東北大学 大学院生命科学研究科からのお知らせを掲載しています。 https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 東北大学 大学院生命科学研究科 2026-04-02T11:00:00+09:00

【発表のポイント】 発光魚キンメモドキの高品質な全ゲノムを、最新のロングリードシーケンス技術（注１）を用いて世界で初めて解読しました。 全ゲノム解析の結果、発光に不可欠な酵素「ルシフェラーゼ（注２）」の遺伝子が存在しないことが明らかになりました。すなわち、餌から取込んだタンパク質をそのまま利用する「盗タンパク質 （kleptoprotein）（注３）」という特異な現象が、 ゲノムレベルで初めて実証されました。   【概要】   生物の持つ様々な機能は、通常、自身のゲノムに書き込まれた遺伝子によって制御されています。研究チームは、発光魚の一種であるキンメモドキが、餌であるウミホタル類から発光酵素「ルシフェラーゼ」を取り込み、自らの発光に利用しているという「盗タンパク質現象」を以前に発見していました。しかし、本種のゲノムに発光酵素の遺伝子が本当に存在しないのかは不明でした。 　今回、東北大学学際科学フロンティア研究所（大学院生命科学研究科兼担）の別所-上原学助教らの研究チームは、最新のロングリードシーケンス技術を用いてキンメモドキのゲノムを解読しました。全ゲノム情報を徹底的に解析した結果、キンメモドキのゲノムの中に、ウミホタル類のルシフェラーゼ遺伝子がないことが明らかとなりました。 　この結果は、キンメモドキが「盗タンパク質」という極めて珍しい戦略をとっていることを決定づけるものです。本成果は、生物が遺伝情報の書き換えを伴わずに新しい機能を獲得するという、進化の多様性を示す重要な発見です。 　今後、本ゲノム情報を基盤として、タンパク質の機能を保ったまま消化せずに経口で取込むというメカニズムの解明が進むと期待されます。この成果は将来的に、経口バイオ医薬など医療分野への応用も見据えられています。 本成果は、2026年4月1日に科学誌Scientific Reportsにされました。   図. 発光の様子。薄暗い環境で水槽の下から見上げると、腹側が青色に発光する様子が観察できる。この発光に使われる酵素や化学分子は、キンメモドキ自身は作ること（生合成）ができず、エサであるウミホタルの一種（Cypridina noctiluca）から摂食により取り込んでいることが明らかとなった。写真: 国営沖縄記念公園（海洋博公園）：沖縄美ら海水族館。   【用語説明】 注1.    ロングリードシーケンス技術 DNAの塩基配列を一度に長く、正確に読み取る最先端の解析手法。本研究ではPacBio HiFiリードを用い、精度の高いゲノム構築を実現した。 注2.    ルシフェラーゼ 生物が光を放つ化学反応を引き起こす「発光酵素」。 注3.    盗タンパク質（kleptoprotein） 獲物から機能を持ったタンパク質を取り込み、消化せずにそのまま自分の機能として利用する生物学的な現象。現在、キンメモドキでのみ確認されている。   【論文情報】 タイトル：Absence of the luciferase gene in the genome of the kleptoprotein bioluminescent fish Parapriacanthus ransonneti 著者：別所-上原学*、山口勝司、小枝圭太、松崎章平、前田太郎、重信秀治 *責任著者：東北大学学際科学フロンティア研究所　（兼　大学院生命科学研究科）助教　別所-上原学 掲載誌：Scientific Reports DOI：10.1038/s41598-026-43942-6 URL：https://doi.org/10.1038/s41598-026-43942-6     詳細（プレスリリース本文）   関連リンク 東北大学 東北大学学際科学フロンティア研究所       【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学 学際科学フロンティア研究所 助教　別所-上原 学（べっしょ-うえはら まなぶ） TEL: 022-795-5581 Email: manabu.bessho.a3(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学 学際科学フロンティア研究所 企画部　特任准教授　波田野 悠夏（はたの ゆか） TEL: 022-795-5754 Email: yuka.hatano.c4(at)tohoku.ac.jp     東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-04-01T11:00:00+09:00

発表のポイント ストラセリオリドは抗マラリア活性を有する新規マクロリド天然物であり、合成的にチャレンジングな18員環構造を有しています。 今回、ニッケル触媒を用いたカップリング反応を駆使してストラセリオリドAの効率的な化学合成に成功しました。 本研究は、ストラセリオリド類縁体の合成や構造活性相関研究につながる重要な成果であり、新規医薬品の開発への貢献が期待できます。   概要   　マラリアは、1年間で約2億5千万人が感染し、年間の死亡者数は約62万人と推定されている深刻な感染症です。現在のマラリア治療法として、多剤を組み合わせる方法が最も一般的です。しかし、マラリア治療薬に対する薬剤耐性の発生が近年深刻な問題となりつつあります。したがって、新しい作用機序を有する有効な低分子薬の開発が強く求められています。この様な背景の中、最近新規マクロリド（注１）であるストラセリオリドA–Dが発見されました。これら天然物は、強力な抗マラリア活性を有しており、次世代の抗マラリア薬開発の出発点となるリード化合物（注２）として期待が持たれています。 　東北大学大学院生命科学研究科の梅原厚志助教、佐々木誠教授は、ニッケル触媒を用いたカップリング反応を駆使した収束的（注３）な合成戦略によりストラセリオリドAの全合成（注４）に成功しました。既存の合成法よりも約４倍となる高い効率性（総収率4.3%）で全合成を実現しています。本研究は、ストラセリオリド類縁体の合成や構造活性相関研究につながる重要な成果であり、新規医薬品の開発への貢献が期待できます。 　本成果はアメリカ化学会誌The Journal of Organic Chemistryに3月26日付で掲載されました。       図. 2つ目の合成アプローチ       【用語説明】 注1.    マクロリド：マクロリドは、大きな環状構造を有することが特徴であり、主に細菌感染症の治療等に用いられる有用な有機化合物群である。代表的な薬剤として、エリスロマイシンやクラリスロマイシンなどがある。 注2.    リード化合物: 医薬品開発の出発点となる新薬候補化合物のこと。天然物は、構造および生物活性の多様性が高く、有用なリード化合物となる。 注3.    収束的: 合成経路を設計する方法には、１つの出発原料から直線的に経路をたどって目的物を得る「直線型合成」（linear synthesis；リニア合成）と、複数の出発原料から複数の中間体をそれぞれ合成し、適当な段階でこれら中間体を結合させて目的物を得る「収束型合成」（convergent synthesis；コンバージェント合成または並列型合成）がある。複雑な構造を持つ巨大分子を合成する場合には、総収率などの点で収束型合成が圧倒的に有利である。 注4.    全合成：天然物を適切にデザインした合成経路を経て人工化学合成すること。多段階の精密有機合成反応を駆使して達成される。     【論文情報】 タイトル：Total Synthesis of Antimalarial Macrolide Strasseriolide A by Ni/Zr-Mediated Reductive Ketone Coupling 著者：梅原厚志*、川北皓平、佐々木誠 *責任著者：東北大学大学院生命科学研究科　助教　梅原厚志  掲載誌：The Journal of Organic Chemistry  DOI：10.1021/acs.joc.6c00278 URL：https://doi.org/10.1021/acs.joc.6c00278     詳細（プレスリリース本文）     関連リンク 東北大学     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科 助教　梅原厚志 TEL: 022-217-6214 Email: atsushi.umehara.e3(at)tohoku.ac.jp http://sasaki-umehara-lab.moon.bindcloud.jp/   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋さやか TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp   東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています  

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-03-31T11:00:00+09:00

【発表のポイント】 魚類のヒレを支える骨の一つである「棘条（きょくじょう）」の形成過程の詳細を世界で初めて細胞・分子レベルで解明。 通常の「棘条」は棒状であるが、コバンザメの吸盤やアンコウの釣り竿といった驚くほど多様に変形したものも知られている。 棘条」の形成時には、通常のヒレ骨格で成長をガイドする棒状コラーゲンに依存しないことを、レインボーフィッシュを用いた実験から発見。 カワハギの「トゲトゲの棘条」を観察し、棘条では棒状コラーゲンによる制約が存在しないことが、多様な形へ進化できた鍵である可能性を示唆。   【概要】 　生き物の骨は、どのようにしてこれほど多様な形に進化してきたのでしょうか。東北大学の宮本知英大学院生と田村宏治教授らは大阪大学・JT生命誌研究館・京都大学・岡山大学・鳥取大学と共同で魚類のヒレにある「棘条（きょくじょう）」と呼ばれる骨格に注目し、その進化のメカニズムに迫りました。棘条はコバンザメの吸盤・アンコウの釣り竿などの驚くほど多様なかたちに進化しています。本研究では、棘条を持つ「レインボーフィッシュ」を新たなモデル生物として解析しました。その結果、通常のヒレ骨格の形成には不可欠な棒状コラーゲンが、棘条の形成には使われていないことを発見しました 。さらにカワハギの「トゲトゲの棘条」を観察した結果、棘条では「棒状コラーゲンを用いないという特徴」により成長方向が制限されず、自由で複雑な形への進化が可能であることが示唆されました。 　本研究の成果は、2026年3月25日付で科学誌Nature Communicationsに掲載されました。   図. レインボーフィッシュ（成魚)の骨格: 第一背ヒレの全ての骨と第二背ヒレの一番前の骨が棘条になっており、第二背ヒレの2番目以降の骨が全て軟条になっている。     【論文情報】 タイトル：Actinotrichia-independent developmental mechanisms of spiny rays facilitate the morphological diversification of Acanthomorpha fish fins 著者：宮本知英*、黒田純平、上村了美、笹野泰之、阿部玄武、安齋賢、船山典子、上坂将弘、田村宏治 *責任著者：東北大学生命科学研究科 大学院生 宮本知英 掲載誌：Nature Communications  DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-026-69180-y URL: https://www.nature.com/articles/s41467-026-69180-y     詳細（プレスリリース本文）   関連リンク 東北大学 岡山大学 東北大学　大学院理学研究科   【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学生命科学研究科 動物発生分野 博士課程後期3年　宮本知英 TEL: 022-795-6691 Email: kazuhide.miyamoto.t5(at)dc.tohoku.ac.jp   東北大学生命科学研究科 動物発生分野 教授　田村宏治 TEL: 022-795-3489 Email: tam(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋さやか TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp   東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-03-23T11:00:00+09:00

