脂質モダリティ:脂質代謝解析から人工細胞膜構築まで

• 研究概要

  脂質は核酸、タンパク質、糖質に並ぶ主要な生体成分である。核酸など他の成分が水溶性で共有結合した生体高分子に対し、脂質は多分子が疎水性相互作用などで会合することで、特有の膜やミセルなどの集合体構造を形成する。これまで核酸やタンパク質は長い研究の歴史の中で、その取り扱いや計測が確立されてきた。一方で、疎水性で自己集合する脂質に関しては、それらの技術は未だに発展途上の部分も多い。本プロジェクトは、これらのことに関し、腸内細菌や脂質の基礎的な代謝解析から、脂質膜を工学的な視点で材料化する研究まで、世界的にこの分野を牽引する外国機関研究者との共同研究により進めていく。

• 研究目的

  本プロジェクトの目的は、腸内細菌や脂質の基礎的な代謝解析から、脂質膜を工学的な視点で材料化する研究まで、世界的にこの分野を牽引する外国機関研究者との共同研究により進めていくことにある。脂質関連研究は近年の新しい解析法や取り扱い技術の進展に伴い、脂質代謝機構の解明、人工的な細胞膜の再構成が可能になってきた。本プロジェクトでは、これらの分野の基礎生物学的な研究から、工学的な応用まで世界のトップクラスの研究者と共同研究を行うことで、新たな脂質モダリティを提唱する。

• 研究計画

  本プロジェクトでは、1）生物学的研究として腸内細菌や脂質の代謝研究、2）工学的な人工細胞、人工細胞膜研究をおこなう。

  1）の生物学的な腸内細菌、脂質代謝、ステロイドホルモンの生理学的メカニズムを解明することで疾病に資する研究を進める。具体的には、高精度なリピドミクス手法の開発を行う。また我々は脂質代謝関連遺伝子を自由自在に改変する技術を持ち、細胞内の脂質組成を制御することが可能である。外国人研究者の専門の一つであるセリアック病の病態解明を目的として、分担研究者の専門である腸内細菌学を組み合わせることで検討を行う。外国人研究者が確立したセリアック病モデルを本学に導入し、腸内細菌学的アプローチ（腸内細菌代謝物の網羅解析や糞便移植など）を行い、腸内細菌の関与を明らかにする。

  2）工学的な人工細胞、人工細胞膜研究として人工細胞膜に構築したナノポアタンパク質、ペプチドによる一分子計測法を開発する。具体的には、ナノポアによるペプチド断片の一分子計測により、次世代のオミクス解析法の開発を行う。外国人研究者と人工細胞の精密イメージングに取り組み、また分子分光学を専門家の参画により、機能性ペプチドの精密な構造解析を行う。

その他の研究者

村岡　貴博（グローバルイノベーション研究院テニュアトラック推進機構・キャリアチャレンジ教授）
津川　裕司（グローバルイノベーション研究院テニュアトラック推進機構・テニュアトラック准教授）
宮本　潤基（グローバルイノベーション研究院テニュアトラック推進機構・テニュアトラック准教授）