多能性とゲノム恒常性

胚性幹細胞 (ES細胞) やiPS細胞などの多能性細胞と呼ばれる細胞群は、個体を構成する全ての細胞種に分化する能力を持ち、再生医療への応用が期待されている。しかし、多能性細胞が自己複製を行う過程は特徴的で、その分子機構はよくわかっていない。幹細胞生物学研究室では、多能性細胞がいかにして正しいゲノム情報を娘細胞に継承しているのかという点に着目し、マウスES細胞をモデルに解析を進めている。また、細胞分化や多能性誘導を経て細胞が形質を変化させる過程でのゲノム安定性を調べている。
Research

多能性細胞の自己複製

多能性細胞は、他の細胞種と異なり、DNA複製期と分裂期を殆ど休みなく行い短い周期で自己複製している。また、この過程で、他の細胞種とは異なる戦術でゲノム恒常性を維持していることが明らかになりつつある。私たちの研究室では、マウスES細胞をモデルに、このような多能性細胞特異的な自己複製機構とその生物学的意義を明らかにすることを目指している。特に、以前は困難だったES細胞の細胞周期同調法を確立し、特異的な細胞周期ステージに着目した解析を可能にした。

ES細胞とDNA複製

我々の細胞は、絶えず外的、内的DNA損傷要因にさらされている。 特に、自己複製に必須なDNA複製の過程ではゲノムが不安定化しやすく、DNA複製が阻害されると、1本鎖DNAの露出や二重鎖切断を引き起こす。 細胞には、通常、これらの損傷を保護・修復し、DNA複製を再開する機構が備わっている。 しかし、ES細胞ではDNA複製が阻害されると、簡単に細胞死が引き起こされる。この分子的背景を理解するために、DNA複製期の異なるステージを詳細に解析している。

多能性誘導過程におけるDNA複製

ES細胞に線維芽細胞やリンパ細胞などの分化した細胞を融合させると、 非ES細胞の核内に多能性が誘導されることが知られている。私たちは、この系を使って、 多能性誘導の鍵を握る核内制御が、 DNA複製と密接な関係を持つことがわかった。多能性誘導の結果得られるiPS細胞では、 DNA複製過程に生じたと思われるゲノム上の傷が見つかっている。したがって、多能性誘導過程は、DNA損傷と生存のバランスの上に成り立っていると考えられる。 私たちは、細胞融合の系を使って、多能性誘導過程におけるDNA複製の安定性とゲノム恒常性を調べている。このことで多能性細胞特異的な自己複製機構をよりよく理解すると共に効率の良い多能性誘導とより安全な再生医療への応用に貢献できると考えている。

Member
坪内 知美

Principal Investigator

  • 山口県出身
  • 大阪大学理学部 [小川英行研究室](修士課程)
  • Yale University, USA [G. Shirleen Roeder’s laboratory] (MS, PhD)
  • Imperial College London, UK [MRC Clinical Sciences Centre, Amanda G. Fisher’s laboratory] (Human Frontiers Long-Term Fellow)
  • University of Sussex, UK [Genome Damage and Stability Centre, Visiting Research Fellow]
  • 2015. 2~ 現職
上川 泰直

NIBB Research Fellow

  • 広島県出身
  • 大阪大学生命機能研究科 [米田悦啓研究室](博士課程)
  • Weill Cornell Medical College, USA [Mary E. Donohoe’s laboratory] (Postdoctoral Fellow)
  • 2015. 8~ 現職
kumazaki
熊崎 泰成

Graduate Student

  • 岐阜県出身
  • 名古屋大学理学部 卒業
  • 2017. 4 配属(5年一貫)
kumazaki
松本 陽乃

Graduate Student

  • 東京都出身
  • 山梨大学 生命環境学部 卒業
  • 2019. 4 配属(5年一貫)
安井 尚美

Research Technician

  • 愛知県出身
  • 2015. 6~ 現職
浅井 友理子

Research Technician

  • 静岡県出身
  • 2017. 11~ 現職
長沼 麻衣

Research Technician

  • 大阪府出身
  • 2018. 11~ 現職
Publication
recruitmenttalented students
WANTED!
recruitmenttalented students
WANTED!
recruitmenttalented students
WANTED!