発表のポイント 脳内で情報伝達を担うシナプスは、さまざまな構造や機能を持つことが知られていますが、ひとつの細胞内でこうした多様性が生じるメカニズムは不明でした。 モデル生物のショウジョウバエを用いて、特定の神経細胞に存在するシナプス構造を高精度に可視化できる技術を開発し、ひとつの神経細胞の中にシナプス構造や機能が異なる区画があることを初めて発見しました。 空腹や睡眠不足といったストレス状態の変化によって、記憶を形成する神経細胞のシナプス構造が再編成されることを発見し、その仕組みを明らかにしました。 概要 　脳は膨大な数のシナプス(注１)を介して情報をやり取りすることで、記憶を形成し行動を制御しています。シナプスにはさまざまな構造や機能がありますが、ひとつの神経細胞の内部でその構造がどれほど多様であり、この違いがどのように決まるのかは、これまでほとんど分かっていませんでした。 　東北大学大学院生命科学研究科の谷本拓教授らの研究グループは、モデル生物のショウジョウバエを用いて、空腹や睡眠不足といった生理的ストレスが神経細胞内の再編成を促し、ヒトのノルアドレナリンに相当するオクトパミン(注２)という神経伝達物質を介して起こる仕組みを明らかにしました（参考文献１）。さらに、特定の神経細胞のシナプスだけを選択的かつ高精度に可視化できる革新的な技術を確立しました。これにより、記憶を司る神経細胞のシナプスは、接続する相手細胞によって構造が区画化されていることを初めて発見しました。 　今回の成果は、「生理的ストレスや内部状態に応じて、神経回路がどのように書き換えられ、行動を変えるのか」という根本的な問いに対し、細胞内の微細構造のレベルから新たなメカニズムを提唱するものです。本成果は、2026年3月18日付で科学誌 eLife に掲載されました。     図1. 各神経細胞種のシナプス密度と個体差。細胞の種類ごとに異なる個体差を持つ。       【用語説明】 注1.    シナプスは神経細胞間で電気信号や化学信号を伝える接続部位で、神経回路の情報伝達を担う。 注2.    オクトパミンは昆虫における神経伝達物質で、哺乳類のノルアドレナリンに相当する働きを持つ。     【論文情報】 タイトル：Profiling presynaptic scaffolds using split-GFP reconstitution reveals cell-type-specific spatial configurations in the fly brain 著者：Hongyang Wu, Yoh Maekawa, Sayaka Eno, Shu Kondo, Nobuhiro Yamagata, Hiromu Tanimoto* *責任著者：東北大学大学院生命科学研究科 教授 谷本 拓 掲載誌：eLife DOI：10.7554/eLife.107663.3 URL：https://elifesciences.org/articles/107663   【参考文献１】 タイトル：Octopamine signaling regulates the intracellular pattern of the presynaptic active zone scaffold within Drosophila mushroom body neurons 著者：Hongyang Wu, Sayaka Eno, Kyoko Jinnai, Yoh Maekawa, Kokoro Saito, Ayako Abe, Darren W Williams, Nobuhiro Yamagata, Shu Kondo, Hiromu Tanimoto* *責任著者：東北大学大学院生命科学研究科 教授 谷本 拓 掲載誌：PLOS Biology DOI：10.1371/journal.pbio.3003449 URL：https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003449     詳細（プレスリリース本文）   関連リンク 東北大学 東北大学大学院理学研究科     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科 教授　谷本 拓（たにもと ひろむ） TEL: 022-217-6223 Email: hiromut(at)m.tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋 さやか（たかはし さやか） TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp   東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています    

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-03-13T11:00:00+09:00

発表のポイント 麻酔や脳震盪によって記憶が部分的に失われることが知られていますが、このとき「忘れる記憶」と「残る記憶」の違いが生まれる仕組みを解明しました。 神経細胞同士をつなぐシナプス内で起こる小さな構造の変化が、記憶の残りやすさを左右することを発見しました。 遺伝子操作によりシナプス構造を人為的に変化させ、麻酔や脳震盪への耐性を高めることで、記憶を安定化させることに成功しました。 概要 　麻酔を受けた時や脳震盪を起こした時、直前の記憶が部分的に失われることがあります。この現象は逆行性健忘（注1）と呼ばれ、約200年前から研究されてきましたが、記憶の一部だけが失われる仕組みは分かっていませんでした。 　東北大学大学院生命科学研究科の谷本拓教授と平松駿研究員らの研究グループは、ショウジョウバエの匂い記憶を逆行性健忘のモデルとして、記憶が部分的に消失する神経細胞内のメカニズムを解析しました。 　記憶の形成には、神経細胞同士をつなぐシナプス（注2）の構造変化が深く関わっています。シナプスの中には、小胞と呼ばれる神経伝達物質を包む微小構造が多数存在し、それらは機能に応じて複数の小胞プール（注3）に分かれています。この微小構造を高精度に可視化する顕微鏡を用いて、麻酔や脳震盪により逆行性健忘を誘導させた個体では、特定の小胞プールが選択的に減少することを発見しました。一方で、その影響を受けない記憶の維持には、別の異なる機能を持つ小胞プールが関与していることが分かりました。 　さらに遺伝子操作によって、これら機能の異なる小胞プールの比率を人為的に変化させることで、麻酔や脳震盪の影響を受けにくい、より安定した記憶をもつハエを作り出すことに成功しました。このことから、シナプス内の微小構造レベルで「忘れる記憶」と「残る記憶」が区別されることが明らかになりました。 　本成果は2026年3月5日付で米国科学アカデミー紀要に掲載されました。     図1. 麻酔や脳外傷によってシナプスで起こる変化。貯蔵プールを構成する分子シナプシンを蛍光標識した。操作により、シナプシンの量が減少した。       【用語説明】 注1.    逆行性健忘：麻酔や脳の外傷などが原因で生じる記憶障害。その原因が起きた時点よりも前の記憶を思い出すことができなくなる。 注2.    シナプス：神経細胞間の情報伝達を担う接続部位。特に化学シナプスでは、シナプス小胞内の神経伝達物質を正確なタイミングで放出することで接続する細胞と交信する。 注3.    小胞プール：神経伝達物質を内包するシナプス小胞の集合。単一のシナプス内に機能の異なる小胞プールが混在する。     【論文情報】 タイトル：Disruption of a Selective Vesicle Pool upon Retrograde Amnesia Dissociates Memory at Presynaptic Terminals 著者：Shun Hiramatsu*, Kaito Kabetani, Shu Kondo, Hiromu Tanimoto* *責任著者：東北大学大学院生命科学研究科 教授 谷本 拓、同 学術研究員 平松 駿 （現: ジョンスホプキンス大学 研究員） 掲載誌：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) DOI：10.1073/pnas.2514875123 URL：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2514875123   詳細（プレスリリース本文）   関連リンク 東北大学 東北大学大学院理学研究科     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科 教授　谷本 拓（たにもと ひろむ） TEL: 022-217-6223 Email: hiromut(at)m.tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋 さやか（たかはし さやか） TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp   東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています    

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-03-12T11:00:00+09:00

発表のポイント 世界最大規模の急性自然毒食中毒、シガテラ中毒の主要原因毒であるカリブ海型シガトキシン（C-CTX）の世界初となる化学合成に成功しました。 C-CTX1の３位異性体の化学合成にも成功し、その３位異性体がC-CTX1よりも３倍ほど毒性が強いことも見出しました。 シガテラ中毒予防のための微量検出法開発に必要な抗体作成を可能にし、さらに標準試料の提供を実現した重要な研究成果です。   概要   　シガテラ中毒は、熱帯・亜熱帯海域の魚類の摂食により発生する世界最大規模の急性自然毒食中毒であり、年間2～6万人の中毒患者の発生が推定されています。その原因毒であるシガトキシン（CTX）類（注１）は、渦鞭毛藻により産生され、食物連鎖を通じて魚類に蓄積される複雑な巨大ポリ環状エーテル天然物（注２）です。近年、カリブ海型シガトキシン（C-CTX）による中毒がヨーロッパでも継続的に発生しています。そのため、その予防対策は世界的に急務の課題となっています。 　東北大学大学院生命科学研究科の佐々木誠教授らのグループは、遷移金属触媒を用いた環化反応やカップリング反応を駆使した収束的（注３）な合成戦略により世界で初めてC-CTX1の全合成（注４）に成功しました。さらに、C-CTX1の3位異性体の化学合成にも成功し、その3位異性体がC-CTX1よりも3倍ほど毒性が強いという驚くべき新発見も見出しました。本成果はシガテラ中毒予防のための純粋な標準試料の供給を初めて実現した重要な成果です。 　本成果はアメリカ化学会誌The Journal of American Chemical Societyに3月9日付で掲載されました。   図1. カリブ海型シガトキシンC-CTX-1 と3位異性体の化学構造     【用語説明】 注1.    シガトキシン類：シガテラ食中毒の主要原因毒であり、単細胞藻類の一種である渦鞭毛藻が生産し、食物連鎖を介して多様な魚類に蓄積される。電位依存性ナトリウムイオンチャネルに結合し、これを活性化することにより、強力な神経毒性を発現する。   注2.    ポリ環状エーテル天然物：多数のエーテル環が梯子状に連なった特異な構造を有する海洋天然物である。その多くが巨大な化学構造と強力な生物活性を有している。   注3.    収束的: 合成経路を設計する方法には、１つの出発原料から直線的に経路をたどって目的物を得る「直線型合成」（linear synthesis；リニア合成）と、複数の出発原料から複数の中間体をそれぞれ合成し、適当な段階でこれら中間体を結合させて目的物を得る「収束型合成」（convergent synthesis；コンバージェント合成または並列型合成）がある。複雑な構造を持つ巨大分子を合成する場合には、総収率などの点で収束型合成が圧倒的に有利である。   注4.    全合成：天然物を適切にデザインした合成経路を経て人工化学合成すること。多段階の精密有機合成反応を駆使して達成される。       【論文情報】  Makoto Sasaki,*  Atsushi Umehara, Kohtaro Sugahara, Masayuki Satake, and Takeshi Tsumuraya. (2026) Convergent Total Synthesis of Caribbean Ciguatoxin C-CTX1 and Its C3-Epimer.  The Journal of American Chemical Society . DOI：10.1021/jacs.6c01247 URL：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c01247     詳細 プレスリリース本文（PDF）   関連リンク 東北大学       【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科 担当　佐々木　誠　（ささき　まこと） TEL： 022-217-6212  Email： masasaki(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 担当　高橋　さやか （たかはし　さやか） TEL： 022-217-6193 Email： lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp   東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています    

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-03-04T11:30:00+09:00

発表のポイント キンカチョウ培養神経細胞および生体キンカチョウ・ジュウシマツにおいて、DREADD法を適用し、さえずり発声に関わる神経回路の活動を薬剤のタイミングで一時的に抑制することに成功しました 鳴禽類のさえずり発声の音響特性を継続的に解析することができる解析プログラムを開発し、DREADDによる神経活動の操作後のさえずり発声への影響を評価しました 操作する脳領域によるさえずり発声への影響の違い、種間での働きの違いを明らかにしました       概要 　神経科学分野において、DREADD （designer receptors exclusively activated by designer drugs）と呼ばれる化学遺伝学的神経活動操作法は、あらかじめターゲットとした脳内の特定の神経細胞のみを人為的に制御する研究手法です。この手法は、マウスやサル等多くの実験動物種では多くの使用実績がありますが、鳴禽類への適用はこれまで成功例がほとんどありませんでした。 　東北大学大学院生命科学研究科の宋晨伊大学院生、藤林瑞季大学院生、安部健太郎教授らは、鳴禽類に属す鳥類で、音声コミュニケーションの研究に使用されるキンカチョウおよびジュウシマツに対して DREADD による神経活動操作法を適用し、さえずりの音響特性に現れる操作の結果の評価をさえずり解析プログラムを用いて高スループットで解析しました。研究の結果、鳴禽類においてもDREADDは機能すること、操作する脳の領域によってさえずりの音響特性が変わること、哺乳類よりも高い濃度の薬剤が必要なこと、そしてキンカチョウとジュウシマツの２種間でもさえずり関連脳領域の使われ方の違いがあることなどを明らかにしました。 　本研究は鳴禽類を用いた研究の特徴であるさえずり学習や言語学習、音声コミュニケーションに関連する神経基盤の解明の手掛かりとなることが期待されます。 　本研究成果は３月４日付で科学誌 iScience （電子版）に著者校正版がオンライン掲載されました。     【論文情報】 タイトル：High-Throughput Assessment of Vocal Modulation Following Chemogenetic Inhibition in Songbirds 著者：宋晨伊*, 藤林瑞季*、安部健太郎** *共同筆頭著者、 **責任著者：東北大学大学院生命科学研究科　教授　安部健太郎 掲載誌：iScience DOI：10.1016/j.isci.2026.114981  URL：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004226003561?via%3Dihub     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科 教授　安部 健太郎（あべ けんたろう） TEL: 022-217-6228 Email: k.abe(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋 さやか（たかはし さやか） TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp  

