研究成果を論文として発表しました!

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

分子生物学研究室の西です。最近、我々の研究室の研究成果(論文)が「Oncogenesis」という、がん関連の事象を扱う科学誌に掲載されました。DNA二重鎖切断という重篤なDNA損傷を修復するシステムに関わる新しい因子の同定と機能解析についてです(下図を参照して下さい)。もう少し詳しい解説は研究室のホームページをご覧ください。

Nishi

論文掲載URL:https://www.nature.com/articles/s41389-020-00244-4

研究室URL:https://nishi-lab.bs.teu.ac.jp/

この研究に限らず、今回の論文でこの研究は終わりというわけではありません。この結果から考えられる新しい疑問・仮説が湧いてきます。この疑問に向き合っているときが研究の中で一番楽しい時間かもしれません。

卒業研究が少しづつ始まりました。

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

理系の大学生にとって卒業研究は大学卒業を賭けた最大のイベントです。

残念ながらコロナ禍により卒業研究ができない状態が続いていましたが、やっと少しづつ研究ができるようになりました。

少ない人数で距離を保ちながらのスタートです。

研究室で学生が研究をする姿を見るのは3か月振りくらいになり、懐かしい感じがします。20年近く大学で働いていますが、これほど長い時間、研究室で研究活動が行われなかったのは初めてです。しかし、日常がじわりじわりと戻りつつあるのを実感しました。

まだまだ、学内のコンビニは空いています。しかし、やっぱり学内のコンビニは混雑しているくらいが、活気というか、活力というか、そういう感じがあって私は好きです。

もう少しの辛抱だと信じましょう。

応用生物学部 秋元卓央

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論文が掲載されました!

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

応用生物学部の吉田です。最近、本研究室の研究成果が「Analytical and Bioanalytical Chemistry」という分析化学の専門誌に掲載されました。がんの目印となるゲノムDNAのメチル化レベルを簡単に測定する方法を開発したという研究成果になります。この研究では遺伝子組換え技術を用いて、メチル化DNAを酸化するヒトの酵素を大腸菌に作らせて、それを利用して新たな測定方法を開発しました(図)。

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ご興味があればぜひ、下記URLをクリックして頂きたいのですが、科学論文は基本的にはすべて英語です。研究を行うためには、これまでの研究成果を知る必要があり、そのためには論文を読まなければなりません。つまり、研究を行うためにも研究成果を発表するためにも英語が必須です。私も常に(?)英語を勉強しておりますので、皆様も一緒に英語を勉強しましょう!

https://link.springer.com/article/10.1007/s00216-020-02745-y

新型コロナウイルスと油 -油脂は人類を救う!-

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

日本を含め世界中で新型コロナウイルスが猛威を奮っているが、日本ではやっと感染者の数も大幅に減り、収束に向かいつつある。本キャンパスのある東京都も緊急事態宣言が解除されて、本学も新学期がスタートした感がある。4月、5月と在宅勤務を続けていた私だが、研究室の学生も、この間、学校に来られないため、自分の研究が出来ずに不安な日々を送ったことと思う。

私の食品機能化学研究室の研究対象は、油脂であり、その主な研究テーマは、以下の通りである。

◆ 安全でおいしいフライ食品をつくる。(油脂による食品の劣化機構の解明と防止法の開発)
◆ 環境に優しい食品分析法を開発する。
◆ 油脂の栄養・健康機能を調べる(機能性油脂の開発)。
◆ 食品素材を使って食品中の有害物質を除去する。

すなわち、油脂の観点から食品の安全性や栄養・健康機能を考えることを当研究室の主たるテーマとして、学生が卒論や修論に取り組んでいる。

自宅での自粛期間の間、私達の研究が、この新型コロナウイルスによる感染症の予防や治療に役立つことがあるのだろうかと、自分自身に問いかけてみた。私達の研究は、食品分野であり、医薬に関わるものでないことから、全く意味がないのではないかと思われたが、あらためて油脂とは何かを考えたところ、私達の研究がこの新型コロナウイルスの感染の予防に役立つかもしれない、との思いに至った。

細菌やウイルスの感染防止には、石鹸による手洗いと、アルコール等による消毒は必要不可欠であることは周知のごとくである。このうち、石鹸は、油脂を原料として作られている。私達は、油脂を食品としてみなしていたが、油脂は食品として利用されているだけでなく、石鹸や洗剤などの工業品のほか、髪油のような化粧品や医薬品等にも利用されている。

石鹸は、化学的には高級脂肪酸の塩で、通常、炭素数が12~18の脂肪酸のナトリウムNaやカリウムKの塩である。一般的に、牛脂・豚脂・ヤシ油などを配合した油脂を水酸化ナトリウム水溶液で「ケン化」することでつくられる。石鹸は界面活性剤であり、油や油を含む汚れを水に分散させる作用により洗浄能力を持つが、細菌やウイルスを洗い落とすことで物理的に除去する「除菌作用」を持つ。またウイルスに対しては、ウイルスを構成する脂質二重膜を破壊することで不活作用を示すとされる。

