研究内容

~RNAプロセシング装置の機能、構造、制御の分子基盤研究~

私たちの研究室ではヒトをはじめとする高等生物を対象とした細胞内RNA分子の発現、機能の制御システムを、分子レベルで解析をおこなうことにより、ヒトの疾患治療・診断につながる基礎的分子機構の解明、およびこれらの研究を推進する人材育成を目指します。

近年、RNA分子を介した多岐にわたる遺伝子発現制御が報告され、細胞分化、発生、がん化などの高次生命現象発現におけるRNA分子の果たす役割の重要性が指摘されています。RNAとそれに作用する蛋白質の複合体の機能解析、さらにそれらの機能制御の分子レベル解析は、今後、細胞の機能と動態、個体の疾病と発症のメカニズムなどの理解においてさらに重要性が増すと考えられ、生化学、構造生物学、分子細胞生物学、生命情報学を多角的に駆使して理解する必要があります。

私たちの研究室ではRNAの機能、合成、成熟化 – RNAプロセシング – の分子レベル解析の研究を、分子生物学、生化学、遺伝学、構造生物学手法を相補的に用いて精力的に進めています。これまで、RNAの機能、代謝を制御するRNA末端合成に関わる鋳型非依存的RNA合成酵素やウイルスRNA合成酵素等に注目し、これらの酵素群の動的反応分子機構、制御機構を明らかにしてきました。。

最近では、ヒトを含む高等真核生物の蛋白質をコードしない低分子RNA(non-coding RNA)の代謝や機能制御に関わる蛋白質の分子レベル、細胞レベルでの解析など、高次生命現象発現にいたるRNAの機能発現制御の基盤研究を精力的に進めています。得られた新たな分子レベルでの知見は、情報生命科学との融合により、新たな創薬基盤を提供すると予想され、医科学への橋渡しとなると考えられます。

私たちの研究室では若く、やる気のある学生の研究室への参画をお待ちしています。質の高いRNAプロセシングに関する基盤研究を私たちと共に推進し、知的興奮を分かち合いましょう。詳細は研究室ホームページを参考にしてください。また、私たちの研究室受験希望者、研究室訪問、見学希望者は随時対応いたしますので、電子メールにてあらかじめご連絡ください(電子メール等連絡先は研究室HPを参照にしてください)。

 

参考論文

Nature Communications in press 2017; Structure Vol. 24, 918-925, 2016; Structure Vol. 23, 830-842, 2015; Structure Vol. 22, 315-325, 2014Structure Vol. 20, 1661-1669, 2012Nature Structural & Molecular Biology Vol.19, 229-237, 2012Structure Vol.19, 232-243, 2011Proc Natl Acad Sci U S A. Vol. 107, 15733-15738, 2010EMBO J. vol. 28, 3353-3365, 2009EMBO J. Vol. 27, 1944-1952, 2008;Nature. Vol.449,867-871, 2007EMBO J. Vol.25, 5942-50, 2006;Nature. Vol. 443, 956-960, 2006Nature. Vol. 430, 700-704, 2004 EMBO J. Vol. 22, 5918-5927, 2003; Cell. Vol. 111, 815-824, 2002; Science Vol. 294, 1334-1336, 2001.

 

~RNA Processing machinery: Structures, Functions and Regulations~

RNA processing, which includes maturation process of functional RNAs and biogenesis and metabolism of RNAs, is important step for the regulation of gene expression in cells. RNA processing dysregulations are often associated with the human diseases.

The main interest in the Laboratory of RNA Biology is the mechanism and regulation of RNA processing machinery. In particular, our laboratory investigates the molecular mechanisms of synthesis, maturation and biogenesis of functional RNAs, by employing biochemistry, molecular cell biology, and structural approaches in complementary manners.

In the last decades, by structural and functional analyses of RNA processing enzymes, such as template-independent RNA polymerases (RNA-specific terminal nucleotidyltransferases), and viral RNA polymerases, we have contributed to solving classical and important problems in the RNA enzymology.

More recently, we have been studying function, structure and regulation of biogenesis and metabolism of small non-coding RNAs (sRNAs) in human cell. We focus on several enzymes, which include human terminal nucleotidyltransferases and modification enzymes, and their complexes with other regulatory proteins. These enzymes and the complexes with their regulatory proteins are involved in the biogenesis and metabolism of sRNAs, which are reportedly to regulate cell differentiation, proliferation, reprogramming, inflammation, cancer, and stress-responses. Our studies using techniques of biochemistry, molecular cell biology, and structural biology are expected to provide detailed molecular basis for development of drugs against human diseases.

You are welcome to join our laboratory as a graduate student. If you are interested in joining our laboratory and want to enjoy high-quality science together, please visit our web site, and contact us via e. mail to Kozo Tomita.

 

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