従来、自閉スペクトラム症（ASD）は、主に神経細胞や神経回路の異常によって起こる神経発達障害と考えられてきました。一方で近年、妊娠中の感染症や炎症など、免疫系の変化が脳の発達や行動に影響する可能性が注目されています。しかし、遺伝的要因によるASDにおいて、免疫細胞がどのように脳へ作用し、社会性行動の異常に関わるのかは十分に分かっていませんでした。　今回、研究グループは、ASDに関連する染色体異常を再現したモデルマウスにおいて、発達期の脳に特定の免疫細胞が集まり、社会性行動の異常を促す新たな仕組みを明らかにしました。　九州大学生体防御医学研究所の伊藤美菜子准教授、高山夏海大学...

　亜鉛は必須微量元素の一つで、様々なタンパク質と結合・解離し多様な生命現象を支えています。そのため、亜鉛の不足や過剰は免疫機能、創傷治癒、味覚嗅覚障害といった病態を引き起こします。細胞膜や細胞内小器官（オルガネラ）の膜上で亜鉛トランスポータータンパク質が生体膜を隔てた亜鉛輸送を行うことで、細胞内の亜鉛濃度調節がなされています。ヒトには10種類のZnT、14種類のZIP亜鉛トランスポーター遺伝子がそれぞれ発見されており、それらの欠損が遺伝性疾患と関連することが多く報告されています。しかしながら、亜鉛イオン濃度制御の破綻が細胞機能の破綻につながる詳細な分子機構はほとんど未解明でした。　九...

　哺乳類の骨の多くは内腔構造を持ち、造血を担う組織である骨髄で満たされています。このような骨の構造は、胎仔期の発生プログラムに従って形成されます。具体的には、身体の大部分の骨は、まず軟骨の原基が形成され、その後、骨および骨髄組織へと置き換わることで形成されることが知られていますが、その詳しい仕組みは十分に解明されていません。　九州大学生体防御医学研究所の澤新一郎教授、住谷瑛理子元助教（現：国立精神・神経医療研究センター）らの研究グループは、「骨髄形成に骨組織固有のマクロファージである破骨細胞が寄与する」との仮説を立てました。本研究では、破骨細胞分化に重要な因子であるRANKLを発現す...

自己免疫疾患では、本来は体を守る免疫系が暴走して自身を攻撃します。このため近年、免疫系の“ブレーキ役”が注目を集めています。中でも、抑制性サイトカインIL-10を産生する「制御性B細胞」は、自己免疫疾患や炎症性疾患に対する新たな免疫療法への応用が期待されています。しかし、ヒトではその数は少なく、培養も困難であることが基礎研究や治療応用の妨げとなっていました。九州大学 生体防御医学研究所 馬場 義裕 教授、川上 亮 大学院生らの研究グループは、ヒトの末梢血から単離したB細胞を制御性B細胞へ効率よく誘導する新規技術を開発しました。研究グループは、マウス骨髄由来ストローマ細胞M...

図. 細胞の分化段階におけるRORγt発現制御機構の違い（免疫細胞の分化初期段階においてCNS(※8)11へのアクセス性の担保がRORγt発現を誘導するために必要。一方、分化後期においてはCNS9への転写因子結合がILC3などの自然免疫系細...

国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下「産総研」という）モレキュラーバイオシステム研究部門 三浦 大典 主任研究員らと、国立大学法人九州大学 馬場 健史 教授ら、国立大学法人東京科学大学 難治疾患研究所 計算システム生物学分野 島村 徹平 教授、ブルカージャパン株式会社 韮澤 崇 博士らの研究グループは、イオンモビリティ（IM）分離技術を組み合わせたマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法（MALDI-MS）をヒト血漿(けっしょう)に含まれる低分子量代謝物に適用することで、高速かつ再現性の高い分析手法を確立しました。この手法により複数のガン種における患者の層別化が可能であることを確認...

ゲノムには生物の設計図となる遺伝情報が含まれています。ヒトゲノムは一細胞あたり約30億塩基対と膨大で、その中におよそ２万個の遺伝子がコードされています。しかし、1つの細胞が特定の性質や機能を保つために主に使う遺伝子はその一部（数千〜多くても1万程度）で、RNAポリメラーゼII （Pol II）はその細胞に必要な遺伝子をDNA上で読み取り、RNAとして写し取り(転写)ます。１つの遺伝子として転写される範囲は多くが数万塩基対程度で、「読み始め（開始）」と「読み終わり（終結）」が決まっています。Pol IIが異常な位置で転写の開始や終結を起こさないよう、複数の因子によって精密に制御されています。し...

生命科学研究では、単一細胞（シングルセル）解析と呼ばれる、多数の細胞を網羅的に測定する技術が急速に普及しています。一方で、シングルセル解析は侵襲的であり、一度限りの“静止画”の寄せ集めであるため、これから分化・老化・がん化する細胞がどのような運命をたどるかという、細胞状態のダイナミクス（細胞運命）を直接捉えることは困難でした。とくに、各データは異なる細胞由来の計測値であること、そして細胞状態を指定するパラメータの数が数万〜数十万と非常に多く、高次元データ特有の複雑さを持つことが動的解析を阻む大きな障壁となっていました。今回、九州大学大学院医学研究院の前原一満准教授と生体防御医学研究...

