G０細胞ユニット

ユニットの概要

柳田 充弘

G０細胞ユニット

柳田 充弘 教授　(京都大学名誉教授, 文化勲章受章者）

yanagida at oist.jp

 

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お知らせ

メンバー

教授   柳田 充弘
グループリーダー   武田 鋼二郎
グループリーダー   林 武志
研究員   佐二木 健一
研究員   中沢 宜彦
技術員   上原 理沙
技術員   トーマシュ　プラスカル
技術員   森 礼郁
技術員   アレハンドロ　ビジャール　ブリオネス
技術員   田原 由莉亜
技術員   江部 正弘
研究補助員   エウラリア ロペス ガリシア
短期準研究員   キャロライン　スタージンスキ
リサーチアドミニストレータ (秘書)   杉山　智佳子

フォトギャラリー

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研究

原著論文 Publications (ジャーナル)

Publication List

2010年度　年次報告

Annual Report2010 (英語)

概要

細胞の成長と増殖は、生物学における中心的な問題である。我々の研究計画は、栄養飢餓による細胞周期停止と、飢餓状態の細胞が栄養培地に戻された時の成長再開という、細胞の適応戦略に焦点を置いている。いかに細胞がG0期様の分化状態への停止を制御し実行するか、また、栄養環境が改善したときにいかに細胞成長と分裂を再開させるか、その分子スイッチの問題を調べたい。すなわち、細胞のG0期停止から成長過程への遷移を分子レベルで理解することがこの研究計画の目的である。
モデル生物として分裂酵母を用い、個々の遺伝子の定量的な情報を得られるポストゲノム的手法を、遺伝学的アプローチと組み合わせて採用する。さらに、これらの研究から明快な機構的原理が浮かび上がって来れば、その得られた知見を、種の壁を越えて保存された一群の遺伝子産物を用いて哺乳動物細胞の系に拡張する。そして、G0期様の細胞状態や成長再開を指揮する遺伝子を同定し、その機能を明らかにすることを目標とする。我々の研究計画は、細胞周期制御、発生生物学、癌研究、染色体生物学、ゲノムサイエンス及びシステムバイオロジー等の広範な研究分野と密接に関連するものである。

目標

栄養環境の変化に応じて、細胞が自身を分裂停止状態であるG0期に維持したり、細胞分裂を再始動したりすることを決定する 「分子スイッチ」の問題の解明を目指す。

戦略

  • ゲノム全体の塩基配列が決定され、全部で約4900個の遺伝子が特定されている「分裂酵母」をモデル生物として用いる。
  • 統合的なポストゲノム的アプローチ（トランスクリプトーム解析、プロテオーム解析、メタボローム解析）を、遺伝学、生化学および分子細胞生物学的な手法と組み合わせて用いる。
  • 将来的には脊椎動物細胞の系も導入して比較研究する。

G0停止状態の細胞に共通する特徴

  • 環境の栄養状態のシグナルを検知して、分裂を開始または停止できる。
  • 細胞周期制御キナーゼが適切に調節されている。
  • 細胞の形態が大きく変化している。
  • 染色体はＧ１期（複製前）の状態にある。
  • 蛋白質合成は大幅に低下した状態で維持される。
  • リボソームの生合成は基本的に停止する。

我々が注目する遺伝子

機能的には未知でも、進化的に保存された調節因子の候補と考えられるもの。

期待される効果

生命科学の最も基本的な問題の一つである「細胞の分裂と停止」の理解は、生命科学の様々な分野に貢献するとともに、社会にも広く受け入れられる知識となる。また、細胞分裂の制御は、医療やバイオテクノロジーなど多岐にわたる分野での応用に繋がる。

参考

A nitrogen starvation-induced dormant G0 state in fission yeast: the establishment from uncommitted G1 state and its delay for return to proliferation., Su SS, Tanaka Y, Samejima I, Tanaka K, Yanagida M. J Cell Sci. 1996 Jun;109 ( Pt 6):1347-57.

Cnd2 has dual roles in mitotic condensation and interphase., Aono N, Sutani T, Tomonaga T, Mochida S, Yanagida M. Nature. 2002 May 9;417(6885):197-202.

Regulation of checkpoint kinases through dynamic interaction with Crb2.,  Mochida S, Esashi F, Aono N, Tamai K, O’Connell MJ, Yanagida M. EMBO J. 2004 Jan 28;23(2):418-28

Cleavage of Cohesin by Separase in Interphase Is Required for DNARepair., Nagao K, Adachi Y, Yanagida M. Nature. 2004 Aug 26;430(7003):1044-8.

Synergistic roles of the proteasome and autophagy for mitochondrial maintenance and chronological lifespan in fission yeast., K. Takeda , T. Yoshida , S. Kikuchi , K. Nagao , A. Kokubu , T. Pluskal , A. Villar-Briones , T. Nakamura and M. Yanagida., Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Feb 23;107(8):3540-5.

MZmine 2: modular framework for processing, visualizing, and analyzing mass spectrometry-based molecular profile data., T. Pluskal , S. Castillo , A. Villar-Briones and M. Oresic., BMC Bioinformatics. 2010 Jul 23;11:395.

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