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-03-04T11:00:00+09:00

ポイント ・線維化Aβ投与により、マウスの睡眠状態と皮質脳波活動が変化。 ・線維化Aβ40と線維化Aβ42では、睡眠と脳活動への影響が異なることを明らかに。 ・アルツハイマー病に伴う睡眠障害の病態理解や診断・治療戦略の検討に貢献すると期待。   概要 　北海道大学大学院理学研究院の常松友美准教授らの研究グループは、東北大学学際科学フロンティア研究所の佐栁友規学術研究員（研究当時）、奥村正樹准教授（兼生命科学研究科）、韓国基礎科学研究所の李　映昊教授らとともに、アルツハイマー病の原因物質として知られる線維化アミロイドベータ（Aβ）が、マウスの睡眠と脳波活動（皮質オシレーション）に及ぼす影響が、線維化Aβの種類によって大きく異なることを明らかにしました。 　アルツハイマー病では記憶障害などの症状に加えて睡眠障害がしばしば報告されますが、その神経生理学的メカニズムは十分に解明されていませんでした。本研究では代表的な2種類の線維化Aβ（線維化Aβ1-40、線維化Ab1-42）をマウス脳内に一度だけ投与し、その後の睡眠・覚醒状態及び脳波活動を解析しました。その結果、線維化Aβ40投与群では睡眠時間の大きな変化は少ない一方で覚醒時の脳波に変化が見られ、線維化Aβ42投与群ではレム睡眠が減少するなど睡眠構造自体に顕著な変化が見られました。これらの結果は、線維化Aβが一様に睡眠を障害するのではなく、線維化Aβの種類に応じて異なる病態メカニズムで睡眠及び脳活動を変調する可能性を示しています。本成果は、アルツハイマー病に伴う睡眠障害の理解に貢献し、今後の病態解明や治療戦略の検討につながることが期待されます。 　なお、本研究成果は、2026年2月25日（水）公開の Biophysical Chemistry 誌にオンライン掲載されました。   線維化Aβの種類による睡眠と脳活動への影響の違い 線維化Aβ40または線維化Aβ42をマウス海馬へ両側投与し、睡眠・覚醒状態及び皮質脳波活動（皮質振動）を解析した。両群で皮質脳波の変化が認められたが、線維化Aβ42ではレム睡眠の減少に加え、神経細胞脱落が示唆された。     【論文情報】 論文名　Amyloid fibrils in Alzheimer’s disease differently modulate sleep and cortical oscillations in mice depending on the type of amyloid（アルツハイマー病関連アミロイド線維は、その種類によってマウスの睡眠と皮質脳波活動を異なる形で変化させる） 著者名　佐栁友規1、奥村正樹1、Yuxi LIn2、金村進吾1、Euuyoung Moon3、Yunseok Heo2、髙原桂子1、李　映昊1, 2, 4, 5, 6、常松友美1, 7（1東北大学学際科学フロンティア研究所、2韓国基礎科学研究所タンパク質構造・創薬機構研究センター、3韓国基礎科学研究所電子顕微鏡研究センター、4韓国科学技術院バイオ分析科学、5忠南大学校分析科学技術大学院、6中央大学校システムバイオテクノロジー学科、7北海道大学大学院理学研究院） 雑誌名　Biophysical Chemistry（生物物理化学の専門誌） ＤＯＩ　10.1016/j.bpc.2026.107599 公表日　2026年2月25日（水）（オンライン公開）   詳細（プレスリリース本文）   関連リンク 北海道大学 東北大学 東北大学学際科学フロンティア研究所     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学学際科学フロンティア研究所 大学院生命科学研究科 動的構造生化学分野（兼) 准教授（国際卓越研究者 ： ディスティングイッシュトアソシエイトプロフェッサー） 奥村 正樹 TEL:022-795-5764 Email: okmasaki*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）   （報道に関すること） 東北大学学際科学フロンティア研究所　企画部 特任准教授　藤原英明 TEL: 022-795-5259 Email: hideaki(at)fris.tohoku.ac.jp   東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-02-17T14:00:00+09:00

発表のポイント 日本全国の沿岸で最大規模となる環境DNA調査（注１）を実施し、短期間に合計1,220種もの魚類の分布を調べることに成功しました。 調査で得られた分布情報を基に、日本の多くの沿岸魚類に共通して影響する要因を調べました。その結果、日本の沿岸魚類の分布に影響する様々な海流の働きが明らかになりました。 大規模な環境DNA調査と先端的なデータ解析手法を組み合わせることで、地域の生物多様性に関する理解を深め、将来の生物分布の予測に役立つことが期待されます。   概要 近年、人間活動や気候変動による魚類の分布の変化が報告されており、その現状把握や予測には分布に影響する要因を解明することが不可欠です。 　東北大学・海洋研究開発機構変動 海洋エコシステム高等研究所（WPI-AIMEC）の長田穣准教授及び千葉県立中央博物館・北海道大学・京都大学・神戸大学・九州大学・島根大学・龍谷大学・鹿児島大学・かずさDNA研究所らからなる共同研究グループは、日本全国528地点に及ぶ大規模な環境DNA調査を実施し、沿岸魚1,220種（現在論文で報告されている種の約44%）を検出しました。さらに、これらの魚類の分布を解析したところ、魚類の輸送・移動の制限・生息環境の提供といった様々な海流の働きが多くの魚類の分布に影響していることが明らかになりました。この成果は、日本の沿岸魚類の生物多様性に関する理解を深めるとともに、将来の沿岸魚類の分布変化の予測に役立つことが期待されます。 　本研究の成果は、2026年2月16日付で科学総合誌Scientific Reportsに掲載されました。     図. 調査が行われた地点（左図）と各調査地で検出された種数（右図）。多い地点では一度の調査で118種もの魚種を検出しました。右図は箱ひげ図と呼ばれています。箱が四分位点を、中央の太線が中央値を表します。太線の位置によって各地域の種数を直感的に比較することができます。また、箱の大きさによって各地域内で種数がどのくらいばらついているかを調べることができます。   【用語説明】 注1.    環境DNAとは、生物から水や土壌、空気といった環境中に放出されたDNAのことです。環境中から環境DNAを集めて分析することで、少ない調査労力で環境中に存在する多くの生物を網羅的に調査することができます。   【論文情報】 タイトル：Large-scale environmental DNA survey reveals niche axes of a regional coastal fish community 著者：Yutaka Osada*, Masaki Miya*, Hitoshi Araki, Hideyuki Doi, Akihide Kasai, Reiji Masuda, Toshifumi Minamoto, Satoquo Seino, Teruhiko Takahara, Satoshi Yamamoto, Hiroki Yamanaka, Mitsuhiro Aizu-Hirano, Keiichi Fukaya, Takehiko Fukuchi, Ryo O. Gotoh, Masakazu Hori, Midori Iida, Tomohito Imaizumi, Tadashi Kajita, Takashi Kanbe, Tanaka Kenta, Yumi Kobayashi, Tomohiko Matsuura, Hiroki Mizumoto, Hiroyuki Motomura, Hiroaki Murakami, Kenji Nohara, Shin-ichiro Oka, Tetsuya Sado, Hiroshi Senou, Koichi Shibukawa, Tomoki Sunobe, Hiroshi Takahashi, Koji Takayama, Katsuhiko Tanaka, Hisashi Yamakawa, Satoru Yokoyama, Seokjin Yoon, Michio Kondoh* *責任著者： 東北大学・海洋研究開発機構 変動海洋エコシステム高等研究所（WPI-AIMEC）准教授　長田穣 元・千葉県立中央博物館　主席研究員　宮正樹（現・早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構　客員上級研究員） 東北大学生命科学研究科／変動海洋エコシステム高等研究所（WPI-AIMEC）教授　近藤倫生 掲載誌：Scientific Reports DOI：10.1038/s41598-025-31307-4 URL：https://doi.org/10.1038/s41598-025-31307-4    関連リンク 東北大学 WPI-AIMEC   【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学・海洋研究開発機構 変動海洋エコシステム高等研究所（WPI-AIMEC） 准教授　長田 穣 TEL: 022-795-6696 Email: yutaka.osada.e5(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学・海洋研究開発機構  変動海洋エコシステム高等研究所（WPI-AIMEC） 　研究推進企画部 　特任准教授　飯田 綱規 TEL: 022-795-5620 Email: aimec-comm(at)grp.tohoku.ac.jp     東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています  

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-02-13T11:00:00+09:00

発表のポイント 人や動物が見てから動き、脳の中では異なるリズムが協力して働いていることを明らかにしました。脳内で現れる活動の大きさやタイミングの異なるリズムが、見た情報に応じてそろって動く配置が変わる様子をとらえました。 高精度の脳計測法により、これまで見えなかった細かな脳の働きを捉えることに成功しました。脳の情報処理をより正確に理解するための重要な手がかりになります。 本成果は、リハビリテーションや脳の病気の理解、人と機械が関わる技術やブレインテックの発展など、脳が情報を処理し行動する仕組みに基づいた、より安全で人に寄り添う社会づくりにつながる可能性があります。   概要 　私たちは、目で見た情報をもとに、迷うことなく体を動かしています。しかし、その情報が脳の中でどのように処理され、「動く準備」へと変わっていくのかは、詳しく分かっていませんでした。東北大学大学院医学系研究科の張替宗介博士学生（現：東北大学病院）、渡辺秀典助教（現：大学院生命科学研究科特任講師）、青木 正志教授、虫明元教授（現：名誉教授）は、サルの脳を高精度に計測できる新しい方法を用いて、視覚の情報が運動の準備へと伝わる過程を調べました。その結果、脳の中では速さの異なるリズムが協力し合い、見た情報に応じて、脳活動の「リズムの出方」が時間とともに変化することを捉えました。この成果は、私たちが正確に行動できる理由の理解につながるだけでなく、リハビリテーションや脳の病気の研究、人と機械が関わる技術の発展にも貢献すると期待されます。 　本研究の成果は、2026年1月21日付で科学誌Scientific Reports 誌に掲載されました。   図1. 本研究のコンセプトと今後の広がり。視覚で得た情報が脳内の異なるリズムの協力によって動きの情報へと変換されるようす。本研究は高精度の脳計測で明らかになりました。脳の情報処理をより正確な理解は脳の病気の理解やブレインテックなど人に寄り添う社会づくりにつながる可能性があります。     【論文情報】 タイトル：Delta gamma oscillatory interactions support visuomotor processing in the lateral frontal cortex of macaque monkeys 著者： Sosuke Harigae, Hidenori Watanabe*, Masashi Aoki, Hajime Mushiake *責任著者：東北大学大学院生命科学研究科　特任講師　渡辺秀典 掲載誌：Scientific Reports DOI: 10.1038/s41598-026-36628-6 URL: https://www.nature.com/articles/s41598-026-36628-6   詳細（プレスリリース本文）   関連リンク 東北大学   【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学生命科学研究科 特任講師　渡辺秀典 TEL: 022-217-5052 Email: hidenori.watanabe.c1(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋さやか TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp   東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-02-05T14:00:00+09:00

