スタッフ

北村 朗准教授 (KITAMURA Akira)

研究室
細胞分子機能科学研究室
研究テーマ
革新的蛍光計測法を用いた細胞内プロテオスタシス維持機構の解明
研究キーワード

タンパク質恒常性、プロテオスタシス、タンパク質フォールディングと細胞内品質管理機構、分子シャペロン、タンパク質凝集、神経変性疾患、ALS、線虫、細胞生物学、生物物理学、生体分子間相互作用解析、蛋白質科学、蛍光相関分光法

研究内容

タンパク質は、ポリペプチド鎖が折り畳む（フォールディングする）ことで機能的な構造を獲得するが、きわめてたくさんの分子が混みあった状態にある細胞内においては、 正しくフォールディングする過程をたどれないことが多いと考えられている。このような問題を回避するため、細胞内はタンパク質のフォールディングを介助するための分子シャペロンと呼ばれる一群のタンパク質が存在する。 さらに、フォールディングに失敗したり使い古されたタンパク質は、ユビキチン・プロテアソーム経路やオートファジー・リソソーム経路といったタンパク質分解経路に送られ、アミノ酸レベルに分解されることが知られている。 このように細胞内にはタンパク質を生みだすだけでなく、壊すまでの一連の機構が存在しており、タンパク質品質管理機構と呼ばれている。これはす細胞内のタンパク質恒常性（プロテオスタシス）の維持に重要かつ主要な機構である。一方、ポリグルタミン病、筋委縮性側索硬化症（ALS）、 アルツハイマー病、プリオン病といった神経変性疾患の原因として、タンパク質のミスフォールディングを伴う凝集体と神経細胞毒性の関係が注目されているが、このような凝集体形成と除去には、 タンパク質品質管理機構との密接なかかわりがある。このためプロテオスタシスは、神経細胞に対する毒性の抑制にも関与していると考えられている。

タンパク質の凝集体形成と凝集体形成に対する分子シャペロンおよびタンパク質分解経路の関与
蛍光相関分光法(FCS)、FRET、蛍光寿命イメージング顕微鏡、光活性化型蛍光タンパク質イメージングなど各種生細胞蛍光イメージング手法を駆使して、細胞内におけるタンパク質の凝集体形成と脱凝集過程を解析している。 また、分子シャペロンや分解経路の機能解析には、伝統的な研究手法である分子細胞生物学、生化学、蛋白質科学などの手法も適時組み合わせることで、多角的な解析を行っている。 さらに、凝集体がどのような分子量を持ち、コンフォメーションにあるときに毒性を発揮しやすいのかという解析から、タンパク質凝集体と細胞毒性の関連について解明したいと考えている。哺乳類培養細胞系に加えて線虫を用いた解析も行っている。

革新的蛍光計測技術を用いた細胞生物学的問題解明へのアプローチ
細胞内で多量体化することで下流にシグナルを伝えるタンパク質複合体の形成や解離を、拡散計測・FRET・動的消光解析といった極めてユニークな生物物理学的手法から切り込むことで、時間的・空間的にも詳細でありかつ新規の細胞機能を発見したい。

担当学部・大学院

メッセージ

細胞内分子を可視化し、生物物理学的な計測を行うことから、プロテオスタシス維持など細胞がもつ複雑かつ巧妙な機能・機構を解明する楽しさを共有してみたい方は、一緒に研究をやりましょう。また神経変性疾患の原因解明に意欲的な方も歓迎します。

代表的な研究業績

北大研究者総覧参照

備考

＜オフィスアワー＞
・訪問受け入れ日時：平日日中で特に制限は設けていないが、事前にメールにて連絡のこと
・居室：次世代棟６階
※下記メールアドレスへ事前連絡の上来室してください。
akita[at]sci.hokudai.ac.jp

所属