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池田（向井）有理 准教授
タンパク质の
美しい
秩序を
解明したい。
电気电子生命学科 生命理工学専攻 生命情报科学研究室 池田（向井）有理 准教授
まるでひとりの人間が一生の間にさまざまな場所で多くの人と出会い、影響を受けながら成長していく過程のように、タンパク質が細胞内のどのような場所でどのような修飾を受け成熟していくのか。そのような視点でタンパク質を研究する电気电子生命学科?生命理工学専攻?生命情报科学研究室の池田有理先生。ここでは、自身の研究領域に至った経緯と、その魅力についてお話しいただきました。
好きなことが、自らの道をつくる。
生き物と音楽と鉄道。物心ついた时から、私はこれらに梦中でした。テレビで聴いた电子音楽に衝撃を受けて习い始めたエレクトーンは、指导资格を取るまで続けました。「鉄オタ」なんて言叶もない时代から、特急や寝台列车を追いかけてターミナル駅を渡り歩き撮影していました。鉄道のシールや模型もたくさん集めました。わけても、生き物にはいつも心を夺われていました。両亲が言うには、公园で蚁の巣を见つけたら、朝から晩まで眺めているような「少年」だったと。小学校の远足で遗跡に访れるも、道端に见つけた小动物の骨にすっかり兴味が移り、みんなとはぐれてしまうようなことも。幼い顷から好きなことをとことん突き詰める性格だったのかもしれません。
生态学者だった父の影响もあり、顕微镜を覗かせてもらったり、标本を见せてもらったりして、私も将来はこういう研究をしたいと思ったことを、今でも覚えています。大学と大学院で生物学と物理学?化学の复合分野において学びを深める中で、私のライフワークとなるタンパク质と出会いました。
タンパク质の美しさに惹かれて。
学生時代の研究室ではタンパク质の構造形成機構を研究しました。それ以来、私の主たる研究対象は生体内の分子機械ともいわれる「タンパク質」がベースとなっています。タンパク質は幾何学的で本当に美しく、鳥肌が立つほど感動したことを覚えています。アミノ酸の連なりでできているタンパク质の多くは、それだけで働くものではなく、細胞内の最終目的地に向かって決められた経路をたどり、その過程でさまざまな酵素から分子修飾を受け成熟することにより、はじめてその機能を発揮します。例えるなら、私たちが過ごしてきたそのときどきの環境の中で出会うべき人に出会い、有形無形のギフトを受け取りながら大人になっていくような感じでしょうか。その分子同士の相互作用がとてもロマンティックで、タンパク質を中心とした分子生物学の世界にどんどん惹かれていきました。
現在、私の研究室ではバイオインフォマティクスや遺伝子工学?分子生物学実験などの手法を用いて、タンパク质の構造や機能の機構解明および医療創薬分野での活用を目指しています。最近では、クラゲを対象とした生態学研究や機能性タンパク质の発見にも取り組み、日々研究に励んでいます。
学生との相互作用が、私の研究を深化させる。
私はコンピュータを使ったバイオインフォマティクス解析と実験的な実証の両輪で研究を進めています。バイオインフォマティクス解析では、タンパク质のアミノ酸配列や立体構造の情報を用いた計算を行っています。それと同時に、クラゲなどの生体試料や培養細胞を使った分子生物学実験を行っています。コンピュータの世界も無限の広がりを感じて興味深いのですが、実際に生き物や生きた細胞を観察する楽しさは格別です。私は初めて共焦点レーザー顕微鏡をのぞいた日、あまりの美しさにのめり込み過ぎて、日付が変わっても外が雪になっていても全く気づかず、観察を続けてしまったほどです。
教育者のひとりとしての私は、出会ったタンパク质に分子を修饰する酵素のように、学生たちを待ち构えて修饰をする立场にあるかもしれません。ところが実际には、私の方が学生たちから日々多くの影响を受け、成长を助けてもらっているような気もしています。若返りをするといわれているベニクラゲの研究を始めたのも、研究室の学生のアイデアがきっかけでした。学生たちの多様な悩みを共有してもらう中で思うところがあり、临床心理学分野の社会人大学生?大学院生も経験しましたが、それがまた私自身の新たな个性になりました。さまざまな学生と向き合い続ける过程で、学生たちとの相互作用にこそ大学での研究の醍醐味があるのだ、ということに気づきました。自由阔达に意见を交换して影响を与え合い、人と人とのつながりをエネルギーにしていきたい。「大学の研究室は重要な修饰のステージだった」といつか卒业生に振り返ってもらえたら嬉しいなと。そんな思いを大切にしながら、これからも学生たちとともに未知の世界への旅を続けていきたいです。
