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共同利⽤・共同研究拠点
　　
　

採択課題の研究成果【令和5年度】

研究代表者：
東京大学医科学研究所　教授　佐藤 佳
医生研受入教員：
ウイルス制御分野　教授　橋口 隆生
研究課題：
リスクの高い新型コロナウイルス変異株の早期捕捉とその性状解明
研究成果：
公共データベースGISAIDに登録されたウイルス配列情報を基に、世界各国で流行する変異株の情報をバイオインフォマティクス解析し、変異株の出現をリアルタイムにモニタリングすることに成功した。その結果をもとに、変異株のスパイクタンパク質発現プラスミドおよびシュードウイルスを作製し、ウイルス学実験により変異株の性状解明した。更に、スパイクタンパク質を発現精製し、構造解析に成功した。この共同研究により変異株研究の迅速な連携を実現することができた。
研究代表者：
北海道大学大学院薬学研究院生体分子機能学研究室　教授　前仲 勝実
医生研受入教員：
ウイルス制御分野　教授　橋口 隆生
研究課題：
SARS-CoV-2を制御する中和抗体開発に向けた分子基盤の解明
研究成果：
SARS-CoV-2変異株のRBD蛋白質およびS蛋白質3量体の発現系と精製系、プローブ化された精製蛋白質を用いたCoV2反応性抗体を単離する系を利用し、オミクロン株を含む広範なSARS-CoV-2に対して、高い中和活性を持つヒト抗体の取得に成功した。これらの抗体とコロナウイルスSタンパク質 RBDおよび3量体Sタンパク質との複合体を用いた構造解析から、中和活性と変異耐性、CoV1・CoV2への交差反応性を示す作用機序を明らかにした。
研究代表者：
RIKEN Center for Integrative Medical Science (IMS)(理化学研究所）　Genome Immunobiology RIKEN Hakubi Research Team Leader　Nicholas Parrish
医生研受入教員：
RNAウイルス分野　教授　朝長 啓造
研究課題：
Mouse testis models to test for antiviral immunity mediated by the piRNA pathway
研究成果：
We established triple EBLNs-KO mice in which the 3 murine EBLNs that produce piRNAs were removed from the genome and conducted experimental infection of BoDV-1.
研究代表者：
鹿児島大学共同獣医学部・越境性動物疾病制御研究センター　准教授　松本 祐介
医生研受入教員：
RNAウイルス分野　教授　朝長 啓造
研究課題：
RNAウイルスのゲノム塩基数が複製におよぼす影響の解明
研究成果：
パラミクソウイルス科のヒトパラインフルエンザウイルス2型を対象に、6の倍数では無いゲノムでも複製できる変異体作製により、Rule of Six存在意義の解明を目指した。パラミクソ及びフィロウイルス科のゲノム上に6塩基ごとに特定の塩基が連続で出現する部位が広く保存されており、これが6の倍数性の認識に関わることを明らかにした。ゲノム複製が整数の倍数性に依存する性質は、パラミクソ・フィロウイルス科以外には認められない可能性を示した。
研究代表者：
京都大学大学院医学研究科　准教授　野村 紀通
医生研受入教員：
微細構造ウイルス学分野　教授　野田 岳志
研究課題：
B型肝炎ウイルス－宿主相互作用とその制御に関するクライオ電子顕微鏡構造研究
研究成果：
HBVエンベロープと感染受容体NTCPの間に形成される分子間相互作用を原子レベルで解像することに世界で初めて成功した。HBVが宿主肝細胞表面に高親和性で付着する分子機構を解明し、感染制御・抗ウイルス薬開発の基盤を築いた。本成果はNature Structural & Molecular Biology誌での発表が決定している。微細構造ウイルス学分野の最先端クライオ電子顕微鏡を活用して研究を推進した。
研究代表者：
大阪公立大学大学院獣医学研究科　教授　堀江 真行
医生研受入教員：
微細構造ウイルス学分野　教授　野田 岳志
研究課題：
ボルナ病ウイルス1のNタンパク質-RNA複合体の構造解析
研究代表者：
関西医科大学医学部医化学講座　准教授　寿野 良二
医生研受入教員：
微細構造ウイルス学分野　准教授　杉田 征彦
研究課題：
副作用のない薬剤開発を目指した疼痛・掻痒関連GPCR複合体のクライオ電子顕微鏡単粒子解析
研究代表者：
理化学研究所生命機能科学研究センター 細胞システム動態予測研究チーム　チームリーダー　城口 克之
医生研受入教員：
免疫制御分野　教授　生田 宏一
研究課題：
２型自然リンパ球の新規抑制因子の同定と抗アレルギー・抗線維化作用の探索
研究成果：