概要 　植物細胞の中には，細胞の先端部分だけが伸びていく先端成長*1 という様式を持つ細胞があります．例えば，土の中で水分や養分を吸収し体を支える根毛や仮根，次世代の命の始まりである受精卵，受精の際に伸びる花粉管などがその代表です．この先端成長を詳しく測定しデータ化することは，植物が土に根を張る力の仕組みや，細胞がどのように分裂して形作られていくかを理解する上で極めて重要ですが，その細胞観察には技術的な困難が伴います．例えば，液体培地の揺動による細胞の位置ズレや成長に伴う細胞形状の変化によって，動画情報から成長速度や成長方向の同定が不明瞭になる場合があります．また，細胞の“先端”の客観的な指標がない場合は膨大な手作業により先端位置を追跡する必要があり，データ解析的な困難も伴います． 　そこで，秋田県立大学，東北大学，東京理科大学の共同研究グループは，植物細胞の先端成長を局所的かつ客観的かつ正確に解析できる新しい画像解析ツール「KymoTip（カイモティップ）」を開発しました．これにより，最新のAIセグメンテーションモデル SAM2*2 を活用して細胞の輪郭を正確に捉えて，画像相関を基に細胞の位置ズレを補正しました．その結果，画像内を揺動する細胞を補正された座標空間内で表現することができ，客観的で再現性の高い指標で細胞先端の成長速度・方向を精密に自動計測できるようになりました．この技術の確立により，作物の研究や品種改良の現場（育種）などで得られる大量の画像データをハイスループット*3 に（大量かつ効率的に）解析することが可能になります．   研究成果の詳細 ポイント1：高度な細胞抽出と補正技術 　KymoTipは，深層学習による細胞セグメンテーションモデルSAM2を採用することで，明視野画像*4 や蛍光画像などの細胞輪郭データ(図1a)から，画像ノイズに左右されず正確に細胞を抽出することができます．さらに，抽出した細胞形状を基に，連続する画像間の相関を検出することで位置ずれや回転を数学的に修正する座標標準化を実行します．これにより，顕微鏡環境下の細胞の揺動を画像ブレ補正でき，あたかも固定されているかのように安定した座標空間内で細胞形状を解析することが可能になりました．   ポイント2：細胞の“先端”の定義と自動検出  　本ツールは次に，座標標準化された細胞輪郭データに対し，ボロノイ図を用いた細胞のスケルトン化*5 を適用し，細胞長軸に沿うような細胞の「中心線」を導出します．この中心線を細胞の端まで延長させることで，これまで研究者の主観に依存して手動で同定されていた細胞先端と基部の位置を，高い再現性で自動特定することに成功しました(図1b)．   ポイント３：細胞形状と細胞内シグナルの同時解析 　本ツールの副次的な活用法として，細胞内の核の移動や細胞骨格（微小管など）の集積といった細胞内シグナルを，細胞先端からの距離などを通じて定量的に分析することが可能です（図1c, d）．これにより，「細胞が伸びる瞬間に内部で何が起きているか」といった，細胞の先端成長率や方向と細胞内挙動の相関関係をキモグラフ*6 として可視化・解析できます． 図1：KymoTipによる先端成長細胞の定量的画像解析の概要． （a）時系列蛍光画像から得られた生データの例．先端成長細胞の形態および核の位置を時間 t 毎に取得する． （b）細胞先端の軌跡に基づく先端の移動速度および先端の移動方向角度の解析例（Zygoteは受精卵，Root hairは根毛，Rhizoidは仮根を表す）． （c）核位置の解析例．中心線に沿った座標 L を定義し，核位置のダイナミクスを定量化できる．拡大図は核輝度の曲線フィッティング結果．右図はキモグラフとシグナルの曲線フィッティング結果を示す． （d）微小管バンド動態の解析例．中心線に沿った微小管バンド位置の時間変化をキモグラフとして可視化および動態解析が可能となる．   今後の期待 　KymoTip はオープンソースとして公開されており，画像分析の専門家でなくても利用が可能です．シロイヌナズナの受精卵や根毛，ゼニゴケの仮根などの異なる植物種や細胞種でも有効性が確認されていますので，今後植物がどのように発生・形態形成を行うかといった植物科学の基礎研究に留まらず，農作物や育種学の成長制御などを含む広範な画像データ分析などの応用研究まで，幅広い分野への貢献が期待されます．さらに先端成長は，菌類の菌糸など，植物以外の生物にも共通して見られる現象です．将来的には，これら幅広い生物の研究や，その知見を活かした産業応用にも役立つことが期待されます．     成果掲載誌 本研究成果は，国際学術誌「The Plant Journal」に令和8年1月20日にオンライン掲載されました． 雑誌名： The Plant Journal 論文タイトル： KymoTip: high-throughput characterization of tip-growth dynamics in plant cells 著者： Zichen Kang, Yusuke Kimata, Tomonobu Nonoyama, Toru Ikeuchi, Kazuyuki Kuchitsu, Satoru Tsugawa, Minako Ueda DOI： 10.1111/tpj.70691 掲載URL： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.70691   用語解説 ＊1 先端成長： 細胞の先端のみが集中的に伸長する成長様式を指す． ＊2 SAM2 (Segment Anything Model 2)： 画像や動画内のあらゆる物体を高い精度で抽出（セグメンテーション）することができる最新の深層学習AIモデル． ＊3 ハイスループット：高速・高生産性を意味する専門用語で，生物化学分野で「短時間に大量のサンプルを自動で高速処理・評価する技術や手法」を指す． ＊4 明視野画像：顕微鏡を用いて，試料を明るい背景の中で直接光（透過光・反射光）を用いて観察する最も基本的な顕微鏡観察で得られる画像を指す． ＊5 ボロノイ図によるスケルトン化：ボロノイ図とは，平面上にある複数の点に対し，隣接する点から距離が等しくなる点の集まりで構成された平面分割図である．スケルトン化とは，2次元または3次元の物体形状の中心を通る骨格線（人間の背骨のように物体の中心を通る線）を物体輪郭上の点から幾何学的に抽出する手法を指す． ＊6 キモグラフ：細胞内シグナルなどの時間経過に伴う変化をわかりやすく表現するために，横軸に時間，縦軸にシグナル特徴量を配置して一枚の画像に圧縮して示す画像描画法．   研究体制と支援 　本研究は，秋田県立大学（康子辰研究員，野々山朋信研究員，津川暁助教），東北大学（植田美那子教授，木全祐資助教），東京理科大学（朽津和幸教授，池内亨氏（大学院修士課程修了））との共同研究として行われました． 　本研究は，文部科学省の科学研究費補助金 (JP25K18499 , JP23K14204 ，JP23H02494 , JP23H01143 , JP25H01809 , JP22K21352 , JPMJCR2121 ），公益財団法人サントリー生命科学財団（SunRiSE）と公益財団法人東レ科学振興会（20-6102）の支援を受けて行われました．   関連リンク 秋田県立大学 東京理科大学   問い合わせ先 ＜研究に関すること＞ 東北大学大学院生命科学研究科 教授　植田美那子 TEL: 022-795-6713 Email: minako.ueda.e7(at)tohoku.ac.jp     （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋さやか TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp  

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-01-23T11:00:00+09:00

発表のポイント 爬虫類などの外温動物（注１）は気候変動に対して脆弱であると考えられており、多くの種が絶滅の危機に瀕しています。 ソメワケササクレヤモリを対象に期間の異なる複数の温度条件で遺伝子発現とその制御の違いを全ゲノム網羅的に調査しました。 数時間レベルの気温の急激な変化に対する応答と数十日にわたる長期的な温度環境への順化では関与する遺伝子の機能的な特徴が異なることがわかりました。 本研究は、外温動物が新たな温度環境に対して順応していく際の時系列的なプロセスを理解する上での基礎的な知見を提供します。 概要 　温度に晒される時間は温度に対する応答を形作る上で重要な要因の一つであると考えられますが、時間による分子的な応答メカニズムの違いは爬虫類において十分に理解されていませんでした。 　東北大学大学院生命科学研究科の坂本芙久大学院生（研究当時。現：自然環境研究センター研究員）、河田雅圭教授（研究当時。現：東北大学総長特命教授）らの研究グループは、アンタナナリボ大学の Félix Rakotondraparany 博士と共同で、ソメワケササクレヤモリを対象に異なる時間スケールの環境温度の変化が生物に与える影響を分子レベルで調査しました。結果、数時間の急激で極端な温度変化が既知の熱ストレス応答を誘導する一方で、数十日にわたる温度処理は免疫等に関わる遺伝子の発現を変化させることを明らかにしました。さらに、遺伝子発現を調節する転写因子（注２）の挙動が温度の持続時間によって変化することが示唆され、遺伝子発現制御の時間的な変化を介してストレス応答から順化への移行が起こる可能性が示されました。本成果は、温暖化に対する外温動物の順化能力の理解を深め、保全対策の立案に貢献します。 　本研究の成果は、1月17日付で Molecular Ecology 誌に掲載されました。     図1. ソメワケササクレヤモリ（Paroedura picta）。     【用語説明】 注1.    外温動物：体温調節を外部の熱源に依存する動物。 注2.    転写因子：DNAに結合して、遺伝子が「どれくらい働くか（発現するか）」を調節するタンパク質     【論文情報】 タイトル：Molecular Responses to Temperature Changes Across Timescales in the Madagascar Ground Gecko (Paroedura picta) 著者： Fuku Sakamoto, Shunsuke Kanamori, Félix Rakotondraparany, Takashi Makino, Masakado Kawata*（*責任著者） *責任著者：河田雅圭; 東北大学大学院生命科学研究科進化生物分野　教授（現・東北大学教養教育院　総長特命教授） 掲載誌：Molecular Ecology DOI：10.1111/mec.70245 URL：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.70245       詳細（プレスリリース本文）   関連リンク 東北大学     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学教養教育院 総長特命教授　河田　雅圭（かわた　まさかど） TEL：022-795-4979 Email：kawata(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋　さやか（たかはし　さやか） TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr@grp.tohoku.ac.jp     東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています  