遺伝子の働きは、DNA上でさまざまな調節因子が協調して作用することで制御されています。しかし、これらの因子がDNA上のどこに、どの順序で集まり、遺伝子の活性化状態を切り替えているのかは明らかになっていません。細胞が変化することで生じる発達や疾患の進行過程を理解するために、こうした経時的な遺伝子発現の制御の仕組みを可視化する技術が求められていました。九州大学 生体防御医学研究所 大川恭行 教授、藤井健 助教、同大学院医学研究院 原田哲仁 教授らの研究グループは、一細胞レベルで複数の遺伝子発現制御因子（エピゲノム因子）を同時に計測する新しい手法「sci-mtChIL-seq」を開発し、...

1. 少量データでも高精度に予測できる新しいAIモデルを開発量子計算の仕組みを搭載した独自のAIモデル「QTFPred」を開発（図参照）。実験データが限られるような転写因子でも結合パターンを高い精度で予測できるように設計。2. 従来のAIを上回る精度を実証ヒト細胞の公開データを用いた検証において、ほぼすべてのタスクでQTFPredは既存のAIモデルよりも高い予測精度を実現。訓練データが少量の条件でも安定した予測性能が可能となり、研究現場での活用に十分耐えうる性能を示した。3. 転写因子の協調的結合のパターンを発見解析の結果、複数の転写因子が協調して...

遺伝子の型は身近な例に、血液型が挙げられます。遺伝子は塩基配列から構成されており、その塩基配列の型（ハプロタイプ（※1））は個人ごとに（または一人一人、人によって）少しずつ違います。その違いが遺伝子の発現量や薬の代謝機能といった遺伝子機能の差を生み出すことが知られています。しかし、全遺伝子を網羅する共通の“型”の命名法や辞書は、これまでありませんでした。九州大学生体防御医学研究所の長﨑正朗教授らは、汎用的な新規遺伝子型表記法（ACTG階層命名法（※2））を確立し、ヒトの19,194遺伝子について、4,656,478個の遺伝子型を整理しました。本データベースは、JoGo（Joint Open ...

遺伝子変異によって生じる異常なmRNAは、細胞内で「ナンセンス変異依存的mRNA分解(NMD)」という仕組みによって分解されます。このNMDの働きは、遺伝性疾患の発症や重症度に大きく関わるため、NMDが働く条件を正確に理解することが重要です。しかし、従来のNMD予測基準では一部の変異の挙動を説明できず、NMDが働く条件をより正確に評価することが求められていました。本研究では、1,086人の個人ゲノムデータと遺伝子発現量データを統合的に解析し、NMD予測精度を12%向上させることに成功しました。九州大学生体防御医学研究所の須山幹太教授と伊波大志大学院生らの研究グループは、従...

細胞内におけるタンパク質品質管理の破綻は多くの疾患を引き起こします。東北大学学際科学フロンティア研究所、大学院生命科学研究科（兼務）の奥村正樹准教授（国際卓越研究者：ディスティングイッシュトアソシエイトプロフェッサー）らの研究グループは、日韓英の17研究グループによる国際共同研究により、小胞体内に局在しカルシウム依存的に相分離するPDIA6が、その区画内での未成熟インスリンの凝集形成を抑える役割を果たしていることを見いだしました。この発見は、これまで一様と考えられてきた小胞体内が区画化されているという概念変革を与えるものです。PDIA6の相分離によるタンパク...

理化学研究所（理研）脳神経科学研究センターグリア-神経回路動態研究チームの長井淳チームディレクター、出羽健一基礎科学特別研究員、加瀬田晃大研究パートタイマーⅠ（日本学術振興会特別研究員DC2）、九州大学生体防御医学研究所の増田隆博教授らの共同研究グループは、「強い印象のある出来事はよく覚えている」「繰り返したことは忘れにくい」といった身近な現象について、その背後にある脳の仕組みが、神経細胞ではなく、その隙間を埋めるアストロサイト[1]という意外な細胞によって支えられていることを発見しました。脳は、神経細胞とそれ以外のグリア細胞[2]で構成されています。長らくグリア細胞は神経細胞の隙...

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木村宏教授、九州大学 生体防御医学研究所の馬場義裕教授、大川恭行教授、大阪大学 微生物病研究所の伊川正人教授らの研究チームは、生きた細胞で遺伝子が転写されている場所を観察できる新しいマウスモデルを開発しました。遺伝子からmRNAを作る酵素であるRNAポリメラーゼIIが遺伝子を読み取る際に受けるリン酸化（用語1）に着目し、これを認識する蛍光抗体を全身で発現するマウスを作製しました。このマウスの各組織の細胞を超解像蛍光顕微鏡（用語2）で観察することで、遺伝子が活発に読み取られている場所を可視化することがで...