CD45シグナルによるILC2の抑制メカニズムを解明するため、デジタルRNAシーケンス（dRNA-seq）法を用いて網羅的遺伝子発現解析をおこなった。CD45欠損ILC2において2型サイトカインの産生、細胞増殖と成熟、細胞内代謝や組織線維化に関わる遺伝子の発現が亢進し、細胞活性化に関わる共刺激分子であるICOSの発現の上昇も認めた。したがって、CD45がILC2の新規内因性抑制因子であることが明らかとなった。
研究代表者：
理化学研究所生命医科学研究センター サイトカイン制御研究チーム　チームリーダー　久保 允人
医生研受入教員：
免疫制御分野　教授　生田 宏一
研究課題：
抗ウイルス免疫応答の性差の機序の解明
研究成果：
インフルエンザウイルス量を振り感染実験を実施し正確なLD50を測定した。0.5 LD50のウイルス量で感染10日後にウイルス特異的なCD8 T細胞がピークに達したことを確認した。T細胞特異的AR欠損雄マウスを感染実験したところ、CD4 T細胞、CD8 T細胞、ウイルス特異的CD8 T細胞が増加していた。これらの結果から、アンドロゲンがT細胞に作用して抗ウイルス免疫応答を抑制していることが明らかになった。
研究代表者：
東北大学大学院医工学研究科　教授　小玉 哲也
医生研受入教員：
免疫制御分野　教授　生田 宏一
研究課題：
転移リンパ節に対する免疫チェックポイント阻害剤のリンパ節内投与法の開発と免疫関連有害事象の解明
研究成果：
本研究成果は以下の２点である.
（１）転移リンパ節の初期像におけるscRNAデータ解析
転移リンパ節内のCD4-CD8-細胞の集団性・機能性を明らかにした.
（２）ICI投与で誘導された間質性肺炎の解析
間質性肺炎に関連する11種類の免疫細胞の解析法ならびに病理学的スコアリングシステムを確立した.
研究代表者：
滋賀医科大学生化学・分子生物学講座　教授　縣 保年
医生研受入教員：
再生免疫学分野　教授　河本 宏
研究課題：
iPS細胞とゲノム編集を用いた効率のよいがん抗原特異的キラーT細胞の再生
研究代表者：
Max Plank Institute of Immunobiology and Epigenetics(ドイツ)　Project leader　Ryo Morimoto
医生研受入教員：
再生免疫学分野　准教授　宮崎 正輝
研究課題：
Identification of T/B-like cell-specific transcription factors in Lamprey
~ evolution of adaptive immunity and related-transcription factors ~
研究成果：
The applicant is involved in the non-conventional animal model, lamprey since 2017 in Max Planck Institute and established a new technology to keep in vitro-fertilized lamprey larvae. Combination with the recent development of the CRISPR/Cas9-based mutagenesis, the genes of interest can be modified in the IVF embryos or larvae.
研究代表者：
理化学研究所生命医科学研究センター　チームリーダー　秋山 泰身
医生研受入教員：
再生免疫学分野　准教授　宮崎 正輝
研究課題：
Single-cell Multiome解析による胸腺上皮細胞とT細胞のクロストークと分化変動の解明
研究成果：
胎児胸腺細胞を用いて、scMultiome解析を行った。これによりNotchシグナルを受けたリンパ球前駆細胞がどの様にT細胞系列へと進んでいくのか、また自然リンパ球への分化経路が見えるのか、monocleソフトウエアによるpseudotime解析を行い、 developmental trajectory(分化系譜）の解明を進めることができている。
研究代表者：
東京大学大学院薬学系研究科　教授　堀 昌平
医生研受入教員：
統合生体プロセス分野　准教授　廣田 圭司
研究課題：
制御性T細胞の不均一性形成メカニズムの解明
研究成果：
今年度、Tregによる肺の炎症抑制機能に紐付いたTCRクロノタイプのうち、主にTh2型Tregに選択的に発現するクロノタイプについて、レトロジェニックマウスの作製・解析を進め、Tregに選択的に分化して肺所属リンパ節と肺組織に選択的に集積すること、Th2型の表現型を示すことを明らかにした。そして、このTCRクロノタイプを含む2種類のTCRについてトランスジェニックマウスを作製し、ファウンダーマウスを複数得たが、トランスジーンを発現する個体は得られなかった。
研究代表者：
京都府立医科大学大学院医学研究科　教授　八木田 和弘
医生研受入教員：
統合生体プロセス分野　教授　近藤 玄
研究課題：
組織形成過程における時間秩序成立原理の解明
研究成果：
これまでの我々の一連の研究から明らかになった母子同調成立時期に大きく発現が変化する遺伝子をノックアウトし、ターゲット遺伝子を欠損しているマウスを複数ライン作製した。これまでの研究から予測される遺伝子の欠損による表現型も現れているようであり、目的とするノックアウトマウスの樹立が確実となっている。系統の保存とともに遺伝子発現の時系列解析を行うための予備実験と匹数確保を行っている段階である。
