講演テーマTitle of Presentation
「巡航分子スパイ」
細胞の中を動き回る生体分子の挙動を追跡しながら、ふと、大洋を泳ぐクジラの群を想い起こす。クジラの回遊を人工衛星で追うアルゴスシステムのことである。背びれに電波発信器を装着したクジラを海に戻す時、なんとかクジラが自分の種の群に戻ってくれることをスタッフは願う。今でこそ小型化された発信器だが昔はこれが大きかった。やっかいなものをぶら下げた奴と、仲間から警戒され村八分にされてしまう危険があった。クジラの回遊が潮の流れや餌となる小魚の群とどう関わっているのか、種の異なるクジラの群の間にどのようなinteractionがあるのか。捕鯨の時代を超えて、人間は海の同胞の真の姿を理解しようと試みてきた。
光学顕微鏡を使うバイオイメージング技術において、電波発信器の代わりに活躍するのが発光・蛍光プローブである。生体分子の特定部位にプローブをラベルし細胞内に帰してやれば、外界の刺激に伴って生体分子が踊ったり走ったりする様子を可視化できる。発光・蛍光の特性を活かせば様々な情報を抽出できる。今、生物学はポストゲノム時代に突入したと言われる。ポストゲノムプロジェクトを云々するに、より実際的な意味において、細胞内現象を記述するための同時観測可能なパラメータをどんどん増やす試みが重要である。我々は、細胞の心をつかむためのスパイ分子をどんどん開発している。材料となるのは主に蛍光タンパク質である。自ら発色団を形成して蛍光活性を獲得するタンパク質として、クラゲやサンゴ・イソギンチャクに由来するGFPやRFPを活用することができる。さらに、最近我々は、ニホンウナギに由来する蛍光タンパク質UnaGを発見、UnaGが天然色素ビリルビンを取り込んで蛍光性発色団に仕立てるメカニズムを解明した。こうした蛍光タンパク質を利用したスパイ分子は、近年の遺伝子導入技術の進歩のおかげで、今後ますます活躍すると期待される。蛍光タンパク質が、「光と生命との相互作用」を巡る研究の中で発見され、それらの生物学的存在意義に関する人類の理解を超えて有用になっていく過程を概観してみたい。
超ミクロ決死隊を結成し、微小管の上をジェットコースターのように滑走したり、核移行シグナルの旗を掲げてクロマチンのジャングルに潜り込んだりして細胞の中をクルージングする、そんなadventurousな遊び心をもちたいと思う。大切なのは科学の力を総動員することと、想像力をたくましくすること。そしてwhale watchingを楽しむような心のゆとりがserendipitousな発見を引き寄せるのだと信じている。
プロフィールProfile
- 簡単な履歴
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1987年 慶應義塾大学医学部卒業 1991年 大阪大学医学部大学院医学研究科博士課程修了（分子神経生物学）
研究課題：IP3受容体のカルシウムチャネル活性の分子的基盤日本学術振興会 特別研究員
研究課題：IP3受容体の構造－機能相関1993 – 1998年 東京大学医科学研究所 助手
研究課題：IP3/カルシウム動態1995年 HFSP long-term fellowship, University of California San Diego, Dept. of Pharmacology
研究課題：カルシウムプローブの開発1997年 Research Pharmacologist, University of California San Diego, Dept. of Pharmacology
研究課題：カルシウムプローブの開発1999年 – 独立行政法人理化学研究所 脳科学総合研究センター 先端技術開発グループ 細胞機能探索技術開発チーム チームリーダー
研究課題：蛍光バイオイメージング2004 – 2009年 独立行政法人理化学研究所 脳科学総合研究センター 先端技術開発グループ グループディレクター
研究課題：蛍光バイオイメージング2005-2010年 東京大学分子細胞生物学研究所細胞機能情報研究センター プロテオーム研究分野 客員教授 2006 – 2011年 自然科学研究機構基礎生物学研究所 発生ダイナミクス研究部門 客員教授 2006 – 2012年 独立行政法人科学技術振興機構 ERATO「生命時空間情報」プロジェクト 研究総括 2007年 – 早稲田大学理工学術院 分子神経科学研究 客員教授 2008年 – 独立行政法人理化学研究所 脳科学総合研究センター 副センター長 2009年 – 慶應義塾大学 医学部 客員教授 2010 – 2011年 東邦大学 理学部 客員教授 2012年 – 横浜市立大学生命ナノシステム科学研究科 客員教授 2013年 – 独立行政法人理化学研究所 光量子光学研究領域 生命光学技術研究チーム チームリーダー - 主な受賞・栄誉等
