所属
大学院理学研究科 理学専攻 生命理学 教授
大学院担当
大学院理学研究科
学部担当
理学部 生命理学科
職名
教授
オオサワ シヅエ
大澤 志津江
OHSAWA Shizue
学位 2
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博士（薬学） （ 2008年3月 東京大学 ）
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修士（医科学） （ 2005年3月 大阪大学 ）
研究分野 2
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ライフサイエンス / 発生生物学
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ライフサイエンス / 細胞生物学
現在の研究課題とSDGs 1
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細胞間相互作用を介した組織成長制御
委員歴 4
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日本発生生物学会 理事
2023年7月 - 2025年6月
団体区分：学協会
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日本細胞生物学会 理事
2022年7月 - 2024年6月
団体区分：学協会
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日本発生生物学会 副幹事長
2021年6月
団体区分：学協会
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日本細胞生物学会 男女共同参画・若手育成委員
2020年6月
団体区分：学協会
論文 18
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Akai Nanami, Ohsawa Shizue, Sando Yukari, Igaki Tatsushi
PLOS GENETICS 17 巻 ( 1 ) 頁： e1009300 - e1009300 2021年1月
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Coronin-1 controls directional cell rearrangement in<i>Drosophila</i>wing epithelium
Keisuke Ikawa, Souta Hiro, Shu Kondo, Shizue Ohsawa, Kaoru Sugimura
2023年7月
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Nagata Rina, Akai Nanami, Kondo Shu, Saito Kuniaki, Ohsawa Shizue, Igaki Tatsushi
CURRENT BIOLOGY 32 巻 ( 5 ) 頁： 1064 - + 2022年3月
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Epithelial tumorigenesis by super-competition via non-autonomous induction of autophagy
Nagata Rina, Ohsawa Shizue, Igaki Tatsushi
CANCER SCIENCE 113 巻 頁： 1434 - 1434 2022年2月
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Genetic study of cell competition in tumor development
Ohsawa Shizue
CANCER SCIENCE 113 巻 頁： 620 - 620 2022年2月
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JNK and Yorkie drive tumor malignancy by inducing L-amino acid transporter 1 in Drosophila 査読有り 国際誌
Cong Bojie, Nakamura Mai, Sando Yukari, Kondo Takefumi, Ohsawa Shizue, Igaki Tatsushi
PLOS GENETICS 17 巻 ( 11 ) 頁： e1009893 2021年11月
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Yorkie ensures robust tissue growth in Drosophila ribosomal protein mutants 査読有り
Wada Yayoi, Ohsawa Shizue, Igaki Tatsushi
DEVELOPMENT 148 巻 ( 14 ) 2021年7月
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細胞分化制御の破綻によるRAS誘導性腫瘍の悪性化のメカニズムの遺伝学的解明(Cell specification defects drive RasV12-induced tumor progression in Drosophila)
Li Jiaqi, 谷口 喜一郎, Ye Weiran, 近藤 周, 齋藤 都暁, 大澤 志津江, 井垣 達吏
日本細胞生物学会大会講演要旨集 72回 巻 頁： 6 - 37 2020年6月
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JNK-mediated Slit-Robo signaling facilitates epithelial wound repair by extruding dying cells 査読有り 国際共著 国際誌
Iida Chiaki, Ohsawa Shizue, Taniguchi Kiichiro, Yamamoto Masatoshi, Morata Gines, Igaki Tatsushi
SCIENTIFIC REPORTS 9 巻 ( 1 ) 頁： 19549 2019年12月
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Elimination of oncogenic cells that regulate epithelial homeostasis in Drosophila. 招待有り 査読有り 国際誌
Development, Growth & Differentiation 61 巻 ( 5 ) 頁： 337 - 342 2019年6月
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Competition for Space Is Controlled by Apoptosis-Induced Change of Local Epithelial Topology. 査読有り 国際誌
