斎藤パネル
創発PO・創発アドバイザー一覧
創発PO： 斎藤 通紀（京都大学 高等研究院 教授）
【専門分野】 発生生物学・細胞生物学
京都大学医学部卒業、同大学院医学研究科にて博士号取得、英国ウェルカムトラスト発生生物学・がん研究所、理化学研究所を経て、2009年より京都大学大学院医学研究科 教授、2018年より京都大学高等研究院 教授、同ヒト生物学高等研究拠点 拠点長。
マウス・サルをモデルとして生殖細胞の発生機構を解明、その知見に基づき、マウス・サル・ヒト多能性幹細胞を起点に生殖細胞の発生過程を試験管内再構成する研究を確立、生殖生物学・医学に新しい可能性を提示、それら研究を発展させつつある。
武田医学賞、上原賞、朝日賞、恩賜賞・日本学士院賞、国際幹細胞学会(ISSCR) Momentum Award等を受賞、EMBO Associate Member、国際幹細胞学会(ISSCR) Board of Directors を務める。
創発アドバイザー（五十音順）
- 井垣 達吏
- 京都大学 生命科学研究科 教授
- 伊藤 武彦
- 東京科学大学 生命理工学院 教授
- 大川 恭行
- 九州大学 生体防御医学研究所 教授
- 工藤 洋
- 京都大学 生態学研究センター 教授
- 佐竹 暁子
- 九州大学 理学研究院 教授
- 鈴木 穣
- 東京大学 大学院新領域創成科学研究科 教授
- 中川 真一
- 北海道大学 薬学研究院 教授
- 西村 剛
- 大阪大学 大学院人間科学研究科 教授
- 西山 朋子
- 京都大学 大学院理学研究科 教授
- 東山 哲也
- 東京大学 大学院理学系研究科 教授
- 平谷 伊智朗
- 理化学研究所 生命機能科学研究センター チームディレクター
- 深川 竜郎
- 大阪大学 大学院生命機能研究科 教授
- 深津 武馬
- 産業技術総合研究所 モレキュラーバイオシステム研究部門 首席研究員
- 山田 泰広
- 東京大学 大学院医学系研究科 教授
- 吉田 松生
- 基礎生物学研究所 生殖細胞研究部門 教授
創発研究者一覧（斎藤パネル）
2023年度採択
（斎藤パネル）
Bottom-up reconstitution of human post-gastrulation development
ボトムアップアプローチによるヒト原腸陥⼊後胚発⽣の再構成
ヒトの初期胚発生は、極めて重要な現象にも関わらず、倫理的問題などからその多くは未解明なままです。本研究では、独自に開発した試験管上で体節の発生過程を再構成するaxioloidモデルに、新たな構成要素を加えていく手法により、倫理的問題を回避しつつ、神経管や脊索、心臓など、より複雑なシステムの発生機序の理解につなげると共に、本モデルでの非ヒト霊長類との種間比較を通じて、我々ヒトを特徴づける原理の解明に貢献します。
（斎藤パネル）※終了（研究開始前）
多細胞生物の表現型進化の構成的理解
本研究では、生命進化の方向性を規定する平行進化遺伝子に着目します。離れた系統で収斂的に生じる染色体再編成や塩基置換が、多細胞生物の表現型を特定方向に進化させる分子基盤の解明を目指します。昆虫の色彩の進化を題材に、過去に生じた染色体再編成を現生生物で復元する技術や、体細胞で祖先の遺伝型を復元する技術を開拓し、多細胞生物の進化を実験室で組み上げて理解する「ゲノム再構成進化生物学」を創成します。
（斎藤パネル）
長距離シグナル波が制御する器官形成の新規機構
動物の器官が成長する過程では、細胞レベルのスケールを超えてマクロスケールにはたらく協調作用が必要であると考えられますが、その実体はほとんど不明です。本研究では、極端に長く伸長する器官である腸に注目し、そこで起こる「ぜん動波」と呼ばれる筋収縮の波をマクロスケールのサイズ調整を可能とするシグナルとして捉え、ぜん動波の人為操作とライブイメージングを駆使して、器官形成の新原理を提唱します。
（斎藤パネル）
ヒストン修飾を基軸とした卵子プログラミング仮説の検証
生物の形質や体質はどのように決まるのか、という根本的な問いに「エピゲノム遺伝学」の観点から迫ります。特に、ゲノム機能を制御するヒストンタンパク質が卵子から胎児へと母性伝承される現象に着目し、「親世代の環境ストレス等が卵子のヒストンの変化を介して胎児の発生や子の形質に長期作用する」という“卵子プログラミング仮説”を検証します。本研究は、ヒストンを基軸に遺伝と環境を繋ぐ初めての挑戦と位置付けられます。
（斎藤パネル）
盗葉緑体現象から探る藻類創生の進化原理の解明
盗葉緑体現象とは、もともと葉緑体を持たない生物が、藻類を取り込んで一時的な細胞内共生を結ぶ現象で、藻類になる進化の解明には有用なモデルです。本研究は、盗葉緑体性渦鞭毛虫ヌスットディニウムを用いて、宿主-共生体間の物質輸送に関わる因子、やり取りされる物質を特定し、一時的な細胞内共生における物質輸送機構を解明することで、非光合成生物が藻類になる藻類創生の進化研究に革新的な知見を与えることを目指します。
（斎藤パネル）
固有栄養感知機構の解明と応用