脳は「全身の司令塔」として知られ、神経細胞だけでなく多様な細胞が協調して働くことで、その高度な機能を保っています。しかし、脳内の細胞同士がどのように情報をやり取りし、機能を維持しているのかは、これまで十分にわかっていませんでした。このたび、九州大学生体防御医学研究所の増田隆博 主幹教授と、ドイツ・フライブルク大学のMarco Prinz 教授らの国際共同研究チームは、最新の解析技術と新規遺伝子改変マウスを用いた研究により、脳の主要な免疫細胞である「ミクログリア」が神経細胞の脂質代謝を助けていることを発見しました。具体的には、ミクログリアが特殊な酵素「β-ヘキソサミニダーゼ（HEX）...

RNAはさまざまな化学修飾を受け、現在までに約150種類以上が同定されています。これまで、細胞内におけるRNA修飾の役割については研究が進んでいましたが、RNA修飾が代謝された後に生じる修飾ヌクレオシドの機能や意義については十分に解明されていませんでした。東北大学 加齢医学研究所の小川 亜希子助教（当時、現所属は薬学研究科准教授）、魏 范研教授、生命科学研究科の田口 友彦教授、医学系研究科の中澤 徹教授らは、九州大学 生体防御医学研究所の渡部 聡准教授、稲葉 謙次教授、農学研究院の有澤 美枝子教授、熊本大学 生命資源研究・支援センターの荒木 喜美教授、生物環境農学国際研究センターの...

国立健康危機管理研究機構（東京都新宿区、理事長:國土典宏） 国立国際医療研究所 ゲノム医科学プロジェクト 河合洋介 副プロジェクト長、サイデ・アシュリ特任研究員、徳永勝士プロジェクト長らは、アブドラ国王科学技術大学(サウジアラビア王国)とラ...

株式会社BlueMeme（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：宮脇 訓晴、以下 BlueMeme）は、ソフトウェア開発のさらなる効率化と高度化を目指し、2023年より九州大学との産学連携を通じて、ネットワーク構造の解析に関する共同研究を推進してまいりました。この取り組みの中で、BlueMemeと共同研究を行う九州大学 生体防御医学研究所の藤田アンドレ教授の研究グループが、複雑ネットワークの構造を分析する新たな手法を開発しました。この研究成果は、複雑なシステムの構造を「グループ同士の関係性」から読み解くという独自のアプローチにより、SNSや感染症拡大モデル、化学反応ネットワークなどへ...

図 巨大ネットワークの“見えない違い”を明らかにする新しい手法の提案現代の情報システムや社会構造は、複雑かつ巨大なネットワーク（グラフ）として捉えられます。しかし従来の解析手法では、見た目が似通ったネットワーク間の微細な構造差を...

三毛猫やサビ猫はメスばかりであること、オレンジ/黒の毛色を決める「オレンジ遺伝子」がX染色体上にあることは120年以上前から知られていました。1961年、メスの細胞では一対のX染色体の片方がランダムに選ばれて不活性化される(※1)という仮説が提唱され、三毛猫やサビ猫の模様はこの仮説と合致する例として広く受け入れられてきました。しかし、それから60年以上経った今日まで、オレンジ遺伝子の正体やその働きについては明らかになっていませんでした。九州大学生体防御医学研究所（研究当時）の佐々木裕之特別主幹教授（現：高等研究院）、同大学大学院歯学研究院の松田美穂准教授、国立遺伝学研究所の藤英博特...

大阪大学大学院理学研究科物理学専攻　大塚洋一准教授、豊田岐聡教授、大阪大学放射線科学基盤機構　樺...

老化や自己免疫疾患において病気を悪化させる特殊なB細胞であるABCsがどのように発生し、維持されるかは明らかになっておらず、その詳しい仕組みの解明が求められていました。今回、ABCsが慢性的に自己抗原（自分の体の成分）にさらされた「アナジーB細胞」から分化してできることを世界で初めて発見しました。また、その形成と維持には、抗原認識受容体であるBCR （B細胞受容体）を介した持続的な刺激が不可欠であることを明らかにしました。九州大学生体防御医学研究所の馬場義裕教授、今林慶祐大学院生らの研究グループは、老齢マウスおよび自己免疫疾患モデルマウスを用いた研究により、ABCsが自己...

アルドステロン産生腺腫(APA)は、副腎の良性腫瘍であり、アルドステロンの過剰な産生による二次性高血圧を発症します。通常の高血圧と比べて様々な臓器の合併症が起こりやすく、手術による治療が必要です。このため効果的な内科的治療法の確立に向けて、詳しい病態の解明が求められています。APAの多くはKCNJ5遺伝子(KCNJ5)※1に変異を持ち、若い年齢で発症して重症化しやすく、アルドステロンの過剰産生だけでは説明できない多様な合併症を伴いますが、背景の詳しい分子メカニズムは不明です。九州大学大学院医学研究院 小川佳宏主幹教授、九州⼤学病院内分泌代謝・糖尿病内科の馬越真...