細胞極性統御研究チーム|理化学研究所 生命機能科学研究センター(BDR)

細胞極性統御研究チーム

チームリーダー

岡田 康志M.D., Ph.D.

  • 拠点:大阪/生命システム研究棟
  • E-mail:y.okada[at]riken.jp[at]を@に変えてください

生命現象の現場を分子レベルで直接見る

研究内容

近年の分子生物学と構造生物学の進歩は著しく、CG を駆使した美麗なイラストや動画を目にする機会も増えました。しかし、「生命とは何か?」には、まだ答えられません。私たちは、想像図ではなく、生きた細胞の中で生命現象の現場を分子レベルで直接見ることで「生命とは何か?」を理解したいと考え、そのための技術開発とそれを利用した計測に並行して取り組んでいます。具体的な研究対象としては、キネシンなどの分子モーターによる細胞内輸送を中心に、シグナル伝達分子の核輸送から遺伝子発現調節まで、細胞の中での輸送・動きを一分子レベルで直接イメージングすることで解析しています。

たとえば、分子モーターによる細胞内の物質輸送は、文字通り細胞の生命線で、速く正確に届けることが出来なくなることで様々な疾病を引き起こすことが知られています。しかし、細胞の中で分子モーターが迷うことなく目的地へと荷物を届ける「細胞内のカーナビ」については全く判っていません。我々は、最先端のイメージング技術で「細胞内の宅配便」を直接観察することで、この問題に取り組んでいます。

軸索輸送の蛍光ライブセルイメージ

ライブセルイメージングのために独自開発した高速超解像顕微鏡SDSRM

SDSRMで観察したERの3次元超解像ライブ像

研究テーマ

  • 細胞内物質輸送およびその制御の分子機構解明
  • 1分子計測および超解像イメージングのための顕微鏡・プローブ開発
  • 1分子計測および超解像イメージングによる生命現象の可視化

主要論文

  • Fujioka Y, Alam JM, Noshiro D, et al.
    Phase separation organizes the site of autophagosome formation.
    Nature (2020) doi: 10.1038/s41586-020-1977-6
  • Wang C, Taki M, Sato Y, et al.
    A photostable fluorescent marker for the superresolution live imaging of the dynamic structure of the mitochondrial cristae.
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (2019) doi: 10.1073/pnas.1905924116
  • Kono K, Yoshiura S, Fujita I, et al.
    Reconstruction of Par-dependent polarity in apolar cells reveals a dynamic process of cortical polarization.
    eLife 8. e45559 (2019) doi: 10.7554/eLife.45559.001
  • Hayashi K, Tsuchizawa Y, Iwaki M, and Okada Y
    Application of the fluctuation theorem for noninvasive force measurement in living neuronal axons.
    Molecular Biology of the Cell (2018) doi: 10.1091/mbc.E18-01-0022
  • Shima T, Morikawa M, Kaneshiro J, et al.
    Kinesin-binding-triggered conformation switching of microtubules contributes to polarized transport.
    The Journal of cell biology 217(12). 4164-4183 (2018) doi: 10.1083/jcb.201711178
  • Shigematsu H, Imasaki T, Doki C, et al.
    Structural insight into microtubule stabilization and kinesin inhibition by Tau-family MAPs.
    The Journal of Cell Biology (2018) doi: 10.1083/jcb.201711182
  • Grzybowski M, Taki M, Senda K, et al.
    A Highly Photostable Near‐infrared Labeling Agent Based on a Phospha‐rhodamine for Long‐term and Deep Imaging
    Angewandte Chemie International Edition 2018 doi:10.1002/anie.201804731
  • Takai A, Nakano M, Saito K, et al.
    Expanded palette of Nano-lanterns for real-time multicolor luminescence imaging.
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112(14). 4352-4356 (2015) doi: 10.1073/pnas.1418468112
  • Hayashi S, Okada Y.
    Ultrafast superresolution fluorescence imaging with spinning disk confocal microscope optics.
    Molecular Biology Of The Cell 26(9). 1743-1751 (2015) doi: 10.1091/mbc.E14-08-1287
  • Okada Y, Nakagawa S.
    Super-resolution imaging of nuclear bodies by STED microscopy.
    Methods in Molecular Biology 1262. 21-35 (2015) doi: 10.1007/978-1-4939-2253-6_2
  • Uno S, Kamiya M, Yoshihara T, et al.
    A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging.
    Nature Chemistry 6(8). 681-689 (2014) doi: 10.1038/nchem.2002
  • Yajima H, Ogura T, Nitta R, et al.
    Conformational changes in tubulin in GMPCPP and GDP-taxol microtubules observed by cryoelectron microscopy.
    Journal Of Cell Biology 198(3). 315-322 (2012) doi: 10.1083/jcb.201201161
  • Hirokawa N, Tanaka Y, Okada Y.
    Cilia, KIF3 molecular motor and nodal flow.
    Current Opinion In Cell Biology 24(1). 31-39 (2012) doi: 10.1016/j.ceb.2012.01.002
  • Nakata T, Niwa S, Okada Y, et al.
    Preferential binding of a kinesin-1 motor to GTP-tubulin-rich microtubules underlies polarized vesicle transport.
    Journal Of Cell Biology 194(2). 245-255 (2011) doi: 10.1083/jcb.201104034
  • Hirokawa N, Nitta R, Okada Y.
    The mechanisms of kinesin motor motility: lessons from the monomeric motor KIF1A.
    Nature Reviews Molecular Cell Biology 10(12). 877-884 (2009) doi: 10.1038/nrm2807

業績一覧