢大学理工研究域フロンティア工学系の西川裕一准教授、中京大学の渡邊航平教授、スロベニア・マリボル大学のAleš Holobar教授、MNES株式会社の高橋哲也医師、アメリカ・マーケット大学のAllison Hyngstrom教授らの国際共同研究チームは、パーキンソン病患者において、性別によって運動単位（運動神経と筋線維の単位）の活動特性が異なることを、非侵襲的な高密度表面筋電図（HD-sEMG）（※1）解析により世界で初めて明らかにしました。本研究では、パーキンソン病患者27人（女性14人、男性13人）を対象に、両側の外側広筋の筋電図信号を...

キーワード：最適化/運動単位/持続性/対称性/非対称性/神経系/モニタリング/動特性/神経活動/神経生理学/運動神経/ニューロン/神経機能/早期診断/中枢神経/筋萎縮/筋線維/筋肉/中枢神経系/リハビリ/筋活動/筋電図/パーキンソン病/運動ニューロン/神経細胞/神経変性/神経変性疾患/バイオマーカー/リハビリテーション/医師/疫学/疫学研究/筋萎縮性側索硬化症 /高齢化/神経疾患/生理学/認知症/非侵襲

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5月26日

【研究成果】〜デーツの健康効果に新たな知見〜

線虫を用いた実験で、寿命延長の可能性を確認

　市販のドライフルーツ5種類(デーツ、パイナップル、イチジク、マンゴー、プルーン)を線虫に摂取させ、寿命測定を行った結果、すべてのドライフルーツにおいて平均寿命(MLS)が有意に延長されました(図1)。特にデーツにおいては、最大寿命にはほとんど変化がないにもかかわらず、平均寿命が著しく延びる(延長率：37.1%)という特異な結果が得られました。　次に、最大寿命と平均寿命を標準化してZ値を算出し、ΔZ比(平均寿命と最大寿命の差)として各種ドライフルーツと比較したところ、デーツは他の果実と比べて平均寿命の延長効果が際立っていることが明らかになりました(図2)。　この特異な効果が特...

キーワード：生物工学/モデル生物/機能性/哺乳類/筋肉/寿命/大腸/大腸菌/ゲノム/加齢/健康寿命/動物実験/標準化/老化

他の関係分野：工学総合生物農学

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発表日：2025年4月2日

【研究成果】“光る”遺伝子改変マウスで探る腱・靱帯が筋骨格をつなぐしくみの解明

〜体を動かす組織の成り立ちを立体的に“見える化”し、疾患研究の新たな糸口に〜

　広島大学大学院医系科学研究科･生体分子機能学の余昕怡（大学院生）、宿南知佐教授の研究グループは愛媛大学の川上良介准教授、今村健志教授、京都大学医生物学研究所の安達泰治教授、渡邊仁美助教、近藤玄教授、岐阜大学の秋山治彦教授らの研究グループとの共同研究で、ScxTomato;Sox9EGFPレポーターマウスを用いた蛍光イメージングにより、軟骨と腱・靱帯の組織間相互作用を明らかにする研究を行いました。本研究では、蛍光レポーターマウスを用いて、組織の薄い切片による解析および共焦点顕微鏡や二光子励起顕微鏡による3D解析を行った結果、胚発生過程において腱や靭帯と軟骨がどのように関わり合っているかを視...

キーワード：産学連携/パルス/非線形/内部構造/近赤外/近赤外線/赤外線/EGFP/翻訳開始/コドン/胚発生/トランスジェニック/パルスレーザー/3Dイメージング/SHG/高調波/第二高調波発生/超短パルス/二光子吸収/非線形光学/光学特性/エタノール/レーザー/周波数/共焦点レーザー顕微鏡/遺伝子改変/光学顕微鏡/生体内/超短パルスレーザー/ゲノム編集技術/生体組織/ノックイン/ノックインマウス/Sox9/マウスモデル/関節/筋骨格/光イメージング/整形外科学/組織構築/分子機能/靱帯/スポーツ/スポーツ障害/運動器/筋肉/ゲノム編集/バイオメカニクス/軟骨/コラーゲン/マウス/遺伝子改変マウス/共焦点顕微鏡/蛍光イメージング/蛍光顕微鏡/再生医療/生体分子/創薬/転写因子/ゲノム/遺伝子/加齢

他の関係分野：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3月13日

【研究成果】J-PEAKSによる成果！非ウイルス性の肝がん発症にある｢炎症｣と｢老化｣の2つの特徴を発見

～新治療法の構築に期待～

慢性肝疾患はさまざまな原因が関与し、がんに進行するプロセスには多くの要因が関ると考えられています。非ウイルス性肝がんの予防には、患者ごとの根本的な分子異常の特定が重要です。広島大学大学院医系科学研究科消化器内科学中原　輝大学院生、大野敦司講師、岡　志郎教授らの研究グループは、肝がん患者の肝組織(がんではない部位)と肝がんのない患者の正常な肝組織を使って、RNA-Seq(遺伝子解析)※1とメタボローム解析(代謝物の解析)※2を実施しました。その結果、肝がん患者の肝臓では、アシルカルニチン※3や脂肪酸※4...

キーワード：クラスタリング/プロファイル/情報学/がん研究/産学連携/化学物質/カテキン/ホスファチジルコリン/酸化物/ポリフェノール/フェノール/肝炎/細胞膜/新規治療法/副腎/遺伝子解析/炎症反応/肝がん/肝疾患/浸潤/ホルモン/筋肉/性ホルモン/代謝産物/上皮間葉転換(EMT)/発がん/ATP/NF-κB/RNA/インスリン/エネルギー代謝/がん細胞/ミトコンドリア/リン脂質/肝細胞/肝細胞がん/血液/抗酸化/抗酸化物質/脂肪酸/自己免疫/自己免疫疾患/上皮細胞/創薬/代謝物/胆汁酸/免疫細胞/ウイルス/がん患者/ストレス/メタボローム/メタボローム解析/遺伝子/遺伝子発現/加齢/高齢者/脂質/脂質代謝/糖尿病/動脈硬化/老化

他の関係分野：情報学複合領域環境学化学生物学工学農学