脂質イノベーションを目指して 本研究プロジェクトは、今までその特殊性から研究が進みづらかった脂質に関する研究に、生化学、生物物理学、有機合成化学、界面化学、分子科学といった分野を超えた共同研究で取り組み、はじめて脂質の統合的な理解を実現すると同時に、脂質に起因する病態(メタボリックシンドローム、神経疾患等)の予防、治療への道を探るものである。

サブプロジェクト1:
有田正規

脂質の多面的解析

脂質の生化学解析、脂質の可視化、物理化学的解析、阻害剤のスクリーニング

サブプロジェクト2:
佐甲靖志

脂質-タンパク質分子間相互作用

膜タンパク質・脂質の1分子解析、膜タンパク質の構造解析、シミュレーション

サブプロジェクト3:
平林義雄

ダイナミックな脂質機能の理解

病態の責任タンパク質の同定、ノックアウトモデル動物の作製

代表者メッセージ

プロジェクトリーダー 小林 俊秀(小林脂質生物学研究室)

生体膜の基本構造である脂質2重層はたった1種類の脂質によって再現することができます。しかし私たちの体には何千種類もの脂質分子種が存在します。何故このように多くの脂質種を持つかについてはまだわからないことがたくさんありますが、微量の脂質がメッセンジャーとして働くとともに、脂質の集合体が形成する特徴的な構造が細胞の機能に重要な役割を果たしていることが明らかになってきています。動脈硬化、心臓疾患、メタボリックシンドロームなど多くの疾患が脂質の異常に起因する事は良く知られています。一方、脂質が特別な性質(DNAの一次産物ではない、水に溶けない等)を持つことから、脂質研究はタンパク質、核酸の研究に比べて遅れています。しかし、最近の質量分析装置や顕微鏡技術の発展から、個々の脂質の機能を多面的に捉えることが可能になってきました。

本研究では脂質の可視化技術、1細胞レベルでの脂質分析技術、1分子レベルでの脂質、タンパク質の動態の解析等、理研独自の技術を研究所横断的に駆使することにより、脂質の機能の本質的な理解を目指すとともに、脂質に起因した病態の診断、治療の道を探ります。

研究は3つのサブプロジェクトの密接な共同研究により遂行します。Advanced Lipidomics(脂質の多面的解析)サブプロジェクトは本プロジェクト全体で使用する脂質可視化ツールや脂質の代謝、分布、ダイナミクスを阻害、修飾する化合物のスクリーニングを行うと共に、質量分析を駆使することで1細胞レベル、また網羅的な脂質解析の技術をプロジェクト全体に提供します。Molecular Protein Lipidology(脂質-タンパク質分子間相互作用)サブプロジェクトでは脂質環境が膜タンパク質に与える影響について分子レベルで解析します。Dynamic Lipid Physiology(ダイナミックな脂質機能の理解)サブグループは他のサブグループとの協力により神経細胞、免疫細胞、脂肪細胞等における脂質の機能を明らかにします。共同研究を推進することで脂質研究の新しい潮流を作ることが本研究の目的です。

2014・2015年度 プロジェクトリーダー 小林 俊秀 (小林脂質生物学研究室)


プロジェクトリーダー 佐甲 靖志(佐甲細胞情報研究室)

理化学研究所 新領域開拓課題「脂質の統合的理解」(Integrated lipidology)も2016年度で3年目に入ります。当プロジェクトの発起人である小林俊秀代表のフランス国立科学研究センター(CNRS)への転出に伴い、2015年度末にプロジェクトの再編がありました。2016年度から、理研環境資源科学研究センター(CSRS)の有田正規チームリーダーをAdvanced Lipidomics(脂質の多面的解析)サブプロジェクトのリーダーとして迎え、私が全体の代表を務めさせていただくことになりました。小林リサーチディレクターには今後も主要なメンバーとして海外から研究に加わっていただきます。

一口に脂質といっても、その役割は多岐に渡ります。細胞を生命の機能単位たらしめる上で、脂質が二重膜を形成して細胞・オルガネラの内外を規定することは欠かせません。多様な分子特性をもつ脂質が二重膜上で不均一に分布し、特定の膜タンパク質を集積させるドメインを形成することで高効率な細胞内シグナル伝達を実現しています。また、遊離脂肪酸は腸・膵臓・脂肪組織・免疫細胞・脳神経系等においてメディエイターとして機能し、生体の恒常性の維持や神経回路の形成などに関わります。さらに、腸内細菌による多様な脂質代謝産物は生活習慣病をはじめとするヒトの健康に寄与しています。

当プロジェクトでは、これまでに上記の脂質の役割の一端を明らかにしてきました。2016年度以降は共同研究を一層強化し、昨年度までに各サブプロジェクトで培われた脂質の解析技術を組み合わせ、脂質の新たな機能の探索と原理の解明を推進していきます。これにより、脂質による生体制御システムを分子から個体レベルまで階層横断的に明らかにしていきたいと思います。

2016年度~ プロジェクトリーダー 佐甲 靖志 (佐甲細胞情報研究室)

研究紹介

トピックス

2015.12.4
[活動状況] 第88回 日本生化学大会(神戸市)において、ワークショップ "生体金属の最前線" が開催されます。(オーガナイザー: 城宜嗣、石森浩一郎)
http://www.jbsoc.or.jp/notice/jbs2015.html
2015.12.3
[活動状況] 第88回 日本生化学大会(神戸市)において、ワークショップ "脂質シグナリングとその破綻がもたらす病態の理解" が開催されます。(オーガナイザー:深見希代子、小林俊秀)
http://www.jbsoc.or.jp/notice/jbs2015.html
2015.9.30
[活動状況] 第9回メタボロームシンポジウム(三島市)において "リポクオリティシンポジウム" が開催されました。(オーガナイザー:有田誠)
https://sites.google.com/site/9thmetabolome/
2015.7.31
[研究紹介] 理研プレスリリース "膜孔形成毒素の作用を直接観察により解明-膜孔形成毒素は脂質膜の再編成も引き起こす-" が発表されました。(小林俊秀)
http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150731_2/
2015.7.28
[活動状況] 理研シンポジウム "Imaging cellular structure and dynamics" が開催されました。(主催:小林脂質生物学研究室)
2015.7.1
[活動状況] 日本細胞生物学会第67年会において、シンポジウム "Formation of organelle contact sites: a new role of membrane microdomains" が開催されました。(オーガナイザー:小林俊秀、多賀谷光男)