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2004年10月 財団法人材料科学技術振興財団山崎貞一賞（バイオサイエンス・バイオテクノロジー分野） 2006年12月 日本学術振興会賞（生物系） 2007年3月 塚原仲晃記念賞 2007年6月 慶應義塾大学医学部三四会 北里賞 2008年4月 文部科学大臣賞科学技術賞開発部門 2012年2月 井上学術賞 2013年6月 藤原賞 2014年12月 Arthur Kornberg Memorial Award 2015年10月 W. Alden Spencer Award (Columbia University) 2016年2月 島津賞 - 主な論文・著作等
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Hama H, Hioki H, Namiki K, Hoshida T, Kurokawa H, Ishidate F, Kaneko T, Akagi T, Saito T, Saido T, Miyawaki A. (2015) ScaleS: an optical clearing palette for biological imaging. Nature Neuroscience, 18: 1518-1529.
Kumagai A, Ando R, Miyatake H, Greimel P, Kobayashi T, Hirabayashi Y, Shimogori T, Miyawaki A. (2013) A Bilirubin-Inducible Fluorescent Protein from Eel Muscle. Cell, 153: 1602-1611.
Shimozono S, Iimura T, Kitaguchi T, Higashijima SI, Miyawaki A. (2013) Visualization of an endogenous retinoic acid gradient across embryonic development. Nature, 496: 363-366.
Hama H, Kurokawa H, Kawano H, Ando R, Shimogori T, Noda H, Fukami K, Sakaue-Sawano A, Miyawaki A. (2011) Scale: a chemical approach for fluorescence imaging and reconstruction of transparent mouse brain. Nature Neuroscience, 14: 1481-1488.
Sakaue-Sawano A, Kurokawa H, Morimura T, Hanyu A, Hama H, Osawa H, Kashiwagi S, Fukami K, Miyata T, Miyoshi H, Imamura T, Ogawa M, Masai H, Miyawaki A. (2008) Visualizing Spatiotemporal Dynamics of Multicellular Cell Cycle Progression. Cell, 132: 487-498.
Ando R, Mizuno H, Miyawaki A. (2004) Regulated fast nucleocytoplasmic shuttling observed by reversible protein highlighting. Science, 306: 1370-1373.
Mizuno H, Mal TK, Tong KI, Ando R, Furuta T, Ikura M, Miyawaki A. (2003) Photo-induced peptide cleavage in the green-to-red conversion of a fluorescent protein. Mol. Cell, 12: 1051-1058.
Ando R, Hama H, Yamamoto-Hino M, Mizuno H, Miyawaki A. (2002) An optical marker based on the UV-induced green-to-red photoconversion of a fluorescent protein. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 99: 12651-12656.
Nagai T, Ibata K, Park ES, Kubota M, Mikoshiba K, Miyawaki A. (2002) A variant of yellow fluorescent protein with fast and efficient maturation for cell-biological applications. Nature Biotechnology, 20: 87-90.
Miyawaki A, Llopis J, Heim R, McCaffery JM, Adams JA, Ikura M, Tsien RY. (1997) Fluorescent indicators for Ca2+ based on green fluorescent proteins and calmodulin. Nature, 388: 882-887.