Selected publications

  1. Argunhan, B., Leung, W.-K., Afshar, N., Terentyev, Y., Subramanian, V., Murayama, Y., Hochwagen, A., Iwasaki, H., Tsubouchi, T.*, and Tsubouchi, H.* (2017). Fundamental Cell Cycle Kinases Collaborate to Ensure Timely Destruction of the Synaptonemal Complex During Meiosis. EMBO 36, 2488-2509. * corresponding authors
  2. Leung, W.-K., Humphryes, N., Afshar, N., Argunhan, B., Terentyev, Y., Tsubouchi, T.*, and Tsubouchi, H.* (2015). The Synaptonemal Complex is Assembled by a PolySUMOylation-Driven Feedback Mechanism in Yeast. J. Cell Biol. 211, 785-793. * corresponding authors
  3. Tsubouchi, T. and Fisher A.G. (2013). Reprogramming and the Pluripotent Stem Cell Cycle. Curr. Top. Dev. Biol. 104, 223-241.
  4. Argunhan, B., Farmer, S., Leung, W.-K., Terentyev, Y., Humphryes, N., Tsubouchi, T., Toyoizumi, H. and Tsubouchi, H. (2013). Direct and Indirect Control of the Initiation of Meiotic Recombination by DNA Damage Checkpoint Mechanisms in Budding Yeast. PLoS One 8(6):e65875. Doi: 10.1371/journal.pone.0065875.
  5. Tsubouchi, T., Soza-Ried, J., Brown, K., Piccolo, F.M., Cantone, I., Landeira, D., Bagci, H., Hochegger, H., Merkenschlager, M. and Fisher A.G. (2013). DNA Synthesis Is Required for Reprogramming Mediated by Stem Cell Fusion. Cell 152, 873-883.
  6. Pereira, C.F., Piccolo, F.M., Tsubouchi, T., Sauer, S., Ryan, N.K., Bruno, L., Landeira, D., Santos, J., Banito, A., Gil, J., Koseki, H., Merkenschlager, M. and Fisher, A.G. (2010). ESCs Require PRC2 to Direct the Successful Reprogramming of Differentiated Cells toward Pluripotency. Cell Stem Cell 6, 547-556.
  7. Tsubouchi, T., MacQueen, A.J. and Roeder, G.S. (2008). Initiation of Meiotic Chromosome Synapsis at Centromeres in Budding Yeast. Genes Dev. 22, 3217-3226.
  8. Chen, S.Y., Tsubouchi, T., Rockmill, B., Sandler, J.S., Richards, D.R., Vader, G., Hochwagen, A., Roeder, G.S. and Fung, J.C. (2008). Global Analysis of the Meiotic Crossover Landscape. Dev. Cell 15, 401-415.
  9. Tsubouchi, T., Zhao, H. and Roeder, G.S. (2006). The Meiosis-Specific Zip4 Protein Regulates Crossover Distribution by Promoting Synaptonemal Complex Formation together with Zip2. Dev. Cell 10, 809-819.
  10. Tsubouchi, T. and Roeder, G.S. (2005). A Synaptonemal Complex Protein Promotes Homology-Independent Centromere Coupling. Science 308, 870-873.
News & Events