洗剤は、石鹸以外の界面活性剤を含むものを指すが、洗剤に用いられる界面活性剤のうち下記の界面活性剤が、新型コロナウイルスの消毒に有効であることが報告されている。
直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム・アルキルグリコシド・アルキルアミンオキシド・塩化ベンザルコニウム・ポリオキシエチレンアルキルエーテル
これらのうち、アルキルグリコシドは、脂肪族アルコールと糖がグリコシド結合した非イオン界面活性剤(ノニオン界面活性剤)である。その代表的なアルキルグリコシドの構造を図に示したが、ヤシ油の脂肪酸(炭素数が8~18で、炭素数12のラウリン酸が主)を還元して得られる脂肪族アルコールと、トウモロコシデンプンを加水分解して得られるグルコースから作られる。

このように、細菌やウイルスの感染を防止するための石鹸や消毒液は油脂や食品を原料としているものが少なくない。その意味で私達の研究は、決して無意味ではないといえる。これら油脂を原料とした石鹸や消毒液を使って新型コロナウイルスによる感染が一刻も早く収束することを願う。

遠藤泰志

Endo1アルキルグリコシド

Endo23密はダメ!

着任のご挨拶(西 良太郎)

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

皆様初めまして、2020年4月に着任しました西 良太郎です。

私の研究室の名前は分子生物学研究室となっています。自分で名付けたのですが、分子生物学というのは非常に広範な学問分野で、何をやっているのか分かりづらい!ということで、もう少し具体的に紹介したいと思います。

ご存知のように、私たちの体を構成する情報はゲノムDNAにコードされています。ところが、DNAは色々な要因によって傷ついています。身近なところでは太陽光に含まれる紫外線もそれらの要因の一つです。“細胞が発生したDNAの傷をどのようにして修復しているかを分子レベルで明らかにすること”が研究のメインテーマになっています。細胞がDNAの傷を治している仕組みを解明すれば、例えばがん細胞だけでDNAの傷を修復出来なくさせて除去することが可能になるかもしれません。そのような未来を目指して基礎研究を行っている研究室です。

さて、研究をするうえで大事なことは数多くありますが、そのうちの一つに正確に物事を伝える、ということがあります。例えば最近のニュースではPCRや抗体検査などの言葉をよく耳にするかと思います。皆さんはこれらの単語を正しく理解して、伝えることができるでしょうか?実はこれらを理解していればいるほど、意外と難しいですよ。応用生物学部での学びを通じて、科学的な考え方や表現方法を修得してほしいなと思っています。

西 良太郎

Img_0803 写真は数年前に学会で訪れたVentura (California)です。

新型コロナウイルスの流行のもたらす研究や教育への影響

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

いまの世間の最大の関心事は,なんといっても,新型コロナウイルスの世界的な流行の問題です。現時点(2020年3月下旬)で,この先のこのウイルスの感染拡大がどのようになるか,予測がつきませんが,大学ではこんなことがあったということを書いてみます。

本学の場合,1月で授業は終わりで,1月下旬から2月上旬に定期試験や卒業研究などの発表会/審査会があり,そこまでは,とくに新型コロナウイルス流行の影響はありませんでした。4年生の場合,2月~3月に研究室や部活動の仲間と就職前の卒業旅行に行く人が多いのですが,これは,予定通り行けた人,行くのをやめた人にわかれました。

3月は,大学の授業がない時期であることから,さまざまな分野の学会が開催されるシーズンです。私も「日本水環境学会」に出席予定で,私自身の発表に加えて学生の発表も予定していたのですが,大規模集会の自粛の一環で開催が中止されました。ほかにも,さまざまな分野で春休みに学会が予定されていましたが,3月に開催が予定されていたほとんどの学会が中止になったようです。

3月19日は卒業式でした。本学では,多人数が集合する全体の式典は行わないことにして,研究室ごとに卒業証書を授与しました。卒業式が中止になるのは,2011年の東日本大震災のとき以来になります。

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3月19日の研究室ごとの卒業式

感染症というと,空気感染や飛沫感染などを思い描いてしまいますが,水や食品を経由する感染症もたくさん知られています。私の専門とする上下水道もイギリスでの産業革命以来の感染症流行へのたたかいのなかで技術が進歩してきました。

