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。
順次アップデートを行います。しばらくは旧ページも参照ください。