チームリーダー
上田泰己 M.D., Ph.D.

合成生物学研究チーム

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分子から個体まで〜睡眠の謎を解き明かす

生命科学研究は還元論的アプローチから、生命の部品を組み合わせて生命現象を再現・設計する構成論的アプローチへパラダイムシフトが起こりつつあります。合成生物学が新しい生命科学研究の領域として認識されつつある一方で、遺伝子やタンパク質などの生命の部品を調整・設計・制御し、生命を創るための技術は十分確立されていません。当グループでは、このような状況を鑑み、概日時計や睡眠現象をモデル系として生命システムの制御および設計の先見的な実現例を示すとともに、合成生物学の基盤テクノロジーを開発することを目指します。

研究テーマ

タンパク質動態の解析に基づいたタンパク質活性制御化合物および新規機能タンパク質の設計
概日時計をモデルとしたタンパク質複合体の設計
遺伝子ネットワーク改変技術の開発
生命機能のデザインと構築に向けた新規遺伝子合成システムの開発
1細胞レベルでのタンパク質ネットワークの構築および動態測定

主要論文

Susaki EA, Shimizu C, Kuno A, et al.
Versatile whole-organ/body staining and imaging based on electrolyte-gel properties of biological tissues.
Nature Communications 11, 1982 (2020) doi: 10.1038/s41467-020-15906-5

Funano SI, Tone D, Ukai H, et al.
Rapid and easy-to-use ES cell manipulation device with a small groove near culturing wells.
BMC research notes 13(1), 453 (2020) doi: 10.1186/s13104-020-05294-w

Ota N, Kanda GN, Moriguchi H, et al.
A Microfluidic Platform Based on Robust Gas and Liquid Exchange for Long-term Culturing of Explanted Tissues.
Analytical sciences : the international journal of the Japan Society for Analytical Chemistry 35(10), 1141-1147 (2019) doi: 10.2116/analsci.19P099

Matsumoto K, Mitani TT, Horiguchi SA, et al.
Advanced CUBIC tissue clearing for whole-organ cell profiling.
Nature Protocols 14, 3506-3537 (2019) doi: 10.1038/s41596-019-0240-9

Niwa Y, Kanda GN, Yamada RG, et al.
Muscarinic Acetylcholine Receptors Chrm1 and Chrm3 Are Essential for REM Sleep.
Cell reports 24(9), 2231-2247 (2018) doi: 10.1016/j.celrep.2018.07.082

Tainaka K, Murakami TC, Susaki EA, et al.
Chemical Landscape for Tissue Clearing Based on Hydrophilic Reagents.
Cell reports 24(8), 2196-2210 (2018) doi: 10.1016/j.celrep.2018.07.056

Ukai H, Kiyonari H, Ueda HR.
Production of knock-in mice in a single generation from embryonic stem cells.
Nature Protocol 12, 2513-2530 (2017) doi: 10.1038/nprot.2017.110

Shinohara Y, Koyama YM, Ukai-Tadenuma M et al.
Temperature-Sensitive Substrate and Product Binding Underlie Temperature-Compensated Phosphorylation in the Clock.
Molecular Cell 67, 783-798 (2017) doi: 10.1016/j.molcel.2017.08.009

Kubota SI, Takahashi K, et al.
Whole-Body Profiling of Cancer Metastasis with Single-Cell Resolution.
Cell Reports 20, 236-250 (2017) doi: 10.1016/j.celrep.2017.06.010

Ode KL, Ukai H, Susaki EA, et al.
Knockout-rescue embryonic stem cell-derived mouse reveals circadian-period control by quality and quantity of CRY1.
Molecular Cell 65, 176-190 (2017) doi: 10.1016/j.molcel.2016.11.022

Narumi R, Shimizu Y, et al.
Mass spectrometry-based absolute quantification reveals rhythmic variation of mouse circadian clock proteins.
Proceedings National Academy of Sciences of the United States of America 133, E3461-E3467 (2016) doi: 10.1073/pnas.1603799113

Tatsuki F, Sunagawa GA, Shi S, et al.
Involvement of Ca2+-Dependent Hyperpolarization in Sleep Duration in Mammals.
Neuron 90(1), 70-85 (2016) doi: 10.1016/j.neuron.2016.02.032

Sunagawa GA.
Mammalian Reverse Genetics without Crossing Reveals Nr3a as a Short-Sleeper Gene.
Cell Reports 14(3), 662-677 (2016) doi: 10.1016/j.celrep.2015.12.052

Susaki EA, Tainaka K, Perrin D, et al.
Advanced CUBIC protocols for whole-brain and whole-body clearing and imaging.
Nature Protocol 10(11), 1709-1727 (2015) doi: 10.1038/nprot.2015.085

Tainaka K, Kubota SI, Suyama TQ, et al.
Whole-Body Imaging with Single-Cell Resolution by Tissue Decolorization.
Cell 159(4), 911-924 (2014) doi: 10.1016/j.cell.2014.10.034

Susaki EA, Tainaka K, Perrin D, et al.
Whole-Brain Imaging with Single-Cell Resolution Using Chemical Cocktails and Computational Analysis.
Cell 157(3), 726-739 (2014) doi: 10.1016/j.cell.2014.03.042