Tsuboi A, Ohsawa S, Umetsu D, Sando Y, Kuranaga E, Igaki T, Fujimoto K
Current biology : CB 28 巻 ( 13 ) 頁： 2115 - 2128 2018年7月
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Serpin Facilitates Tumor-Suppressive Cell Competition by Blocking Toll-Mediated Yki Activation in Drosophila. 査読有り 国際共著 国際誌
Katsukawa M, Ohsawa S, Zhang L, Yan Y, Igaki T
Current biology : CB 28 巻 ( 11 ) 頁： 1756 - 1767.e6 2018年6月
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JNK and Yorkie drive tumor progression by generating polyploid giant cells in Drosophila. 査読有り 国際誌
Cong B, Ohsawa S, Igaki T
Oncogene 37 巻 ( 23 ) 頁： 3088 - 3097 2018年6月
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Wingless signaling regulates winner/loser status in Minute cell competition. 査読有り 国際誌
Akai N, Igaki T, Ohsawa S
Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms 23 巻 ( 3 ) 頁： 234 - 240 2018年3月
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Cell Extrusion: A Stress-Responsive Force for Good or Evil in Epithelial Homeostasis. 査読有り 国際共著 国際誌
Ohsawa S, Vaughen J, Igaki T
Developmental cell 44 巻 ( 3 ) 頁： 284 - 296 2018年2月
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細胞競合の勝敗を規定する組織環境条件の遺伝学および数理学的解析
片山 宰, 西川 星也, 大澤 志津江, 高松 敦子, 井垣 達吏
生命科学系学会合同年次大会 2017年度 巻 頁： [3PT19 - 0392)] 2017年12月
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The ligand Sas and its receptor PTP10D drive tumour-suppressive cell competition. 査読有り 国際誌
Yamamoto M, Ohsawa S, Kunimasa K, Igaki T
Nature 542 巻 ( 7640 ) 頁： 246 - 250 2017年2月
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細胞死で空いた領地をめぐる力学的な細胞競合
坪井 有寿, 大澤 志津江, 井垣 達吏, 藤本 仰一
日本物理学会講演概要集 72 巻 ( 0 ) 頁： 3125 - 3125 2017年
講演・口頭発表等 19
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“非”自律的ECMリモデリングを介した上皮変形 招待有り
大澤 志津江
学術変革領域A 3領域合同集会 2024年1月20日
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ショウジョウバエマクロファージが引き起こす細胞非自律的がん制御 招待有り
大澤 志津江
第46回 日本分子生物学会年会 2023年12月9日
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Non-autonomous Deformation of the Epithelial Sheets by ECM Remodeling 招待有り 国際会議
Shizue Ohsawa
EMBO Satellite Meeting 2023年7月28日
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ECM Remodeling triggers the Deformation of the Folded Epithelial tissues during Drosophila Development 招待有り
Shizue Ohsawa
2022年6月28日
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細胞間コミュニケーションによる生体制御 招待有り
大澤 志津江
生物科学セミナー 2021年12月15日 入江直樹博士（東京大学大学院理学研究科）
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ショウジョウバエが明かすがんのバイオロジー 招待有り 国際共著
大澤 志津江
第80回日本癌学会学術総会 2021年10月1日
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Yki/YAP ensures robust tissue morphogenesis by suppressing JNK-mediated cell death in Drosophila 招待有り
2021年6月30日
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Epithelial cell-turnover ensures robust coordination of tissue growth in Drosophila 招待有り
2021年3月28日
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細胞間コミュニケーションを介した発生ロバストネス制御 招待有り
大澤 志津江
第70回日本細胞生物学会・第51回日本発生生物学会 合同大会 2018年6月7日
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細胞ターンオーバーを介した発生ロバストネスの遺伝的基盤 招待有り
大澤 志津江, 赤井 菜々美, 井垣 達吏
ConBio2017 2017年12月7日
