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コラーゲン分子複合体の代謝調節からアプローチする生命医科学研究

【ライフサイエンス】 稲田チーム

  • 研究概要

    戦略的研究チームの形成において、コラーゲン分子複合体研究の課題遂行のために、コラーゲン関連酵素であるコラゲナーゼ等の遺伝子解析、タンパク質としての構造解析、細胞内シグナル解析、悪性腫瘍や骨疾患などの疾患への関与等を各研究者の専門と強みを活かして実施することを念頭においてチームを結成した。

    本学の研究者は、コラーゲン関連酵素代謝の解明ならびに疾患の予防・治療への応用を目指して、病態モデル動物を用いた生活習慣病へのアプローチ、生体材料としての可能性、遺伝子変異と調整解明を各研究者の強みを活かして本研究チームに貢献する。外国人研究者3名は、世界超一流誌の高い業績を有しており、所属機関は本学と大学間連携協定を締結していることから、本チーム形成に向けた連携体制はすでに有しており、本学の研究者との円滑な国際共同研究の実施が可能であり、本研究課題に関わる高いインパクトの国際共著論文の作出が見込まれる。

  • 研究目的

    コラーゲン分子複合体は生体を構成する最も主要なタンパク質として、脂質、糖質との複合体及び単体としても生理活性を発揮する生体分子群の総称である。近年のリバースジェネティクス研究の進展により、ライフサイエンス分野の遺伝子解析関連の研究は飛躍的な進展を示したが、高分子タンパクの集合体であるコラーゲンを中心とした分子複合体の解析はいまだ未知の分野である。そこで、コラーゲン分解酵素の遺伝子欠損マウスを世界に先駆けて作成した研究チーム代表者およびコラゲナーゼの癌疾患への関与解析、ECM代謝調節とシグナル研究の推進、多数のECM分解酵素分子クローニングを行っている外国人研究者を招聘してチームを結成し、コラーゲン分子複合体の代謝調節からアプローチする生命医科学研究の新展開を図る。

    3型コラゲナーゼ遺伝子欠損マウスおよびコラーゲン切断不全マウスを用いて、コラーゲン分子複合体の遺伝子変異解析・細胞接着シグナル関与分子の同定・酵素切断部位決定・癌および骨粗鬆症における役割を解明する。本研究により、コラーゲン分解酵素群の遺伝子解析、シグナル伝達、運搬と分解、生理活性と疾患への関与までの新展開を実現できる。その成果を発展させ、コラーゲン分子複合体に関わる疾患発症メカニズム解明から創薬に至る産業応用を目指す。本研究の学術的な特色は、コラーゲン分解酵素改変動物を活用した多面的解析によってコラーゲン分子複合体の生体機能の解明に迫る点であり、当該分野で世界をリードする外国人研究者と若手研究者が一体化となった独創的チームを結成することである。本研究実施により、
    1. 世界に先駆けたコラーゲン分子複合体の研究拠点の形成
    2. 研究成果の世界的発信
    3. 研究成果の産学連携応用を推進し、グローバルイノベーション研究に資する成果を輩出する。

  • 研究計画

    本戦略的研究チームでは、研究課題の実施と研究成果の世界的発信を念頭に、具体的には、コラーゲン分子複合体の分解酵素群であるコラゲナーゼやゼラチナーゼの遺伝子解析、タンパク質としての構造解析、培養細胞を用いた接着シグナル解析、疾患モデル動物を用いた悪性腫瘍や骨疾患などの疾患への関与を解明する。

    研究方法は、遺伝子工学手法・細胞培養・生化学的酵素解析・NMR分子構造解析・タンパク質相互解析法・CTを用いた疾患モデル動物断層画像解析法等を駆使する。

    外国人研究者3名は、癌疾患関連解析・細胞内シグナル伝達解析・ECM酵素切断解析で世界的に高い実績を有しており、本チームの研究遂行を効率的に進め、国際共著論文の輩出を目指す。
    また、本学側の教員は、国際的な先端研究課題の実施が可能な准教授、女性研究者、若手テニュアトラック教員による若手教員に力点を置いた最先端のライフサイエンス研究チームとした。参画教員はこれまでに一流レベルの国際誌に研究成果を発表してきた実績を有しており、外国人研究者とは共同研究を進める体制をすでに構築していること、所属機関は本学と大学間連携協定を締結していることから、円滑に国際共同研究を実施できる。さらに、大学院生が本研究に積極的に参加する体制とし、外国人研究者によるセミナー等を開催して、グローバル人材創出とイノベーション人材創出にも貢献する体制とする。本研究課題の実施によって、世界的に著名な外国人研究者との国際共同研究の推進を加速し、研究成果を論文として協働執筆する体制を強化することによって、高いインパクトの国際共著論文の作出が見込まれる。

代表者について

稲田 全規

職位 准教授
所属 工学研究院
URL

外国人研究者について

Carlos Lopez-Otin

所属研究機関 オビエド大学(スペイン)
部門 Biochemistry and biological molecular
職位 教授
URL

http://degradome.uniovi.es/

その他の研究者

宮浦 千里 (副学長・工学研究院・教授)
野村 義宏 (農学部硬蛋白質利用研究施設・教授)
池袋 一典 (工学研究院・教授)
中澤 靖元 (工学研究院・准教授(テニュアトラック))
富成 司 (グローバルイノベーション研究院・特任助教)

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