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生化学講座(分子医化学分野)

講座・分野紹介

分子医化学分野では、生体の成り立ちを分子レベルで解き明かし、それぞれの分子がダイナミックに合成と分解を繰返す中でどのように統合、調節されているのかを明らかにするべく研究を行なっています。さらにはその様な調節機能が破綻した時に発症する疾患の病因や病態を生化学的・分子生物学的に究明する事により明らかにしたいと考えています。

主な研究内容

  • ミトコンドリアのタンパク質分解調節機構の解明
  • ヘム生合成の調節機構の解明
  • 赤芽球におけるヘモグロビン合成調節機構の解明
  • 遺伝性鉄芽球性貧血の原因遺伝子の同定
  • ポルフィリン症の発症機構の解明
  • DNA修復タンパク質の機能解析

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太古の地球で植物の光合成により酸素が増加してきた時、酸素を利用して多くのエネルギーを生み出せる細菌が出現し、真核生物はその細菌を取り込むことにより酸素が存在する環境下で進化する事が可能になったとされています。この時に取り込まれた細菌がミトコンドリアの起源だと考えられており、今でもミトコンドリアは固有の遺伝子や翻訳装置を保持しています。一方、今ではミトコンドリア内で機能するタンパク質のほとんどは、核の遺伝子から転写され、細胞質で翻訳された後に、ミトコンドリアへと移行して機能しており、ミトコンドリアはエネルギー産生装置としてだけではなく、ヘムの生合成、鉄-硫黄クラスターの産生、アポトーシスの制御など、多彩な機能を有する細胞内小器官として重要な役割を果たしています。私達は、ミトコンドリアの機能がどのようにして維持されているのかについて、ゲノム編集技術などの分子生物学的手法を駆使しながら研究を続けており、例えば、ミトコンドリアマトリクスのタンパク質分解酵素がヘムの生合成などのミトコンドリア特有の機能の調節に深くかかわる事などを明らかにしています。(下図は緑色蛍光蛋白質を用いて可視化した様々な形のミトコンドリア:左から顆粒状、線維状、ネットワーク様の形態)

学生へのメッセージ

生体において正常な機能がどの様に維持されているのか、そして、どのような異常が疾患の原因となりうるのかなど、以前はよく分からなかったことが分子レベルで次々と明らかにされています。生命についてもっと根本的なところから理解したいと感じている方、臨床に結びつく基礎的な研究に腰を落ち着けて挑戦したいと考えている方を歓迎いたします。