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細胞ターンオーバーを介した発生ロバストネスの遺伝的基盤 招待有り
大澤 志津江
第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会 2019年6月24日
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発生ロバストネスを制御する細胞ターンオーバーの遺伝的基盤 招待有り 国際会議
大澤 志津江
2018年1月11日
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折り畳まれた細胞シートからショウジョウバエ外部形態へと変形するメカニズム 招待有り 国際会議
大澤 志津江
2017年7月10日
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折り畳まれた上皮組織から３Ｄ形態へと変形を開始するメカニズム 招待有り
大澤 志津江
第1回日本メカノバイオロジー研究会 2019年9月3日
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折り畳まれた上皮からショウジョウバエ外部形態へと変形する仕組み 招待有り 国際会議
大澤 志津江
2019年10月28日
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形態形成ロバストネスを保証する細胞ターンオーバーの遺伝的基盤 招待有り 国際会議
大澤 志津江
2017年3月17日
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上皮の恒常性維持を司る細胞競合の分子基盤 招待有り
大澤 志津江
第29回高遠・分子生物学シンポジウム 2017年8月24日
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ショウジョウバエをモデルとしたがん抑制性細胞競合による細胞排除機構 招待有り 国際会議
大澤 志津江
第78回日本癌学会学術総会 2019年9月27日
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Epithelial turn-over through cell competition ensures robust coordination of tissue growth in Drosophila 招待有り
2020年12月2日
共同研究・競争的資金等の研究課題 13
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がん超早期・早期病変に対する細胞生物学的治療コンセプトの創出
2020年12月 - 2025年7月
ムーンショット
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
配分額：78000000円 （ 直接経費：60000000円 、 間接経費：18000000円 ）
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“貪食”マクロファージが引き起こす非自律的がん促進とその遺伝的基盤
2024年3月 - 2025年3月
高松宮妃癌研究基金 研究助成金
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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細胞集団挙動を介した発生時間軸制御の遺伝的基盤
2021年8月 - 2023年3月
ライフサイエンス研究継続助成
担当区分：研究代表者
配分額：3000000円 （ 直接経費：3000000円 ）
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競合的がん制御とその遺伝的基盤の解明
2021年1月 - 2022年12月
公益財団法人 MSD生命科学財団 公益財団法人 MSD生命科学財団「がん領域 スタートアップ」
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：10000000円 （ 直接経費：10000000円 ）
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細胞ターンオーバーを介した発生時間軸補正とその分子機構の解明
2020年11月 - 2022年3月
公益財団法人 山田科学振興財団 公益財団法人 山田科学振興財団「研究援助」
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：2000000円 （ 直接経費：2000000円 ）
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がん微小環境を規定する細胞競合現象の遺伝的基盤
2020年 - 2023年3月
公益財団法人 第一三共生命科学研究振興財団 公益財団法人 第一三共生命科学研究振興財団 「PIセットアップ研究助成」
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：3000000円 （ 直接経費：3000000円 ）
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競合が制御するがん微小環境とその分子基盤の解明
2020年 - 2022年9月
公益財団法人 アステラス病態代謝研究会 公益財団法人 アステラス病態代謝研究会「研究助成」
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：2000000円 （ 直接経費：2000000円 ）
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細胞競合が規定するがん微小環境の遺伝的基盤
2020年 - 2022年3月
公益財団法人 大幸財団 「自然科学系学術研究助成」
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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競合が規定するがん微小環境の分子基盤の解明 国際共著
2020年 - 2021年12月
公益財団法人 持田記念医学薬学振興財団 公益財団法人 持田記念医学薬学振興財団「研究助成金」
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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細胞間コミュニケーションを介した発生時間軸制御
2019年 - 2022年3月
公益財団法人 東レ科学振興会 公益財団法人 東レ科学振興会「科学技術研究助成」
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：10000000円