物理学者かつ随筆家の寺田寅彦がいまから80年以上も前に「ものをこわがらな過ぎたり、こわがり過ぎたりするのはやさしいが、正当にこわがることはなかなかむつかしいことだ」と書いています。この言葉は,危機管理を専門とする研究者にしばしば引用されます。正体がつかめないリスクに対して,最初はこわがり過ぎて過剰に対処しますが,それが面倒になってくると,こんどは,怖がらな過ぎて痛い目にあうかも知れません。大学での学習(本学では「学修」という字をあてています)の究極の目標は,正当にこわがる力をつけることかも知れません。

水環境工学研究室 浦瀬太郎

食品の保存について

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

先日、新型コロナウィルスの影響で、カップ麺や冷凍食品といった保存食が買いだめの対象になったというニュースがありました。保存食はこういった時に買い込むのではなく、常日頃から準備しておくようにする必要があるでしょう。

このような背景から今日は保存食についてお話ししたいと思います。食品の保存方法の1つとして冷凍保存が挙げられます。冷凍保存は数ある食品の加工方法の中で最も加工前の状態に戻すことができる方法です。また、私は研究テーマとして、凍結解凍を取り扱っていることもあって、「冷凍こそ究極の食品保存法だ!」と声を大にして言いたいところです。しかし、「保存」という部分に着目すると、究極の食品の保存法は缶詰ではないかと考えます。ここで、冷凍と缶詰を比較してみましょう。

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上の表を見ると、冷凍保存後に生の状態に戻すことができるという点においては冷凍に軍配が上がりますが、停電になると冷凍食品は使い物になりませんし、解凍しなければアイスクリーム以外は食べることができません。その点、缶詰は低温で保存する必要もないですし、基本的に缶を開けてそのまま食べることができることから、保存という観点では缶詰に分がありそうです。

なお、滅多にあることではありませんが、保存能力の高い缶詰であっても、缶蓋が膨らんだ缶詰は、殺菌不足により残存した微生物が保存中に増殖していることを示しているため、食べてはいけません。また、缶が錆びた場合も、腐食した部分から微生物が混入し、中身が汚染されている可能性があるため、消費は控えましょう。逆に言うと、缶に異常がなければ基本は消費可能ということになります。以前、私の出身大学で、数十年前に学生の実習で製造されたマグロのオイル漬け缶を食べた教授が「味が馴染んでいて美味い」と言っていました。恐るべし缶詰…。

実際に、私も学生時代に賞味期限間近のツナ缶を購入して数年置いて、味が馴染んで美味しいマグロ缶を食べようとしました。しかし、当時付き合っていた彼女に、賞味期限が何年も過ぎてたからという理由で、勝手にそのツナ缶を捨てられてしまいました。もちろん、喧嘩になったのは言うまでもありません…。

これを読んでいる皆さん、賞味期限が過ぎた缶詰は勝手に捨てないようにしましょう!

高機能性食品研究室 阿部周司

 

“ラクトフェリン”—脊髄損傷治療薬への挑戦—

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

アンメットメディカルニーズ (Unmet Medical Needs)という言葉をご存知でしょうか?未だ治療法が見つかっていない疾患に対する医療ニーズのことで、より具体的なものとしては、治療法が見つかっていない疾患の治療薬が含まれます。私の研究室ではこのアンメットメディカルニーズに応える治療薬の開発を目的として、大学院生や学部生が日々新しいバイオ医薬品の開発に取り組んでいます。特に我々の身体で我々の健康を保つために自然免疫で機能する“ラクトフェリン”というタンパク質に着目して研究を進めています。

ラクトフェリンはミルクに多く含まれるため、機能性食品としての開発が進んでいる分子ですが、医薬品としての開発実績はありません。えっ、食品が薬になるの?と驚いた方も多いのではないでしょうか?ここでは、私達の研究グループが見出した意外な?ラクトフェリンの機能をご紹介したいと思います。

上述したアンメットメディカルニーズの一つに、脊髄損傷治療があげられます。脊髄損傷とは事故などで、脳と身体を繋ぐ神経の束である脊髄が損傷することで、運動や感覚機能などに障害を生じる病態を指します。この治療薬として、ラクトフェリンが有望ではないかいう可能性を我々は見出しました。脊髄損傷の病態主要因は、脊髄損傷後に起こる活性化アストロサイトからのコンドロイチン硫酸プロテオグリカン (CSPG) の産生、分泌であり、CSPGを受け取った神経の成長円錐はその機能が崩壊して、神経軸索伸長が著しく阻害されることがわかっています。ラットの脊髄損傷モデルで、CSPGを消化する酵素コンドロイチナーゼABCを投与すると、その病態が著しく回復することから、CSPGは脊髄損傷の病態主要因であることが改めてわかります。したがって、CSPGは脊髄損傷治療の創薬ターゲットとして有望なことから、製薬企業はCSPGに結合して、その毒性を中和する分子を探索してきましたが、有望な分子は報告されておりません。