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2026-01-09T11:00:00+09:00

発表のポイント メダカの群れは、迫りくる捕食者を模した映像刺激に対して、「全員がピタッと動きを止める」か、「全員がそのまま泳ぎ続ける」という仲間同士でそろった反応を示す。 同じメダカの群れでは、群れ全体が一つの「個性」を持つかのように、映像刺激に対して 同じ反応パターンが繰り返し現れる。 一緒に暮らした経験が、仲間同士が全員一致で危険を回避する行動を生み出すうえで不可欠であった。 概要 　ヒトは緊急時、周囲の行動に影響されて一斉に動いたり、逆に固まったりすることがあります。こうした全員が同じ行動を取る「一致した反応」は、ヒトだけの現象ではありません。 　東北大学大学院生命科学研究科の竹内秀明教授と国立循環器病研究センターの中畑量平非常勤研究員（研究当時：東北大学大学院生命科学研究科大学院生）は、メダカの群れに迫る捕食者を模した映像刺激を提示し、群れがどのように反応するかを調べました。その結果、1ヶ月間同じ水槽で飼育した群れでは、「全員が泳ぎ続ける」 だけでなく、「全員がピタッと動きを止める（フリーズ）」という危険回避行動がそろって現れました。一方、初対面の個体で構成した群れでは、この「全員フリーズ」という連動した行動は見られませんでした。つまり、仲間と過ごす経験によって、危険な場面で全員が同じ行動を選ぶ「群れとしてのまとまり」が生まれることが明らかになりました。 本研究は、社会的な関係や経験が、群れをつくる動物の危険回避行動にどのように影響し、仲間同士が瞬時に同調する仕組みを理解するための新たな手がかりとなります。 　本成果は2025年12月23日に Scientific Reports に掲載されました。   図1. 群れとしての行動特性が創出、全員危機回避には一緒に暮らすことが必要     【論文情報】 タイトル：Social familiarity shapes collective decision-making in response to looming stimuli in Medaka fish 著者：中畑量平1,2*, 竹内秀明1** *筆頭責任著者：東北大学大学院生命科学研究科　中畑量平（現国立循環器病研究センター　非常勤研究員） **最終責任著者：東北大学大学院生命科学研究科　教授　竹内秀明 掲載誌：Scientific Reports DOI：10.1038/s41598-025-30656-4 URL：https://www.nature.com/articles/s41598-025-30656-4   詳細（プレスリリース本文）     関連リンク 東北大学大学院理学研究科     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科 教授　竹内 秀明（たけうち ひであき） TEL: 022-217-6218 Email: hideaki.takeuchi.a8(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋 さやか（たかはし さやか） TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2025-12-25T10:00:00+09:00

発表のポイント コケ植物ゼニゴケを用いて、植物の無限成長を可能にするメカニズムを解明した。 植物ホルモンのオーキシンに応答する遺伝子の発現を抑制する転写因子 MpARF2 は、幹細胞領域とその周辺領域から構成される成長点の形成と維持に必須な働きをする。 MpARF2 は幹細胞領域で高発現してオーキシン応答を抑える一方、オーキシン生合成酵素を活性化してオーキシンの生産を促す。 幹細胞領域で作られたオーキシンは、オーキシン輸送タンパク質によってその周辺領域に運ばれ、器官形成を促すシグナルとして働く。 幹細胞領域は、オーキシンを介して周辺領域の分化を指示しつつ、自身はその影響を受けないという、成長点の司令塔（オーガナイザー）として機能しており、MpARF2 はその中核的な因子である。 概要 　東京理科大学 創域理工学部 生命生物科学科／総合研究院 生命のゆらぎ研究部門の西浜 竜一教授（元京都大学准教授）、同大学大学院 創域理工学研究科 生命生物科学専攻の今井 雄星元大学院生、京都大学大学院 生命科学研究科の河内 孝之教授、灰庭 瑛実元大学院生、木南 武元大学院生、東北大学 大学院生命科学研究科の鈴木 秀政助教（元京都大学大学院生）、帝京大学 先端機器分析センターの湯本 絵美技術職員、同大学 理工学部 総合理工学科／先端機器分析センターの朝比奈 雅志教授らは、モナシュ大学、ケンブリッジ大学と共同で、植物の幹細胞は分化を促進するホルモンを作るものの、自身はその影響を受けずに周辺で器官形成を促す成長点形成のしくみがあり、それが植物の永続的な成長の基盤となっていることを明らかにしました。本成果は植物の巧みな発生戦略と陸上植物の繁栄を導いた進化の一端を明らかにする発見であり、植物のサイズや形を自在に制御する技術の開発につながると期待されます。 　植物は成長点（※1）に存在する幹細胞（※2）が未分化性を保ちながら分裂を続けることで、一生にわたり新しい器官をつくり続けます。本研究では、こうした無限成長（※3）のしくみをコケ植物（※4）のゼニゴケ（※5）を用いて明らかにしました。研究チームは、植物ホルモン「オーキシン（※6）」の作用を抑える転写因子 MpARF2（※7） に着目し、その機能を解析しました。その結果、MpARF2  は幹細胞領域で高く発現してオーキシン応答を抑える一方、オーキシン生合成酵素を活性化し、幹細胞自身がオーキシンを生産するしくみを支えていることが分かりました。生産されたオーキシンは周辺領域へ運ばれ、器官形成を促すシグナルとして働きます。つまり幹細胞領域は、周囲の細胞の分化を制御しつつ、自らはその影響を受けない司令塔（オーガナイザー）として機能しており、MpARF2  はその中核的な因子であることが明らかになりました。本成果は、植物の永続的な成長を支える基本原理の解明に大きく貢献するものです。 　本研究成果は2025年12月6日（日本時間）に Elsevier 社が刊行する国際科学雑誌「Current Biology（電子版）」に掲載されました。     図1. ゼニゴケの野生型株とMpARF2遺伝子を破壊したMparf2ge株     【用語】 ※1　成長点 植物体の先端に位置し、細胞分裂が活発な領域。メリステムとも呼ばれる。茎・葉・根などの器官はこの領域からつくられ、植物の成長と形づくりの中心的な役割を果たす。   ※2　幹細胞 未分化な状態で自己複製し、必要に応じてさまざまな細胞に分化できる細胞。植物の幹細胞は成長点に局在し、新しい器官をつくるもととなる。   ※3　無限成長 植物が一生を通じて新しい器官をつくり続ける性質。   ※4　コケ植物 陸上植物の一グループで、苔（たい）類・蘚（せん）類・ツノゴケ類に細分される。陸上植物のなかで最も早く分岐したグループであり、植物の起源や発生のしくみを研究するうえで重要なモデルとなっている。   ※5　ゼニゴケ コケ植物の苔類に属する。学名 Marchantia polymorpha。2017年に全ゲノムが解読され、実験室内での培養や遺伝子改変が容易などの理由から、研究モデルとして広く用いられている。   ※6　オーキシン 植物ホルモンの一つ。植物がもつ天然オーキシンの代表はインドール-3-酢酸（IAA）。細胞分裂や器官形成、光や重力に対する屈性反応など、植物の成長や環境応答を調節する。   ※7　ARF オーキシンによる遺伝子発現制御を担う転写因子群。オーキシン応答性遺伝子をコードするゲノム領域に結合し、遺伝子の発現を促進または抑制する。植物種によっては多数のARFをもつが、ゼニゴケには3つだけ存在し、このうちMpARF1とMpARF2がオーキシン応答に関わる。       【論文情報】 雑誌名：    Current Biology 論文タイトル：    The B-class auxin response factor MpARF2 is essential for meristem organization in free-living plant gametophytes 著者：    Eduardo Flores-Sandoval*, Hidemasa Suzuki, Jessica A. Lazner, Liam N. Briginshaw, Tom J. Fisher, Facundo Romani, Jonathan Levins, Emi Hainiwa, Takeshi Kinami, Yusei Imai, Emi Yumoto, Masashi Asahina, Takayuki Kohchi, Ryuichi Nishihama*, and John L. Bowman*. （*: 共同責任著者） DOI： 10.1016/j.cub.2025.11.015   詳細（プレスリリース本文）     関連リンク 東京理科大学 東北大学     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科 助教　鈴木 秀政（すずき ひでまさ） TEL: 022-795-6669 Email: hidemasa.suzuki.e5(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋 さやか（たかはし さやか） TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp   東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2025-12-15T11:00:00+09:00

発表のポイント 植物とアーバスキュラー菌根菌（AM菌）（注１）との共生は、植物の養分吸収に重要です。ストリゴラクトンは土壌で植物とAM菌との共生を仲立ちするシグナル物質です。 フタバネゼニゴケが、栄養（リン）が不足すると土に面した組織でストリゴラクトンを合成し分泌することを明らかにしました。また、AM菌と共生する組織でもストリゴラクトンの合成が促進されることを発見しました。 コケ植物は、約4億5千万年前に起こった植物の陸上進出後に最初に分岐した系統です。本発見は、ストリゴラクトンが植物とAM菌の共生を支えるシグナル物質であったという植物の陸上進出に伴う適応戦略を理解する鍵となります。 概要 　アーバスキュラー菌根菌（AM菌）は、陸上植物の約8割と共生し、リンや窒素などの必須栄養素の土壌からの吸収を助けています。この共生関係は、陸上植物で広く見られるため、陸上植物の共通祖先で確立され、植物の陸上進出とその後の繁栄に大きく貢献したと考えられています。ストリゴラクトンは、AM菌との共生に必須の物質ですが、植物のどの部分で作られ、どこから土壌へ分泌されるかはほとんどわかっていませんでした。 　東北大学大学院生命科学研究科の依田彬義特任研究員、経塚淳子教授らの研究グループは、コケ植物のフタバネゼニゴケを用いてストリゴラクトンが生合成され、分泌される部位を1細胞レベルで明らかにしました。本研究は、植物が陸上進出した際の適応戦略を理解する鍵となります。 本成果は2025年10月30日に Plant and Cell Physiology に掲載されました。     図1. フタバネゼニゴケの葉状体 葉状体の土壌側には仮根と呼ばれる根に似た組織が生えており、アーバスキュラー菌根菌は仮根から侵入します。     【用語説明】 注1.    アーバスキュラー菌根菌（AM菌） 植物の根に共生する糸状菌で、土壌からリンなどの無機栄養を植物に提供する一方で、植物から糖分を受け取るという共生関係を築く。フタバネゼニゴケには根がないため、仮根から菌糸を侵入させ、葉状体に共生する。     【論文情報】 タイトル：Spatial Localization of Strigolactone Biosynthesis and Secretion in Marchantia paleacea 著者： Akiyoshi Yoda, Kyoichi Kodama, Masaki Shimamura, Junko Kyozuka* *責任著者：東北大学大学院生命科学研究科　教授　経塚 淳子 掲載誌：Plant and Cell Physiology DOI：10.1093/pcp/pcaf144 URL：https://doi.org/10.1093/pcp/pcaf144   詳細（プレスリリース本文）     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科 教授　経塚 淳子（きょうづか じゅんこ） TEL: 022-217-6226 Email: junko.kyozuka.e4(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋 さやか（たかはし さやか） TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp   東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2025-12-12T14:00:00+09:00