生命にとって栄養素を適切に摂取し利用することは必須命題です。しかし、構造や特性において多岐にわたる栄養分子をどのような機構で感知し、その増減に応答するかは不明です。本研究提案では、ショウジョウバエを用いて、個々の栄養素に固有の感知機構を遺伝学的に同定し、栄養不良に対する適応機構と栄養代謝ネットワークを統合的に理解することを目指します。これにより、健康寿命を最大化させる精密栄養の実現に貢献します。
（斎藤パネル）
初期胚が持つ特殊な複製様式の意義とメカニズムの解明
マウス1、2細胞期胚は、体細胞とは異なる特殊な複製様式を持ちます。この複製様式は、染色体異常を引き起こしやすく、その結果、初期胚は高いモザイク胚形成率を示すなどリスクを伴っているが、その意義については分かっていません。本研究では、リスクを負って1、2細胞期胚が特有の複製様式をとる生理的な意義とメカニズムを解明し、DNA複製様式と胚発生におけるイベントとの新たな関係を示すことで、発生生物学分野に一石を投じる新しい研究シーズの創出が期待されます。
（斎藤パネル）
菌従属栄養植物から読み解く菌根共生制御機構
菌根ネットワークを介した植物間の炭素交換の妥当性に関しては、現在も盛んに議論されています。一方で、菌根菌から炭素を収奪する菌従属栄養植物の存在は、こうした炭素の流れが実際に起こっている強力な証拠です。このエネルギー流の機序を明らかにすることは、持続可能な森林管理や農業の実践においても重要です。本研究では、菌従属栄養植物を足掛かりに、菌根共生を介した植物間炭素移動を包括的に理解することを目指します。
（斎藤パネル）
⼼臓構造による拍動創出原理の解明
心臓の拍動は全身の生理・精神状態に密接に関わります。本研究は心臓が拍動を生み出す基本原理を明らかにし、さらには拍動制御による全身状態の向上を目指します。ショウジョウバエ心臓や哺乳類心筋細胞を用い、機械刺激が動的なアクチン集合体を介して筋原繊維パターンを創出し、拍動を生み出す機構を解明します。そして、拍動を新しいアプローチで制御することで全身状態や神経活動を改善し、新規疾患治療法の開発につなげたいと考えています。
（斎藤パネル）
クマムシが無水生命状態を可能にする分子機構の解析
生命にとって水は必須であると考えられています。その一方で、クマムシという微小動物は、体内の水分量を約３％まで低下させた無水無代謝の状態に入ることができます。また、給水により約１５分で元の状態に戻ることから、クマムシの無水状態は生体の乾燥保存の良い手本であると考えられます。本研究では、クマムシの無水状態を可能にする分子機構を明らかにするため、細胞が脱水する過程で生じる現象の解明を目指します。
（斎藤パネル）
革新的mtDNA操作による病態発症機序の統合的理解
ミトコンドリアが有する独自のゲノムであるmtDNAは、生体の恒常性維持に必須です。mtDNA異常と疾患の関係性は50年以上前から提唱されていますが、mtDNAを標的とした遺伝子操作は未だ困難で、基礎研究や創薬において大きな障壁となっています。本研究では、これまでアンタッチャブルであったmtDNAを標的とした遺伝子工学技術を構築・発展させ、ミトコンドリア機能制御および疾患発症機序の解明を目指します。
（斎藤パネル）
パレオーム分析による日本列島の動物相形成史の解明
近年、更新世の動物化石などに残存するDNAやタンパク質の分析により、人類を含む絶滅動物の系統や生きざまが復元できるようになってきました。本研究では、こうしたパレオームの分析技術をさらに発展させ、私たちヒト以外の人類が日本列島に到達していたかを検証し、同時に、日本列島の動物相の形成史を明らかにします。進化の過程を記録した古代分子の直接分析により、人間観や持続可能な保全を古生物学の視点から深化させます。
（斎藤パネル）
原始後生動物における幹細胞の不均一性と可塑性の理解と制御
ヒトを含む高等動物は長期的な個体維持能力や再生能力を失っていますが、それらを再獲得することはできるでしょうか？本研究では、原始後生動物である刺胞動物のエダアシクラゲに注目して、幹細胞の特性や細胞可塑性の仕組みを体系的に理解します。そして、より複雑なモデル動物であるショウジョウバエを使って、クラゲの幹細胞機能や細胞可塑性の特性を腸管に適用することで、腸管恒常性や個体機能の長期維持や改善がみられるかどうかを検証します。
（斎藤パネル）
核構造動態を起点とする初期胚発生制御機構の解明
哺乳動物胚が発生するためには、生殖細胞ゲノムが受精後に初期胚の状態へと「初期化」される必要があります。初期化はエピゲノムの変化として理解されてきましたが、ゲノムを格納する核自体も特殊な状態に遷移するかはわかっていません。そこで本研究では、核の構造や機械的性質を制御する核骨格タンパク質に着目し、初期化に伴う核構造の動態を捉え、核自体の性質変化が遺伝子発現や胚発生を制御する作用機序の解明に挑みます。
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