私の研究室では、中村真男助教を中心とする研究室グループが世界に先駆けてヒトラクトフェリン (hLF) が硫酸化グリコサミノグリカンに結合すること、特に脊髄損傷時の原因分子であるコンドロイチン硫酸 E (CS-E) に結合して、その毒性を中和することを見出しました(特許出願済み)。具体的には、ニワトリ胚脊髄神経節(DRG) 神経細胞を用いて、CS-Eによってもたらされた成長円錐の崩壊、並びにそれに伴う神経軸索伸長阻害がhLFにより回復できることを確認しました。さらに、研究室で開発した血中安定性が向上したヒト血清アルブミン (HSA) との融合製剤であるhLF-HSAは(特許出願済み)、hLF単独よりその効果を示しました。我々が狙っているアンメットメディカルニーズは、例えば、上述した脊髄損傷、敗血症(動物実験で病態発症後の治療効果を確認済み)、ガンなどで、製薬会社の知人らからはチャレンジングだねえ・・・とからかわれていますが、大いに本気です。何より嬉しいことは、この苦難を伴うチャレンジを学生がやりがいに感じてくれて、一生懸命に取り組んでくれることなのです。

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生物創薬研究室   佐藤 淳

 

留学のすすめ

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

皆さん、留学に興味はありませんか。しかも語学留学ではなく、海外で研究を行う留学です。


応用生物学部は令和元年に、アメリカのテキサス大学健康科学センターと人材交流・共同研究を行うための協定を結びました。同大学では、細胞分子生物学科の学科長を務められている池辺光男先生が、本学からの学生の受入も担当されています。池辺先生は筋肉収縮や細胞運動を担うタンパク質であるミオシンの研究をされていて、令和元年には本学で学術講演もされています。写真は、当日の懇親会後に撮ったものです(左側が池辺先生)。


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英語のみならず研究の留学というと、とてもハードルが高そうに思うかもしれませんが、写真を見てわかるとおり、池辺先生は非常に優しい方で面倒見が良く、普通に日本語で(ここが大事かも!)研究や普段の生活のアドバイスをしていただけます。もちろん、研究室にはアメリカ人を始め多くの留学生がいますので、会話を楽しみながら英語も、バイオの研究も、そして国際感覚も身に付けられます。すでに私の研究室で今度4年生になる女子学生が、池辺先生の研究室に4月から留学することが決まっています。


私も大学院修士2年生のときに1年間アメリカに留学しましたが、そのときの経験がいまでも役に立っており、思い切って行って本当に良かったと思っています。実はそのときにお世話になったのが池辺先生でした。池辺先生は当時も、そして今でも、若い人が海外にどんどん出て、経験を積むことを強く勧めています。皆さんもぜひチャレンジしてはいかがでしょうか。


以下、池辺先生からのメッセージです。


「日本人は良くも悪くも、すこし控えめというか謙遜というか、国内では美徳なのですが、国際的にはそのように思ってもらえません。もっと楽観的にズーズーしいくらいに考えてよいのです。なにしろこちらには、1回DNAのアガロースゲル電気泳動をしたくらいで、Molecular Biology の経験がある!という人間が沢山いますから。
そちらの学生さんたちにもっと自信を持つように言ってください。そして、もっと、Challenging に。特に若いときに。
たくさんの学生さんがこちらに来て経験を積み、勉強もするように期待しています。」


生命科学コース 矢野和義


 

培養細胞の変化を数式で表す

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

今回は、研究室で行っている細胞応答のモデリングの研究について紹介します。

一般に、細胞株を用いる培養細胞の実験では、細胞を植え替える継代培養を行います。このときに、シャーレに接着している細胞をタンパク質分解酵素のトリプシンを使っていったんはがしてから、新しいシャーレに植え継ぎをします。平べったく張り付いていた細胞は、はがれて球形になって、再び接着して平べったくなり、増殖していきます。この変化を見るために、水晶振動子というセンサーの上で細胞を培養して、水晶振動子の共振周波数の変化を測定すると、接着過程の変化が一次遅れ応答関数という式で表されることがわかりました。この一次遅れ応答関数は、化学反応の一次反応速度式の濃度変化の式に似た変化をします。

さらに、抗がん剤などの細胞死を起こす化学物質を入れると、細胞はだんだん弱って死んでいきますが、測定の結果では、細胞死を起こすプロセスは、多くの場合2段階で起きていることが分かってきました。この反応は、多くの細胞の細胞周期がばらばらの場合は、少しずつ時間がずれるため、対数正規分布という関数で表されることが分かりました。共振周波数変化は、時間差のついた2つの対数正規分布関数で近似することができ、式の大きさを調整するパラメーターから細胞の生存率などを見積もることができます。また、薬物がどのように作用しているのかを調べることにも利用でき、今後、新しい細胞応答の評価方法として発展できるのではないかと期待しています。

生命ナノ工学研究室 村松宏

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