発表のポイント 大腸菌のリボソームRNA（rRNA）において、嫌気（低酸素）環境特異的に、“RNA骨格”にメチル化修飾が導入されることを発見し、またその分子メカニズムを解明しました。 この修飾はリボソームの構造と活性を微調整し、低酸素下における翻訳効率を高め、生育を促進する“環境応答型スイッチ”として働いていることが示唆されました。 本研究は、RNA修飾が細胞の生育環境を感知して、タンパク質合成を調節する、これまでに知られていなかったしくみを明らかにするものです。また、無細胞タンパク質合成や合成生物学において有用な技術基盤となる可能性があります。   概要 　東北大学生命科学研究科の横山武司助教、東京大学大学院工学系研究科の石黒 健介 特任助教、鈴木 勉 教授らの研究グループは、大腸菌リボソーム（注1）のペプチド転移反応活性中心（PTC）（注2）に、嫌気環境で特異的に導入される新たなRNAメチル化修飾を発見し、その生合成機構と嫌気環境への適応に果たす生理学的役割を明らかにしました。 リボソームはタンパク質合成（翻訳）を担う巨大複合体で、リボソームRNA（rRNA）とタンパク質から構成されます。従来、リボソームは一定の組成と構造を持つと考えられてきましたが、近年、環境に応じてリボソームの構成要素の組成が変化し翻訳を最適化する「Specializedリボソーム」という概念が注目されています。研究グループは、通性嫌気性菌（注3）である大腸菌が嫌気環境に適応する際、rRNA修飾を介したリボソームの機能変化が生じる可能性に着目しました。 　嫌気条件で培養した大腸菌のrRNAをRNA質量分析法（注4）で解析したところ、PTCの2501位に存在する5-ヒドロキシシチジン（ho5C2501）の修飾率が上昇するとともに、2449位および2498位に新たなメチル化修飾が導入されることが分かりました。NMR解析（注5）により、これらの修飾はRNAの糖リン酸骨格に立体選択的にメチル基が導入される報告前例のない化学構造を持つことが明らかとなり、それぞれのメチル化修飾を5′(S)-メチルジヒドロウリジン（D5Sm2449）、2′-O-5′(S)-ジメチルシチジン（Cm5Sm2498）と命名しました。 　また、生化学的解析およびクライオ電子顕微鏡（注6）による構造解析により、これら3種類の修飾がPTCを安定化し、リボソームのタンパク質合成活性を向上させることが示されました。さらに、これら3種の修飾は嫌気環境下での生育維持に必須であることも明らかになりました。これらの成果は、rRNA修飾によりリボソームの多様性が確保され、多様な外部環境への適応が可能になることを示す重要な知見です。さらに、これら三つのrRNA修飾の導入によってリボソームの翻訳活性が約2倍に向上することから、生命工学分野における応用も期待されます。       概要図：新規rRNA修飾が嫌気環境特異的に大腸菌の生育を促進する     【用語解説】 （注1）リボソーム リボソームはリボソームRNA（rRNA）とタンパク質（r-protein）から成る複合体でタンパク質合成の場である。大小二つのサブユニットから成り、大サブユニットはペプチジル転移反応を触媒し、小サブユニットはmRNAとtRNA間の対合を監視することでタンパク質合成の精度を保つ重要な役割を持つ。   （注2）ペプチド転移反応活性中心（PTC） ペプチド転移反応活性中心はリボソーム大サブユニットにおいてペプチジル転移反応を触媒する部位である。rRNAによって構成され、ペプチジルtRNAが持つペプチド鎖をアミノアシルtRNAが持つアミノ酸に結合させる。この結果、ペプチド鎖が伸長する。   （注3）通性嫌気性菌 酸素の有無に関わらず生育が可能な細菌で、大腸菌の他にもブドウ球菌などさまざまな細菌が該当する。好気環境では好気的な呼吸を行うが、嫌気環境では発酵によりエネルギー産生を行うことで両方の環境に適応している。   （注4）RNA 質量分析法 質量分析によりRNA分子を解析する手法。さまざまな核酸分解酵素を用いてRNAをヌクレオシド、あるいは短い断片に分解し、液体クロマトグラフィーで分離しつつ質量分析を行う。得られた質量電荷比（m/z）から精密な分子量が分かり、修飾構造の決定や修飾率の計測を行うことができる。   （注5）NMR解析 核磁気共鳴解析。分子を構成する原子の核スピンが高磁場中で示す共鳴現象を利用して、化学構造や立体配置、分子間相互作用などを解析する分析手法。水素や炭素などの特定の原子核に高磁場中でラジオ波を照射すると、周囲の環境に応じて特徴的な化学シフトとして現れるため、質量分析法では得ることの難しい分子の詳細な化学構造を高い精度で解析することができる。   （注6）クライオ電子顕微鏡 生体分子の試料に低温下（約-200℃）で電子線を照射し、その構造を観察できる電子顕微鏡。試料を水溶液中で瞬間凍結することで、生体内に近い環境で目的分子の構造解析を行うことができる。     【論文情報】 雑誌名：Molecular Cell 題　名：Hypoxia-induced ribosomal RNA modifications in the peptidyl-transferase center contribute to anaerobic growth of bacteria 著者名：Kensuke Ishiguro, Karin Midorikawa, Naoki Shigi, Satoshi Kimura, Aivar Liiv, Takeshi Yokoyama, Takuhiro Ito, Mikako Shirouzu, Jaanus Remme, Kenjyo Miyauchi, and Tsutomu Suzuki*　　　　* Corresponding author DOI：10.1016/j.molcel.2025.11.018 URL：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2025.11.018     詳細（プレスリリースPDF）   【関連リンク】 東京大学 JST 産業技術総合研究所 理化学研究所 東北大学     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科 助教　横山 武司（よこやま たけし） TEL: 022-217-6206 Email: takeshi.yokoyama.d1(at)tohoku.ac.jp     （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋 さやか（たかはし さやか） TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp     東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています  

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2025-11-18T13:00:00+09:00

発表のポイント 細胞膜を光らせる色素を用いて、植物組織の奥深くに隠れた生殖細胞を、生きたまま簡単に可視化する方法を確立した。 形質転換体を作らなくても、初期胚のかたち作りの様子を鮮明に追跡することが可能になった。 被子植物だけでなく、コケやシダといった多様な植物において、生きた生殖細胞の観察を実現する汎用的な手法である。   概要 　植物の受精や胚は、花や種子の奥深くに隠れているため、これまで受精前後の変化や、胚が作られる様子を生きたまま観察するのは非常に困難でした。本研究では、細胞膜を特異的に光らせる蛍光色素を活用し、受精前の卵細胞や受精卵、初期胚の輪郭を鮮明に捉えることのできる方法を確立しました。この方法では、生殖細胞を含む種子や母組織をまるごと観察することができ、深部観察に適した顕微鏡と組み合わせることで、初期胚が細胞分裂する様子など、生きたままの動態を捉えることが可能になりました。また、遺伝子導入を必要としないため、モデル植物であるシロイヌナズナ（被子植物）だけでなく、コケ植物やシダ植物など、広範な植物種に適用可能です。この方法論を、さまざまな突然変異体や阻害剤と組み合わせることで、分子機構の解明に向けた研究が加速すると考えられます。また、農学的・進化的に重要な植物種、特に、いまだ遺伝子組み換え技術が確立されていないものに活用することで、多角的な応用研究が進むことも期待されます。 　本研究成果はPlant Methods誌に2025年11月17日付で掲載されました。     【詳細な説明】 研究の背景 　植物には、花や葉、根や茎など、さまざまな器官があります。それらのかたち作りの原点となっているのは「最初の細胞」である受精卵です。したがって、父母の細胞が融合（受精）して受精卵となる生殖過程や、受精卵が規則的な細胞分裂を経て胚へと発生する過程で「何が起こるか」を可視化することが重要です。しかし、植物の生殖や胚発生は花や種子といった母組織の奥深く進行するので、生きた動態を捉えるには特殊な可視化マーカーを形質転換する必要がありました。これは多大な手間と時間を要するだけでなく、いまだ遺伝子組換え技術が確立されていない非モデル植物には適用できない手法です。また、一般的な植物細胞は硬い細胞壁に覆われるので、固定した組織の細胞壁を染色して観察することができますが、細胞膜同士の融合によって受精する生殖細胞は細胞壁を欠くので、この方法も使えません。このような制約から、植物における生殖や胚発生の動態はこれまでほとんど分かっていませんでした。     今回の取り組み 　東北大学大学院生命科学研究科の花木優河氏と多田圭吾氏（ともに修士2年生）、中村聡太氏（修士卒業生）、中川朔未氏（博士1年生）、鈴木秀政助教、松本光梨助教、木全祐資助教、植田美那子教授、名古屋大学の佐藤良勝博士らの研究グループは、細胞膜の特異的な蛍光色素であるFM4-64で染色した若い種子を顕微鏡下で培養することで、シロイヌナズナの卵細胞や受精卵、初期胚の細胞輪郭を生きたまま高精細に可視化することに成功しました。この手法と、深部観察に適した2光子励起顕微鏡とを組み合わせたライブイメージングによって、受精卵が胚発生を開始する過程の定量的な時系列解析も可能となりました。 　さらに、この方法は被子植物だけでなく、ゼニゴケ（コケ植物）やリチャードミズワラビ（シダ植物）の生きた生殖細胞の観察にも有効であり、受精前後での細胞形状の変化や、初期胚の細胞分裂パターンを鮮明に捉えられるようになりました。 したがって本研究は、遺伝子組み換え株を作出する必要なく、広範な植物種における生殖や発生過程を時空間的・定量的に解析する簡便かつ高精細な観察ツールを提供するものです。     今後の展開 　この方法論では、遺伝子組換えに要する長い準備期間を経ずにライブイメージング解析を実現できるので、多様な突然変異体や阻害剤を駆使した攪乱実験と組み合わせることで、生殖過程や胚発生の研究が格段に加速します。また、いまだ遺伝子組み換え技術が確立されていない非モデル植物の解析に非常に有効です。特に、進化の過程で多様化した生殖戦略の比較や、農業的に有用な植物種の交配法の確立といったさまざまな研究において、基盤的なツールとなると考えられます。これらの植物種においても、顕微鏡下での生殖組織の培養法が確立されれば、本研究の可視化法と組み合わせることで、形質転換を要しない高精細ライブイメージングも可能になるので、さらなる応用研究への展開が期待されます。     図. 本研究で開発した生きた生殖組織の簡便な観察法の概略図（上段左）。FM4-64色素による細胞輪郭の可視化と、顕微鏡下での培養法の組み合わせにより、胚発生のライブイメージングが可能になった（上段右）。下段はさまざまな植物種の生殖組織をFM4-64染色したもの。卵細胞あるいは受精卵をオレンジ括弧で示す。スケールバーは10マイクロメートル（µm）を表す。   【謝辞】 本研究は下記の支援を受けて行われました。 日本学術振興会（JSPS）科学研究費助成事業 研究活動スタート支援（JP21K20650・JP21K20649） 若手研究（JP22K15135・JP23K14204・JP24K18135） 学術変革領域研究（A）（JP25H01809） 基盤研究（B）（JP23H02494） 特別研究員奨励費（JP25KJ0540） 国際先導研究「植物生殖の鍵分子ネットワーク」（JP22K21352） 新学術領域「先端バイオイメージング支援」（JP16H06280）   科学技術振興機構（JST） CREST（JPMJCR2121）   植物科学最先端研究拠点ネットワーク   財団助成金 サントリー生命科学財団（SunRiSE） 東レ科学振興会（20-6102） 稲盛財団 山田科学振興財団     【論文情報】 タイトル：A simple and versatile plasma membrane staining method for visualizing living cell morphology in reproductive tissues across diverse plant species 著者：Yuga Hanaki, Hidemasa Suzuki, Sohta Nakamura, Sakumi Nakagawa, Keigo Tada, Hikari Matsumoto, Yusuke Kimata, Yoshikatsu Sato and Minako Ueda* *責任著者：東北大学大学院生命科学研究科　教授　植田美那子 筆頭著者：東北大学大学院生命科学研究科　花木優河 掲載誌：Plant Methods DOI：10.1186/s13007-025-01465-7 URL: https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-025-01465-7     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科 教授　植田美那子 TEL: 022-795-6713 Email: minako.ueda.e7(at)tohoku.ac.jp     （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋さやか TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp        

