再構成生物学研究ユニット|理化学研究所 生命機能科学研究センター(BDR)

再構成生物学研究ユニット

ユニットリーダー

戎家 美紀Ph.D.

  • 拠点:神戸/発生・再生研究棟
  • E-mail:miki.ebisuya[at]riken.jp[at]を@に変えてください

発生現象を人工的に再構成することで、そのしくみを理解する

研究内容

私達は、多細胞生物の発生のしくみを、作る(再構成する)ことで理解しようとしています。実際に作ってみることで、現在の理解がどれほど正しいか検証し、さらにはそこから予想外の発見をしたい、という動機です。発生過程における重要原理としては、自発的な細胞分化、時空間のパターン形成、組織の変形などが挙げられます。そこで私達はこれらの原理の再構成を順次試みており、これまでに自発的な細胞分化の再構成に成功しました。具体的には、Delta-Notch シグナルの側方抑制機構を模した人工遺伝子回路を哺乳類培養細胞上に作製したところ、元は同じ種類の細胞がひとりでに別の種類の細胞に分かれていく様子が観察できました(Matsuda et al, Nat Commun 2015)。現在は、反応拡散機構によるパターン形成、細胞間の同調振動現象、組織の三次元的な変形などの再構成に取り組んでいます。また、再構成した実験系ではパラメーターの測定や制御が容易という利点を活かして、発生原理の定量的な理解にも取り組んでいます。

人工遺伝子回路を持った2つの娘細胞が赤と緑に分かれていく様子(Matsuda et al, Nat Commun 2015 より改変)

赤と緑の入り混じったパターンを示す細胞コロニー(左:人工遺伝子回路を持つ細胞、右:シミュレーション)

研究テーマ

  • 自発的な細胞分化の再構成
  • 細胞パターンの再構成
  • 同調振動の再構成
  • 組織の変形の再構成

主要論文

  • Matsuda M, Koga M, Woltjen K, et al.
    Synthetic lateral inhibition governs cell-type bifurcation with robust ratios.
    Nature Communications 6. 6195 (2015) doi: 10.1038/ncomms7195
  • Imajo M, Ebisuya M, Nishida E.
    Dual role of YAP and TAZ in renewal of the intestinal epithelium.
    Nature Cell Biology 17(1). 7-19 (2015) doi: 10.1038/ncb3084
  • Koga M, Matsuda M, Kawamura T, et al.
    Foxd1 is a mediator and indicator of the cell reprogramming process.
    Nature Communications 5. 3197 (2014) doi: 10.1038/ncomms4197
  • Takashima S, Hirose M, Ogonuki N, et al.
    Regulation of pluripotency in male germline stem cells by Dmrt1.
    Genes and Development 27(18). 1949-1958 (2013) doi: 10.1101/gad.220194.113
  • Matsuda M, Koga M, Nishida E, Ebisuya M.
    Synthetic Signal Propagation Through Direct Cell-Cell Interaction.
    Science Signaling 5(220). ra31 (2012) doi: 10.1126/scisignal.2002764
  • Matsumura S, Hamasaki M, Yamamoto T, et al.
    ABL1 regulates spindle orientation in adherent cells and mammalian skin.
    Nature Communications 3. 626 (2012) doi: 10.1038/ncomms1634
  • Sunadome K, Yamamoto T, Ebisuya M, et al.
    ERK5 Regulates Muscle Cell Fusion through Klf Transcription Factors.
    Developmental Cell 20(2). 192-205 (2011) doi: 10.1016/j.devcel.2010.12.005
  • Mitsushima M, Aoki K, Ebisuya M, et al.
    Revolving movement of a dynamic cluster of actin filaments during mitosis.
    Journal Of Cell Biology 191(3). 453-462 (2010) doi: 10.1083/jcb.201007136
  • Ebisuya M, Yamamoto T, Nakajima M, Nishida E.
    Ripples from neighbouring transcription.
    Nature Cell Biology 10(9). 1106-1113 (2008) doi: 10.1038/ncb1771
  • Yamamoto T, Ebisuya M, Ashida F, et al.
    Continuous ERK activation downregulates anti proliferative genes throughout G1 phase to allow cell-cycle progression.
    Current Biology 16(12). 1171-1182 (2006) doi: 10.1016/j.cub.2006.04.044

研究者 Q & A

Q研究の道を選んだきっかけは何ですか?

理科は世界の秘密を知れるようで昔から好きだった。今は研究のプロセス自体も好き。

Q研究をする上での方針や哲学、座右の銘は何ですか?

最低週に一回は集中して考える時間を。積極的に変化を求める。

Q研究以外の興味や趣味はありますか?

英語のオーディオブックを聞く(普段なら読まない本に出会えるし、英語の勉強にもなっておトク)。