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、 ヒトBリンパ細胞に多能性が誘導される過程を調べてきた。この中で、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
安井 尚美

Research Technician

  • 愛知県出身
  • 2015. 6~ 現職
Publication
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Selected publications

  1. Tsubouchi, T. and Fisher A.G. (2013). Reprogramming and the Pluripotent Stem Cell Cycle. Curr. Top. Dev. Biol. 104, 223-241.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. Tsubouchi, T. and Roeder, G.S. (2005). A Synaptonemal Complex Protein Promotes Homology-Independent Centromere Coupling. Science 308, 870-873.
News & Events

News

  • 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 上川さん英国サセックス大学へ出張(いっぱい教わってきてください)
  • 2016. 3 基礎生物学研究所 オープンキャンパスが開催されました
  • 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!
  • 2016. 2 英国サセックス大学よりHelfrid Hochegger先生が来られ共同研究について話し合いました
  • 2015.11 東京にて大学院説明会がありました
  • 2015.11 遺伝研より鐘巻将人先生が訪問され、セミナーをしていただきました
  • 2015.10 京都大学iPS研究所より山田泰弘先生が訪問され、セミナーをしていただきました
  • 2015. 8 大学生のための夏の実習があり3名が研究室生活を体験しました!
  • 2015. 8 淡路で開かれたInternational Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Functionに坪内と上川が参加しました
  • 2015. 8 上川さんがアメリカより帰国、ラボに加わりました!
  • 2015. 6 安井さんがラボに加わりました!
  • 2015. 2 ラボスタート!

Events & Conferences

  • 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。興味があれば是非ご連絡ください!

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!

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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