研究代表者：
大阪大学大学院生命機能研究科　教授　長澤 丘司
医生研受入教員：
統合生体プロセス分野　教授　近藤 玄
研究課題：
造血幹細胞ニッチの変容と再生を制御する分子機構の解明
研究成果：
共同研究によって樹立した造血幹細胞の可視化を可能とするマウスや、薬剤投与によりCXCL12遺伝子の欠損を誘導でき、正常なCAR細胞とCXCL12欠損CAR細胞を組織学的に区別できるマウスを用いた解析等により、CAR細胞が産生するCXCL12が骨髄内で造血幹細胞を誘引すると共に、造血幹細胞、特に免疫細胞をより多く産生する造血幹細胞の維持に必須の役割を果たすことを明らかにした。
研究代表者：
帝京大学先端総合研究機構　教授　月田 早智子
医生研受入教員：
統合生体プロセス分野　教授　近藤 玄
研究課題：
上皮細胞間およびアピカル面バリアの視点から見た皮膚の病態・生理学的な理解と治療予防法の開拓
研究代表者：
広島大学大学院医系科学研究科　教授　宿南 知佐
医生研受入教員：
バイオメカニクス分野　教授　安達 泰治
研究課題：
硝子軟骨性から線維軟骨性エンテーシスへの組織改変におけるメカノ－シグナル連関機構の解明
研究代表者：
東京大学定量生命科学研究所　准教授　岸 雄介
医生研受入教員：
バイオメカニクス分野　助教　牧 功一郎
研究課題：
ニューロンの老化における核の剛性変化の解析
研究成果：
本共同研究により、加齢に伴い大脳視覚野の興奮性ニューロンの核がかたくなることを世界で初めて見出した。同時に、若いときは神経活動に応じて核がフレキシブルに変形するのに対して、加齢に伴ってフレキシブルな形態変化が起きなくなった。以上のことから、加齢とともにニューロンの核はダイナミクスが低下することを明らかにし、論文として報告した（Frey et al., Aging Cell, 2023）。
研究代表者：
広島大学大学院統合生命科学研究科　助教　高橋 治子
医生研受入教員：
発生システム制御分野　教授　永樂 元次
研究課題：
周辺環境を制御可能な3次元培養システムを用いた筋・腱複合組織の作製と接合部形成過程の解析
研究代表者：
京都大学大学院医学研究科附属動物実験施設　准教授　成瀬 智恵
医生研受入教員：
発生システム制御分野　准教授　大串 雅俊
研究課題：
ヒトおよびマウスES細胞両方に有効なデグロンシステムの分子メカニズムの解析
研究成果：
培養細胞におけるタンパク質分解デグロンの効果を解析するため、EGFP-デグロンタグ融合遺伝子を導入し、サリドマイド誘導体でEGFPの発現強度を評価した。野生型マウスおよびラットES細胞と比較して、ヒトES細胞での分解効率が10倍高いことが判明し、これはCRBNの1アミノ酸の違いによると考えられた。また、ヒトES細胞で特に効率が高く，タンパク質分解活性の高さがヒトES細胞を特徴づけると考えられた。
研究代表者：
横浜市立大学大学院生命医科学研究科　准教授　禾 晃和
医生研受入教員：
生体膜システム分野　教授　秋山 芳展
研究課題：
基質取り込みゲートを標的とした膜内切断プロテアーゼのクライオ電子顕微鏡解析
研究成果：
RsePは約50 kDaの膜タンパク質であるため、単独では、クライオ電顕単粒子解析で高分解能構造を決定することは難しい。そこで、本研究では、動物細胞を用いて抗体Fabの組み換え発現系を構築した上で、RsePやオルソログに抗体Fabを結合させて構造解析に取り組んだ。また、研究代表者はRsePの高品質な組み換えタンパク質を調製することで、受け入れ研究者によるRsePの新規基質の探索に貢献した。
研究代表者：
自然科学研究機構 生命創成探究センター/基礎生物学研究所　教授　青木 一洋
医生研受入教員：
数理生物学分野　教授　望月 敦史
研究課題：
構造理論と蛍光イメージング、光遺伝学を用いた細胞周期ネットワークの統合的理解
研究成果：
分裂酵母の細胞周期ネットワークに関して構造感度解析を行ったところ、複数の緩衝構造を有していることが明らかになった。これを検証するために、分裂酵母に緩衝構造外の分子を過剰発現させ、理論からの予想通り、緩衝構造外の摂動は緩衝構造内に影響を及ぼさないことを蛍光相互相関分光法（FCCS）により確かめた。これらの結果は現在、論文化に向けて進めている。また、CDK活性を可視化するバイオセンサーを開発し、G2/M期移行に必要なCDK活性の閾値を発見した（Sugiyama, Dev Cell, 2024）。
研究代表者：
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin（ドイツ）　Professor　Dominik N. Müller
医生研受入教員：
幹細胞遺伝学分野　教授　遊佐 宏介
研究課題：
Exploring the mechanism of sodium-induced inflammation using CRISPR screening and ribosome footprinting.