News

  • 2019. 6 細胞生物学会に初めて参加し発表させて頂きました。学会前に開かれたサテライトシンポジウム(International Symposium for Female Researchers in Chromatin Biology 2019 & EMBO Laboratory Leadership Training Course)では世界で活躍する著名な女性研究者とお話することができました
  • 2019. 4 松本さんが総研大生として研究室に加わりました!ようこそ!
  • 2019. 3 体験入学生の犬塚さんが研究室を実習を行いました
  • 2018.11 分子生物学会(横浜)に参加し、上川と坪内がそれぞれ口頭発表を行いました
  • 2018.10 戦略的創造研究推進事業(さきがけ)「ゲノムスケールのDNA設計・合成による細胞制御技術の創出」に採択され、研究をスタートしました!
  • 2018. 9 初めての国際学会(EMBO Workshop on DNA replication, chromosome segregation and fate decisions)に参加し、口頭発表をしました。また英国サセックス大学を訪問し、セミナーをさせて頂きました。たくさんのフィードバックを頂き実りある訪問となりました!
  • 2018. 2 インターンシップ生Thiさんが研究室で体験入学をされました
  • 2018. 1 あけましておめでとうございます!昨年は全くアップしませんでした(2017年分今やってます)。今年はもう少しアップするぞ
  • 2017.12 横浜理研より蓑田アキ先生が訪問され、セミナーをしていただきました
  • 2017.11 群馬大学より柴田敦史先生が訪問され、セミナーをしていただきました
  • 2017.11 浅井さんがラボに加わりました
  • 2017. 8 2名の体験入学生と2名の夏の実習生が訪問しました
  • 2017. 6 新学術領域「植物の生命力を支える多能性幹細胞の基盤原理」が採択され、参画させていただくことになりました!
  • 2017. 4 総研大生として熊崎さんが新メンバーに加わりました
  • 2017. 2 山口県立宇部高等学校のSSH事業に参加させていただきました
  • 2016. 9 体験入学生が訪問しました
  • 2016. 8 大学生のための夏の実習があり4名が研究室生活を体験しました!
  • 2016. 4 新学術領域 染色体OSの公募班に採択されました!しっかりがんばります!
  • 2016. 3 上川さんが基生研若手研究者支援研究費助成対象者として表彰されました!
  • 2015. 2 ラボスタート!

Events & Conferences

  • 2019. 12 分子生物学会(福岡)
  • 2019. 9 CSHL meeting on Eukaryotic DNA Replication and Genome Maintenance(USA)
  • 2019. 6 細胞生物学会大会(神戸)
  • 2018. 11 分子生物学会(横浜)
  • 2018. 9 EMBO Workshop on DNA replication, chromosome segregation and fate decisions(Greece)
  • 2018. 3 植物生理学会(札幌)
  • 2017. 12 分子生物学会(ConBio)(神戸)
  • 2017. 5 発生学会(東京)
  • 2016. 11 分子生物学会(横浜)
  • 2016. 11 3R meeting (松江)
  • 2016. 7 内藤コンファレンス「がんの多様性・可塑性と治療抵抗性」(札幌)
  • 2016.5 発生学会(熊本)
  • 2016.5 東京にて大学院説明会
Contact & Recruitment

〒444-8585
愛知県岡崎市明大寺町38
基礎生物学研究所
幹細胞生物学研究室

Laboratory of Stem Cell Biology
National Institute for Basic Biology
Nishigonaka 38, Myodaiji, Okazaki, Aichi, Japan, 444-8585

E-mail: ttsubo<at>nibb.ac.jp

歓迎、体験配属!

まだこれから何をしようかわからない(でもちょっと幹細胞生物学研究室に興味があるかもしれない)あなた!

研究生活を体験しに来てください。基礎生物学研究所では年に数回開かれる大学院説明会の他、毎年夏に開催される夏の実習、体験入学など実際に研究室に所属する前に「お試し」できる制度が整っています。幹細胞生物学研究室では通常8月下旬に1-2週間程度の体験実習を行います。また、1−3月の実習も歓迎します。興味があれば是非ご連絡ください!

For those looking for internship opportunities within our lab

We generally accept students on the NIBB internship program for maximum 1-2 weeks. The best time for us is between Jan-July, but will try our best to find the best timing for both sides. Please contact us before application to avoid disappointment. We had candidates who could not join us for not being able to coordinate after acception to the program.
            

本気で研究者になりたいあなた!

歓迎です、一度ご連絡ください!研究室では2019年6月現在NIBBフェローを募集しています。研究所雇用の3年のポジションで、将来が期待される博士取得後10年以内の方が対象です。まずはご連絡下さい!

岡崎市は若い家族にとても住みよい町として知られています。きれいな図書館や総合運動公園など施設が充実しており国内でも指折りの大きさであるイオンモールがあります!
名古屋まで電車で30分程度ですが物価・家賃も比較的安く、春はさくら、夏は花火が有名で近隣から大勢の人が押しかけます!自然科学研究機構には隣接した保育園もあります!

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