研究紹介 RESEARCH
繊毛とは
繊毛は、単細胞の真核生物からヒトなどの脊椎動物に至るまで、進化の過程で引き継がれてきた「細胞の毛」です。波打ち運動により、細胞の運動や水流の発生を担っています。精子のように、長いものは「鞭毛」ともよばれます。繊毛を知ることは、生命が水などの環境といかに関わり合って進化してきたのかを知るきっかけとなります。当研究室は、海産生物を主な研究対象として、繊毛の構造、運動調節機構、多様性、進化に関する研究を行っています。
一般の方へ：稲葉一男「毛 生命と進化の立役者」（光文社新書）をご参考ください。
精子の生物学
精子は受精のために特殊化した細胞であり、生物の一生のなかで唯一個体を離れて重要な任務を果たす細胞です。 そこには、洗練 された運動装置である鞭毛、遺伝情報を小さく畳み込んだ精子頭部、卵と遭遇し合体 するために必要な先体部が存在し、受精を可能にしています。 この魅力的な細胞が、 いかにして形成され、運動し、受精するのか、その仕組みを分子のレベルで探っています。 特に受精時に見られる精子運動性の変化の機構については、運動活性化と走化性を司るシグナルネットワークや分子モーターダイニンの分子調節機構に関する解 析を進めています。また、いろいろな動物の精子、藻類の配偶子、巻貝などの異型精子、エビやカニなど、鞭毛のない精子の研究を行うことにより、受精環境と精子の進化に関する研究も行っています。
繊毛の構造と運動調節機構
精子の運動装置である鞭毛や感覚器などの上 皮表面に存在している繊毛は、運動性オルガネラとして、あるいは細胞外情報の物理 的・化学的受容のアンテナとして多彩な機能を果たしている「細胞の毛」です。 鞭毛繊毛の 中央を貫く軸糸の構造は進化的に高く保存されており、9+2構造の芸術的な 微小管骨格をもっています。 微小管には分子モーターダイニンやその調節 因子など約250種類のタンパク質が結合し、波打ち運動のためのナノマシーンを構築しています。 私たちは、この「毛」の構成分子の同定と分子構築を研究しています。また、細胞外の環境の変化を受け繊毛運動がいかに応答するのか、その運動調節機構や進化についても、ウニ、ホヤ、クラゲ、魚類、軟体動物、藻類など多様な生き物を用いて調べています。
繊毛の多様性、進化
私たちの研究室は、海に面した臨海施設の中にあります。生命が誕生し進化した現場である海。私たちはそこに生息するさまざまな生き物を使って、繊毛の多様性と進化について研究しています。例えば、多細胞化により繊毛の働きがどのように分担化されてきたのか、クシクラゲの櫛板はいかにして数万本の繊毛の束を作るのか、エビ・カニの精子からどうして繊毛がなくなってしまったのか、発生に伴って器官の繊毛機能がどのように変化し形態形成に関与するのかなどのテーマについて研究しています。また、私たちの研究室で発見された繊毛調節因子である「カラクシン」や「DYBLUP」がいかに獲得され、真核生物の進化に関わってきたのか、原始的な単細胞生物を用いて真核生物の起源も探っています。
日本語総説・著書
(欧文雑誌に関しては「発表論文」をご覧下さい）
稲葉一男：「繊毛の多様化と動物進化」 月刊「細胞」Vol. 56 No. 5 ニュー・サイエンス社（2024）
稲葉一男：「繊毛から眺める海の生き物」 季刊 ｢Ebucheb（エブオブ）｣ Vol. 86 特定非営利活動法人OWS（2022）
稲葉一男：「マリンバイオ共同推進機構」 日本水産学会誌第87巻第6号
公益社団法人 日本水産学会（2021）
稲葉一男：「毛 生命と進化の立役者」光文社新書（2021）
稲葉一男、柴小菊、吉田学：「精子運動の活性化と走化性」 動植物の受精学ー共通機構と多様性（澤田均編）化学同人（2014）
稲葉一男：「カルシウムシグナルによる哺乳類精子超活性化の制御」 細胞工学 Vol. 33(4), 366-371. 秀潤社（2014）
水野克俊、柴小菊、稲葉一男：「精子が卵を目指すしくみ――運動の方向転換を司るタンパク質「カラクシン」」
遺伝 Vol. 67(5), 610-617. NTS (2013)
稲葉一男：「鞭毛・繊毛の構造と運動メカニズム」細胞工学、秀潤社 (2009)
稲葉一男：「動物の動きの秘密にせまる」日本比較生理生化学会編、共立出版（2009）
笹倉靖徳、稲葉一男、佐藤矩行、赤坂甲治：NRBP(ナショナルバイオリソースプロジェクト)紹介—カタユウレイボヤ・ニッポンウミシダ─海産無脊椎動物のリソース展開─、ビオフィリア 2008年12月(冬)号（Vol.4-4 No.16）
稲葉一男：「精子鞭毛運動とプロテアソーム」 新編精子学 東京大学出版会 (2006)
稲葉一男：「ゲノム情報と精子学」新編精子学 東京大学出版会 (2006)
稲葉一男：「臨海実験施設の将来像」比較生理生化学2006, 23, 193 (2006)
笹倉靖徳・稲葉一男・佐藤矩行：「カタユウレイボヤのバイオリソース化に向けて」、細胞工学 l25, 1460-1461 (2006)
稲葉一男：月刊海洋（号外41号）(2005)境界動物の生物学—脊椎動物への進化の研究最前線—、ホヤ精巣における遺伝子発現とそれらの機能解析、89-97
稲葉一男：タンパク質リン酸化による鞭毛・繊毛運動の制御, 比較生理生化学(1999)16, 4-14.
稲葉一男：精子鞭毛運動の分子機構に関する研究、生物科学ニュース (1998) 322, 16-20
森沢正昭、稲葉一男：「生殖と受精」、朝倉図解生物科学講座「図説発生生物学」（浅島誠編）(1996) 朝倉書店
稲葉一男：プロテアソームによる精子鞭毛運動の制御、生物物理 (1996) 203, 49-50
稲葉一男：精子鞭毛運動におけるプロテアーゼの役割、比較生理生化学 (1995), 12, 251-259
稲葉一男：精子のプロテアソーム、Cell Science 、医学出版センター (1992) Vol. 8, 750-758
稲葉一男・毛利秀雄：鞭毛繊毛運動の分子機構。蛋白質・核酸・酵素 臨時増刊号 「細胞骨格の機能」（酒井彦一編）共立出版 (1989) Vol. 34, 1505-1512
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