私が幼稚园の年长のときに作った、おたまじゃくしの観察日记です。足が生えそろうと尻尾が消えていくのはなぜだろう。観察する中でとても気になったことを覚えています。この顷から生物の変态に惹かれ、いまにつながっているのかもしれません。
染色したタンパク质が细胞の中で明るく光っている
研究では様々な実験器具や薬品を取り扱う
人工的に培养したヒトのがん细胞
日々学生とともに研究を进めている
幼い顷から生き物に兴味があり今の研究につながっている
スタッフについて
电気电子生命学科 生命理工学専攻 生命情报科学研究室池田（向井）有理准教授
2000年北海道大学大学院薬学研究科修了。博士（薬学）。2007年明治大学理工学部に専任講師として着任。2013年より現職。生命情报科学研究室にて、タンパク质の構造や機能の機構解明および活用を目指し研究を行っている。
研究内容
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膜タンパク质の細胞内局在機構の解明
细胞内局在予测が特に难しい膜贯通タンパク质に特化し、膜贯通领域のアミノ酸配列を用いたバイオインフォマティクス解析から、细胞内局在化のルール抽出や予测法の开発を行っている。また、局在化ルールや予测法の精度を実験的に検証するために、膜贯通领域のアミノ酸配列を蛍光タンパク质に导入してヒト培养细胞に発现させ、蛍光顕微镜で细胞内局在性の确认を行っている。
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机能性ペプチドの分子机构の解明
バイオインフォマティクスの手法により、現在ゲノム配列が明らかにされている全生物種のタンパク质の中から、血圧降下?脂質代謝?炎症修復などの生理活性を引き起こすペプチドを見出している。また、これらのペプチドのヒト培養細胞内での発現や、ヒト培養細胞への直接作用を行う分子生物学実験により、生理活性の分子メカニズムの解明を目指している。
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ベニクラゲの生态学的?生理学的研究
若返りをする生物とされているニホンベニクラゲから、機能性タンパク質を発見する研究を行っている。ニホンベニクラゲの成熟個体やポリプ幼体をさまざまな条件で飼育し、若返り誘導に必要な要因を探し出すことに成功した。また、クラゲ類の体液中に含まれるタンパク质の中からプログラム細胞死や細胞分化を誘導する因子を探し、ヒトの細胞に応用する研究を行っている。
主要な业绩
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2018.10 論文 / 共著Signal-anchor sequences are an essential factor for the Golgi-plasma membrane localization of type II membrane proteins
Biosci. Biotech. Biochem., 82, 10, 1708-1714. -
2018.01 論文 / 共著ニホンベニクラゲ（ヒドロ虫纲，花クラゲ目）『若返り』现象の诱导
日本生物地理学会会报, 72, 266-270. -
2016.10 論文 / 単著Secondary structure of GPI attachment signal region monitored by circular dichroism
Chem. Lett., 45, 10, 1153-1155. -
2016.06 論文 / 共著Study of molecular recognition mechanism in protein GPI modification: a bioinformatics analysis of interaction between GPI-anchored proteins and modification enzyme
J. Biomech. Sci. Eng., 11, 15-00361, 1-7. -
2013.03 論文 / 共著Discrimination of mammalian GPI-anchored proteins by their hydropathy and amino acid propensities,
Biosci. Biotech. Biochem., 77, 3, 526-533.