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発表のポイント 小胞体内に存在し、不良タンパク質の凝集を抑制するなどの機能をもつプロテインジスルフィドイソメラーゼ（PDI）ファミリーの中から、カルシウム依存的に相分離する因子PDIA6を発見しました。 相分離したPDIA6はその中で未成熟インスリンの凝集を抑制しつつ、立体構造形成を促進し、成熟インスリンの効率的な生産に不可欠な役割を果たしていることが明らかとなりました。 本機構の破綻が引き起こす種々の疾病の成因解明につながると期待されます。   概要 　細胞内におけるタンパク質品質管理の破綻は多くの疾患を引き起こします。東北大学学際科学フロンティア研究所、大学院生命科学研究科（兼務）の奥村正樹准教授（国際卓越研究者 ：ディスティングイッシュトアソシエイトプロフェッサー）（注1）らの研究グループは、日韓英の17研究グループによる国際共同研究により、小胞体（注2）内に局在しカルシウム依存的に相分離（注3）するPDIA6が、その区画内での未成熟インスリンの凝集形成を抑える役割を果たしていることを見いだしました。この発見は、これまで一様と考えられてきた小胞体内が区画化されているという概念変革を与えるものです。 　PDIA6の相分離によるタンパク質品質管理機構に対する理解が深まったことで、筋萎縮性側索硬化症（ALS）や糖尿病などの成因解明や、革新的治療法開発の加速が期待されます。 　本成果は、2025年11月11日にNature Cell Biologyのオンライン速報版で公開されました。また、本成果は同誌の表紙に選出される見込みです。 　なお本成果は、東北大学大学院生命科学研究科の渡部マイ大学院生、倉持円来大学院生、学際科学フロンティア研究所の金村進吾助教、韓国基礎科学支援研究院の Lee Young-Ho 教授、Lin Yuxi 研究員、徳島大学先端酵素学研究所の齋尾智英教授、松﨑元紀助教、立命館大学生命科学部の萬年太郎助教、関西学院大学生命環境学部の鎌田優香助教らとの共同研究によるものです。     図1. カルシウム依存的なPDIA6の集合化（相分離） 上図：試験管内実験によるPDIA6の「相分離」現象の発見：PDIA6溶液へのカルシウムの添加によって集合体（液滴）を形成。 下図：細胞内小器官のひとつである小胞体内で観測されたPDIA6の液滴：PDIA6が単体だけでなく集合体としても存在することを世界で初めて発見。       【用語説明】 注1.    准教授（国際卓越研究者：ディスティングイッシュトアソシエイトプロフェッサー） 国際的に卓越した研究成果を創出する研究者として、国際卓越研究大学の認定後に採用された独立研究者（PI：Principal Investigator）を指す。 注2.    小胞体 細胞内小器官のひとつであり、分泌タンパク質や膜タンパク質が合成される。この区画で、分泌タンパク質は酵素依存的に糖鎖修飾やジスルフィド結合（注6）形成を受ける。小胞体内は他の細胞内小器官に比べ、カルシウム濃度が約1000倍程度高いことも知られる。 注3.    相分離 細胞内でタンパク質や核酸などの生体分子が特定の条件下で互いに集まり、　液滴（ドロプレット）などの膜を持たない高次会合体を作る現象。この液滴は、溶液の性質を示しながら、細胞内で特定の機能を担う「膜のない細胞内小器官」のように機能すると考えられており、遺伝子発現の制御、シグナル伝達、タンパク質品質管理など、様々な生命現象を制御する役割を果たす。       【論文情報】 タイトル：Ca2+-driven PDIA6 biomolecular condensation ensures proinsulin folding （プロインスリンのフォールディングを保証するカルシウム駆動型PDIA6相分離） 著者： *#Young-Ho Lee, *#Tomohide Saio, #Mai Watabe, #Motonori Matsusaki, #Shingo Kanemura, #Yuxi Lin, #Taro Mannen, #Tsubura Kuramochi, #Yuka Kamada, Katsuya Iuchi, Michiko Tajiri, Kotono Suzuki, Yan Li, Yunseok Heo, Kotone Ishii, Kenta Arai, Kazunori Ban, Mayuko Hashimoto, Shuichiro Oshita, Satoshi Ninagawa, Yoshikazu Hattori, Hiroyuki Kumeta, Airu Takeuchi, Shinji Kajimoto, Hiroya Abe, Eiichiro Mori, Takahiro Muraoka, Takakazu Nakabayashi, Satoko Akashi, Tsukasa Okiyoneda, Michele Vendruscolo, Kenji Inaba, and *Masaki Okumura. #共同筆頭著者 *責任著者： 東北大学 学際科学フロンティア研究所（兼）大学院生命科学研究科 動的構造生化学分野　准教授（国際卓越研究者 ：ディスティングイッシュトアソシエイトプロフェッサー）　奥村　正樹 掲載誌：Nature Cell Biology DOI：10.1038/s41556-025-01794-8 URL: https://www.nature.com/articles/s41556-025-01794-8     詳細（プレスリリース本文）     関連リンク 東北大学     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学学際科学フロンティア研究所　 大学院生命科学研究科 動的構造生化学分野（兼)　 准教授（国際卓越研究者 ：ディスティングイッシュトアソシエイトプロフェッサー）  奥村　正樹 TEL:022-795-5764 Email: okmasaki(at)tohoku.ac.jp     （報道に関すること） 東北大学学際科学フロンティア研究所　企画部 特任准教授　上野　裕 TEL: 022-795-4353 Email: hiroshi.ueno.d5(at)tohoku.ac.jp      東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています  

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2025-11-11T10:00:00+09:00

【発表のポイント】 脳の回路応答が一日の中で変化することを、光遺伝学（注１）を用いたラットの大脳皮質の神経刺激実験により明らかにしました。 覚醒・睡眠圧に関わる神経調節物質アデノシン（注２）が、夜行性（注３）ラットの日の出時に神経活動を抑制していることを薬理学的に示しました。 記憶や学習に関わる長期的増強現象（LTP）（注４）は、日の出前には誘導可能で、同じ刺激を日没時に与えても可塑性（注５）は生じませんでした。 昼行性のヒトでは時間帯が異なると考えられますが、脳内環境の日周リズムを理解することで、時間帯に応じた学習、トレーニング、リハビリ、脳刺激の最適化が期待されます。 【概要】 　私たちは、同じ刺激を受けても、脳の状態しだいで異なる体験として捉えることがあります。 　東北大学大学院生命科学研究科の道念佑樹大学院生、生駒葉子助教、松井広教授（大学院医学系研究科兼任）らは、ラットを用いて、1日の時間帯による脳内での神経信号応答の変化を世界で初めて直接観測しました。ラットは夜行性動物であり、夜間での行動が盛んです。観測により、夜が明ける頃には、眠気に関わる神経調節物質アデノシン濃度が脳内に蓄積し、神経活動が抑制されることが明らかになりました。一方で、学習や記憶に関わる神経信号の長期的増強現象（LTP）は、日の出前の時間帯にのみ誘導可能でした。この結果は、脳の興奮性や可塑性が日周リズム（注６）によって制御されていることを示しています。昼行性であるヒトでは最適な時間帯が異なると考えられますが、大脳皮質における基本的な神経回路の動作や記憶の成立しやすさが、脳内環境の時間的変動の影響を受けている可能性を示しています。脳内環境がゆるやかな日周リズムを刻む理由を理解することで、時間帯に応じた学習、トレーニング、リハビリ、脳刺激の最適化が期待されます。 　本成果は2025年10月31日付で Neuroscience Research 誌に掲載されました。     図1. 脳神経信号の日周リズム。夜行性のラットは、夜間に活発に行動し、明け方に向かって疲労が蓄積し、日の出とともに睡眠が増えることが知られています。本研究では、ラットの大脳皮質の神経細胞を光遺伝学的に特異的刺激し、近傍に設置した電極から神経応答信号（局所電位変動：LFP）を記録しました。その信号強度を3日間にわたり解析した結果、日の出前（暁どき）に信号が小さく、日没前（黄昏どき）に信号が大きくなることが分かりました。このことから、脳内の神経信号には約24時間周期のリズム（日周リズム）が存在することが示されました。 【用語説明】 注1.     光遺伝学 光によって神経の活動をオン・オフできる技術であり、脳の信号処理や可塑性を解明する現代神経科学の主要な手法の一つである。この方法では、まず光に反応して細胞の活動を高めたり抑えたりするタンパク質を、特定の細胞に遺伝子操作で発現させる。次に、その細胞を含む組織に光を照射すると、光感受性タンパク質を持つ細胞だけが反応する。このようにして、組織全体の中から遺伝子的に区別された特定の細胞群のみを光で刺激できることから、「光（オプト）」＋「遺伝学（ジェネティクス）」と呼ばれている。本研究では、ラットの脳の神経細胞にチャネルロドプシン2（ChR2）という光感受性タンパク質を発現させた。これにより、脳内に光を照射することで神経細胞のみを特異的に興奮させることが可能になった。 注2.    アデノシン 脳がどれだけ活動したかに応じて蓄積し、眠気を誘うことで休息を促す「脳の疲労信号」として働く物質である。脳の神経活動が活発になると、神経細胞やグリア細胞からATP（アデノシン三リン酸）やアデノシンが細胞外へ放出される。放出されたATPは細胞外で分解されてアデノシンに変わるため、細胞外のアデノシン濃度が徐々に高まる。このアデノシンが、神経細胞に存在するA1受容体などに結合すると、神経活動が抑制的に調整される。その結果、ヒトでは日中の活動が続くほど眠気が強まり、睡眠や休息によってアデノシン濃度が低下すると再び覚醒しやすくなると考えられている。つまり、アデノシンは「脳の疲労メーター」や「睡眠圧（sleep pressure）」を示す指標のような役割を果たしている。一方、夜行性のラットでは夜間に活動が活発化するため、明け方に向けてアデノシンが蓄積すると考えられる。本研究では、このアデノシンの働きが、ラットの日の出前（Sunrise）に神経活動を抑制する要因になっていることを薬理学的に実証した。 注3.    夜行性 夜間に活動し昼間に休息する動物の生活リズムであり、ラットもこの性質を持つため、本研究では日周リズムの影響を観察するモデルとして用いられた。夜行性動物は、昼間は休息や睡眠をとり、夜になると採食・探索・社会的行動などを行う。こうした行動パターンは、体内時計（概日リズム）と光環境に応じた生理的制御によって調整されている。例えば、ラットやマウスなど多くのげっ歯類は夜行性であり、夜間に行動が最も活発になり、明け方にかけて次第に活動が低下して休息状態に入ることが知られている。 注4.    長期的増強現象（LTP） 神経回路が繰り返しの刺激によって強くなる「学習と記憶の神経基盤」のことを指す。神経細胞を高頻度で刺激すると、神経細胞同士の信号の受け渡しの場であるシナプスの伝達効率が高まり、その状態が長時間持続する。この変化によって、同じ刺激に対してもより強い神経応答が得られるようになる。LTPは、脳が経験を学習や記憶として刻み込む仕組みの一つと考えられている。本研究では、この可塑性（神経の変化しやすさ）が時間帯によって変化することが明らかになった。 注5． 可塑性 神経回路が経験や活動に応じて変化し、機能を調整する性質のことを指す。「可塑（plastic）」という言葉は、形を変えられる粘土のような性質を意味し、脳が固定された構造ではなく、使われ方や刺激の種類によって神経のつながり方や強さを変えることを表している。脳の可塑性には、短期的な変化（神経活動の一時的な強弱）と、長期的な変化（シナプスの構造や機能の持続的な変化）がある。後者は学習や記憶の形成に深く関わっており、長期的増強現象（LTP）などがその代表的な例である。本研究では、この神経回路の可塑性の起きやすさそのものが、一日の時間帯によって変動することが明らかになった。これは、脳が「時間」という要素に応じて柔軟に機能を変えることを示している。 注6．  日周リズム およそ24時間周期で繰り返される生体のリズムのことを指す。このリズムは、体温、ホルモン分泌、心拍、血圧、睡眠・覚醒のサイクルなど、多くの生理現象に現れる。日周リズムの中には、体内時計（生物時計）によって自律的に刻まれるリズムと、昼夜の明るさや温度などの外的環境に同調して生じるリズムの両方が含まれる。体内時計によるリズムを特に「概日（サーカディアン）リズム」と呼び、外界の光環境に合わせて調整されるリズムと区別される。本研究では、この日周リズムによる脳内環境の変化が、神経回路の応答や可塑性に影響することが明らかになった。   【論文情報】 Yuki Donen, Yoko Ikoma*, Ko Matsui* (2025) Diurnal modulation of optogenetically evoked neural signals. Neuroscience Research. 221: 104981. DOI：https://doi.org/10.1016/j.neures.2025.104981   筆頭著者：    東北大学 大学院生命科学研究科 超回路脳機能分野         大学院生　道念 佑樹 責任著者：    東北大学 大学院生命科学研究科 超回路脳機能分野         助教　生駒 葉子         教授　松井 広         研究室：    http://www.ims.med.tohoku.ac.jp/matsui/     詳細（プレスリリース本文）     関連リンク 東北大学     【問い合わせ先】 （研究に関すること） 　東北大学大学院生命科学研究科 　教授　松井 広（まつい こう） 　TEL: 022-217-6209 　Email: matsui(at)med.tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 　東北大学大学院生命科学研究科広報室 　高橋 さやか（たかはし さやか） 　TEL: 022-217-6193 　Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp   東北大学は持続可能な開発目標（SDGs）を支援しています