研究代表者：
University of Nottingham（UK）　Senior Research Fellow　Masaki Kinoshita
医生研受入教員：
幹細胞遺伝学分野　教授　遊佐 宏介
研究課題：
Gene regulatory network analysis of formative pluripotency
研究代表者：
群馬大学生体調節研究所　講師　小松 哲郎
医生研受入教員：
幹細胞遺伝学分野　教授　遊佐 宏介
研究課題：
Zombie法を基盤としたイメージングによる新規1細胞CRISPRスクリーニング系の確立
研究代表者：
京都大学大学院医学研究科クリニカルバイオリソース研究開発講座　特定教授　井上 正宏
医生研受入教員：
幹細胞遺伝学分野　教授　遊佐 宏介
研究課題：
薬剤耐性大腸がん細胞の標的となる遺伝子のCRISPR-Cas9 スクリーニングによる探索
研究代表者：
理化学研究所開拓研究本部　主任研究員　眞貝 洋一
医生研受入教員：
幹細胞遺伝学分野　助教　西淵 剛平
研究課題：
新規ヘテロクロマチン形成因子の同定と分子機構の解明
研究成果：
ヘテロクロマチン領域に局在している因子の同定法として任意のゲノム部位に局在化させるdCas9を用いた技術とビオチン標識により近傍のタンパク質をラベル化できる技術を組み合わせる実験系の構築を行った。複数のビオチン標識技術を比較検討し、最適な手法を確立した。ペリセントロメア領域の結合タンパク質の解析に本手法を導入し、ヘテロクロマチン構成タンパク質の同定に成功した。
研究代表者：
Chinese University of Hong Kong　Professor　Stephen Dalton
医生研受入教員：
がん・幹細胞シグナル分野　教授　伊藤 貴浩
研究課題：
Metabolic regulation of cell fate decisions
研究代表者：
鹿児島大学大学院医歯学総合研究科　教授　奥野 浩行
医生研受入教員：
幹細胞デコンストラクション分野　教授　今吉 格
研究課題：
“遠い”記憶を担う大脳神経回路の分子生物学的、生理学的および解剖学的解析
研究代表者：
東京大学大学院工学系研究科　准教授　平林 祐介
医生研受入教員：
幹細胞デコンストラクション分野　教授　今吉 格
研究課題：
マウス成体神経幹細胞の運命制御おけるライフステージ及び性別依存的なオルガネラ間接触の役割
研究代表者：
京都大学大学院医学研究科　教授　竹内 理
医生研受入教員：
附属再生実験動物施設分野　助教　渡邊 仁美
研究課題：
炎症環境における骨髄造血適応を制御する転写後制御機構の解明
研究課題：
Reg1/3-Nfkbiz mRNA分解制御軸がHSC自己複製能を変化させるか検討するため、Reg1/3重欠損HSCを用いてin vivo limiting dilution assayを行ったところ、HSCの頻度に有意な変化を認めなかった。次に、IL-1bをマウスに連続的投与したところ、ミエロイド造血がNfkbiz欠損により改善した。さらに、HSCにおけるNfkbizの役割を解析する目的において、Nfkbiz-P2A-CreERT2ノックインマウスを作製することに成功した。