研究の概要

　生物は内外の環境からさまざまな刺激（シグナル）を受け取り、それに応じた適切な応答を行うことにより、発生・分化・ストレス応答・行動などのさまざまな生命現象を制御しています。このようなシグナルを生命現象に結びつけるしくみを情報伝達機構と呼び、生命現象の理解に欠くことのできないものとされています。本研究室では、線虫、アフリカツメガエルおよび動物細胞を用いて、パーキンソン病やアルツハイマー病などヒト疾患に関わる遺伝子の機能や、発生、ストレス応答における情報伝達機構の解析を行なっています。

線虫をモデル動物とした情報伝達機構

パーキンソン病遺伝子の線虫ホモログLRK-1によるシナプス小胞制御

　線虫C. elegans は、土壌中で微生物を食べる体長1-2mmの動物です。ヒトを含む哺乳動物と相同な遺伝子を数多く持ち、しかも遺伝学的・分子生物学的解析が容易なため、モデル動物として近年脚光を浴びています。当研究室では、線虫からヒトまで共通して存在する情報伝達関連の遺伝子群に着目し、線虫をモデル動物としてそれらを解析することにより、種を越えて保存された情報伝達機構の解明を試みています。特にパーキンソン病、アルツハイマー病、高血圧症などのヒト疾患に関わる遺伝子のホモログや、ストレス応答制御因子に焦点を当てて研究しており、それらがさまざまな生命現象において何を制御しており、またどのような機能を果たしているのか、遺伝子から個体まで統合的に理解することを目指しています。

Xenopus 初期発生における情報伝達機構

　Xenopus は初期発生の研究を行う上で非常に有用なモデル生物です。私たちは特に中胚葉形成や神経形成における新規遺伝子の同定に力を入れており、最近いくつか興味深い遺伝子が単離できつつあります。神経組織は、いくつかのシグナル経路（FGFシグナル、Wntシグナル、BMPシグナルなど）が相互作用しながら形成されていきます。新たに同定した分子を中心に、神経形成におけるシグナル伝達メカニズムを解析していく予定です。

哺乳動物細胞においてLRRK1の関わる情報伝達機構

　LRRK1は、パーキンソン病原因遺伝子LRRK2のファミリー分子であり、Ras様GTPaseドメインとMAPKKK様キナーゼドメインをもつユニークなキナーゼです。私たちはこれまでに、LRRK1がEGF受容体（EGFR）の細胞内トラフィックを制御することや、細胞周期においてM期染色体分離に機能していることを見出しました。現在LRRK1のキナーゼ活性がどのように制御されているのか、またEGFR細胞内トラフィックやM期染色体分離など、それぞれの現象のなかでどのような基質をリン酸化し制御しているのか解析を進める予定です。

LRRK1によるEGFR細胞内トラフィック制御

松本教授と研究室のメンバー