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2025-11-04T14:00:00+09:00

発表のポイント 選択的セロトニン再取り込み阻害薬（SSRI）（注１）に属する抗うつ薬、フルオキセチン、セルトラリン、シタロプラムがマウスの神経細胞の遺伝子発現プロファイルにもたらす影響を解析しました。 これら3種の抗うつ薬は様々な遺伝子の発現を変動させ、また各薬剤は異なる遺伝子発現プロファイル（注２）を生じさせることを明らかにしました。 取得した遺伝子発現変動データに対して自己組織化マップ（注３）を用いた解析を行うことで、特定の薬剤に対してのみ強く発現変化を示す遺伝子群を同定しました。 これらの知見は、抗うつ薬の未知の作用機序の解明や、新しい治療法開発に貢献することが期待されます。 概要 　うつ病は世界的に深刻な精神疾患であり、その治療には選択的セロトニン再取り込み阻害薬（SSRI）がよく使用されます。しかし、ある抗うつ薬で十分な効果を得られなかった患者に対し、異なる抗うつ薬を投与すると治療効果が生じる場合があるなど、その機序には不明な点があります。 　東北大学大学院生命科学研究科の山本創大学院生（研究当時）、安部健太郎教授らは、SSRIに属する3種の抗うつ薬をそれぞれ投与した培養マウス神経細胞を用いて、遺伝子発現解析を実施しました。その結果、これら抗うつ薬は同じ作用原理で機能すると考えられているにも関わらず、異なる遺伝子発現変化を誘導することが明らかにされました。 　本研究は、抗うつ薬が多様な作用メカニズムを有することを示唆するものであり、より効果的な治療戦略の確立や新規薬剤の開発につながることが期待されます。 　本研究成果は11月1日付で科学誌 iScience （電子版）に著者校正版がオンライン掲載されました。     図1. 本研究のイメージ  本研究では代表的なSSRI型の抗うつ薬3種を培養したマウス神経細胞およびマウス生体に投与し、それが引き起こす遺伝子発現の変化を調べました     【用語説明】 注1.    選択的セロトニン再取り込み阻害薬（SSRI）：うつ病の原因の仮説の一つ、セロトニン仮説では、脳内で神経伝達物質セロトニンの働きが低下することが症状に関わると考えられています。SSRI（selective serotonin reuptake inhibitor）は、放出されたセロトニンを回収する輸送体を選択的に阻害し、シナプス間隙のセロトニン濃度を高めることで神経伝達を強めることを想定して作られた抗うつ薬であり、現在臨床で広く用いられています。 注2.    遺伝子発現プロファイル：組織や細胞の中の多数の遺伝子発現を網羅的・体系的に表したデータのことを指す。これを解析することで、特定の条件下で活性化する遺伝子群や、細胞状態・刺激応答の違いなどを比較・解析できます。 注3.    自己組織化マップ解析：自己組織化マップ（Self-Organizing Map, SOM）は、人工ニューラルネットワークの一種で、高次元データを低次元のマップに配置して可視化・分類する手法です。入力データの類似性に基づき、近いもの同士が近接する位置にマッピングされるため、複雑なデータから特徴的なクラスターを視覚的に把握できます。       【論文情報】タイトル：Distinct genetic responses to fluoxetine sertraline and citalopram in mouse cortical neurons 著者： Hajime Yamamoto, Kentaro Abe* *責任著者：東北大学大学院生命科学研究科　脳機能発達分野　教授　安部健太郎 掲載誌：iScience DOI：https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.113800 URL: https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.113800       詳細（プレスリリース本文）   関連リンク 東北大学 東北大学大学院理学研究科   【問い合わせ先】 （研究に関すること）  東北大学生命科学研究科 教授　安部 健太郎 TEL: 022-217-6228 Email: k.abe(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋さやか TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/ 2025-10-10T11:00:00+09:00

発表のポイント うつ病モデルマウスを用いて、脳内における様々な転写因子の遺伝子発現制御活性について評価しました。 抑うつ的な行動を示したマウス脳内では、Tcf/Lef1 転写因子とRest転写因子（注１）の活性が上昇し、それらによって制御されうる遺伝子の発現が変化することを発見しました。 薬剤によってこれら転写因子の転写活性を亢進すると、慢性ストレスにより生じた抑うつ的な行動が改善することが見出されました。 この成果は、転写因子活性を指標にした病理理解と、新規抗うつ薬の開発に貢献することが期待されます。 概要 　うつ病は世界的に深刻な精神疾患であり、その発症メカニズムや治療薬の作用機序には未解明な部分が多く残されています。現在、セロトニン仮説（注２）に基づいて開発された抗うつ薬は治療法として効果を挙げていますが、効果の発現に時間がかかることや、薬剤による効果の個人差が大きいことが課題です。 　東北大学大学院生命科学研究科の山本創大学院生（研究当時）、安部健太郎教授らは、マウスの脳内の神経細胞が内在に発現する多数の転写因子の活性を測定する独自開発技術「転写因子活性プロファイル法」（注３）を確立しています。この技術でうつ病モデルとして知られる慢性社会的敗北ストレスモデルのマウスを解析し、抑うつ状態に関連して活性変化を示す転写因子を探索しました。その結果、転写因子群Tcf/Lef1またはRestの活性上昇が観察され、これら転写因子を薬剤で活性化すると抑うつ状態の改善が促進されることから、これらが抑うつ状態からの回復に寄与することが明らかになりました。 　本研究は、うつ病病理と抗うつ薬の作用に関する新たなメカニズムを示唆するものであり、今後の抗うつ薬開発に新たな視点を与えるものです。     図1. 本研究のイメージ 本研究では慢性的な抑うつ状態のマウスの脳内転写因子活性をプロファイリングし、活性変化を見せる転写因子を同定しました。それらの転写因子の活性がストレス後の回復過程に関わることを明らかにしました。     【用語説明】 注1.    転写因子：転写因子はゲノムDNA上の特定の塩基配列に結合し、その遺伝子の転写を上昇または減少させる“遺伝子発現のスイッチ“とも呼べる制御因子です。転写因子はゲノム中に数百種類存在し、様々な細胞で多様な役割を果たしていることが知られています。Tcf/Lef1転写因子は、個体発生時の細胞の運命決定や、がん細胞・幹細胞などの増殖促進などの役割が知られ、Rest転写因子も発生時の神経分化や、神経疾患との関連が知られています。 注2.    セロトニン仮説：うつ病の発症を説明する仮説の一つで、脳内の神経伝達物質セロトニンの働きが低下することが症状に関わるとする考え方です。モノアミン仮説の中でも特にセロトニンに焦点を当てたもので、抗うつ薬SSRIの開発につながりました。セロトニン仮説はうつ病研究や治療の重要な理論的基盤となっていますが、実際の効果には個人差や時間遅延があるため、セロトニン以外の分子機構も関与することが近年指摘されています。 注3.    脳内転写因子活性プロファイル法：ウイルスベクターを用いて脳内の細胞が内在的に発現する転写因子の遺伝子発現制御活性を直接計測する手法（Abe and Abe iScience 2022）。標的の転写因子のDNA結合配列をもつように合成した人工プロモーターによってレポーター遺伝子を発現させ、その発現量の比較より活性の測定を行う。多数の転写因子の活性を測定し統合した情報を転写因子活性プロファイルと呼び、オミクス情報として捉えられる。     【論文情報】 タイトル：Transcription factors Lef1 and Rest stimulate recovery from depressive states 著者： Hajime Yamamoto, Satomi Araki, Ryoma Onodera, Yasuhiro Go, Kentaro Abe* *責任著者：東北大学大学院生命科学研究科　脳機能発達分野　教授　安部健太郎 掲載誌：Neuropsychopharmacology DOI: 10.1038/s41386-025-02259-0 URL: https://www.nature.com/articles/s41386-025-02259-0     詳細（プレスリリース本文）   関連リンク 東北大学 東北大学大学院理学研究科   【問い合わせ先】 （研究に関すること） 東北大学生命科学研究科 教授　安部 健太郎 TEL: 022-217-6228 Email: k.abe(at)tohoku.ac.jp   （報道に関すること） 東北大学大学院生命科学研究科広報室 高橋さやか TEL: 022-217-6193 Email: lifsci-pr(at)grp.tohoku.ac.jp

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