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細胞ターンオーバーを介した発生時間軸制御の遺伝的基盤
2019年 - 2021年3月
公益財団法人 稲盛財団 公益財団法人 稲盛財団「研究助成」
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：2000000円
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細胞集団挙動による発生時間軸制御とその分子基盤の解明
2019年 - 2020年9月
公益財団法人 三菱財団 「自然科学研究助成」
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：7000000円
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細胞間コミュニケーションを介した組織の時間軸制御機構の解明
2018年 - 2019年3月
公益財団法人 千里ライフサイエンス「岸本基金研究助成」
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：2000000円
科研費 11
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折りたたみの細胞シートから構築される昆虫外骨格の３Ｄ形態
研究課題/研究課題番号：15H05862 2015年6月 - 2020年3月
科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
大澤 志津江
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：95290000円 （ 直接経費：73300000円 、 間接経費：21990000円 ）
昆虫が示す様々な外部形態は、「上皮シートの折り畳み構造」である成虫原基が３次元的に伸展して作られる。本研究では、ショウジョウバエ翅成虫原基をモデルとし、折り畳み構造から伸展を誘発するメカニズムの解析を行なった。その過程で、基底膜の主成分であるType IV Collagenの減少が翅成虫原基の展開を引き起こすこと、および、この展開の開始に伴い、細胞の収縮力を生み出すミオシンII活性化パターンや、細胞接着分子インテグリンのパターンが再編成されることが分かった。これらの結果は、細胞外マトリックスの制御が折り畳み構造を構築・展開する駆動である可能性を示唆するものである。
本研究において、上皮の折り畳み構造が外部形態へと展開する上で、細胞マトリックスの制御が重要な役割を果たすことが分かってきた。興味深いことに、折り畳み構造から外部形態へと展開する過程において、細胞増殖はほとんど起こらない。すなわち、ショウジョウバエの外部形態は、折り畳んだ状態でおおよそ作られ、それが細胞外マトリックスのリモデリングによって展開することで完成すると考えられた。本研究成果は、形態形成の仕組みの解明に貢献するとともに、将来的には折り畳みを介した形作りを応用する工業分野にも寄与することが期待される。 -
ショウジョウバエマクロファージを介したがん微小環境制御の遺伝的基盤
研究課題/研究課題番号：22H02616 2022年4月 - 2026年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
大澤 志津江
担当区分：研究代表者
配分額：17160000円 （ 直接経費：13200000円 、 間接経費：3960000円 ）
近年、がんの発生・進展において、がん原性細胞を取り巻く周囲の細胞との相互作用を介した“細胞非自律的”な変化が重要な役割を果たすことが明らかとなりつつあるが、その分子基盤はいまだ不明な点が多い。申請者らは最近、ショウジョウバエをモデル系とし、ショウジョウバエ血球系食細胞ヘモサイト（哺乳類マクロファージに相当）が悪性腫瘍の過剰増殖に寄与することを見いだした。本研究では遺伝学的手法を駆使し、悪性腫瘍がヘモサイトを誘引し、それにより悪性腫瘍を認識したヘモサイトが細胞非自律的な過剰増殖を引き起こすメカニズムの全貌を明らかにする。
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研究課題/研究課題番号：21K19257 2021年7月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
大澤 志津江
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：6500000円 （ 直接経費：5000000円 、 間接経費：1500000円 ）
がんの発生やその進展において、細胞間相互作用により構築されるがん微小環境が重要な役割を果たすことが近年分かってきた。そして、このようながん制御の“場”の性質を規定する因子として、細胞同士の敵者生存競争「細胞競合」が注目されつつあるが、その分子実体はいまだ不明な点が多い。本研究では、ショウジョウバエ上皮をモデルとした生体レベルでの解析を展開し、細胞競合が「がん微小環境」の性質を規定・制御する遺伝的基盤の理解を目指す。
細胞間の競合現象「細胞競合」は、がん制御を担う重要な細胞間相互作用として認識されつつあるが、その分子基盤はいまだ不明な点が多い。本年度は、ショウジョウバエ上皮において、進化的に保存されたがん抑制性Hippo経路を不活化した（Hippo不活化）細胞群が、細胞競合を介して正常細胞を駆逐してその領地を拡大する（スーパーコンペティション）現象を対象とした、2種類の大規模遺伝学的スクリーニング（I）正常細胞群の役割をターゲットとした“細胞非自律的”スクリーニングおよび（II）スーパーコンペティションの “場（がん微小環境）”を成立させる因子の遺伝学的スクリーニングを開始した。（I）においては、CRISPR-Cas9技術により変異を導入した約850遺伝子の突然変異系統についてスクリーニングを行い、Hippo不活化細胞群によるスーパーコンペティションを細胞非自律的に抑制する系統を9系統、促進する系統を2系統をそれぞれ単離することに成功した。（II）においては、ショウジョウバエ全ゲノムの80%以上をカバーする染色体欠失系統（約1,500系統）を用いて、細胞競合の“がん微小環境”に一連の染色体欠失変異を導入し、この競合を正や負に制御する因子を探索し、これまでに、Hippo不活化細胞群によるスーパーコンペティションを抑制する染色体欠失系統を3系統単離している。また、このうち1系統について遺伝学的解析を実施した結果、正常細胞で機能し、Hippo不活化細胞群の領地拡大を細胞非自律的に促進させる遺伝子を同定することに成功した。
本年度は、Hippo不活化細胞群によるスーパーコンペティションを制御する２種類の大規模遺伝学的スクリーニングを開始し、細胞非自律的な制御遺伝子を複数同定することに成功した。この成果は、本スクリーニング系が有効に機能すること、およびHippo不活化細胞群を細胞非自律的に制御する仕組みが確かに存在することを示唆してことから、細胞競合を介したがん制御機構の理解を目指す上で、研究推進が順調に行われていると言える。
引き続き、２種類の大規模遺伝学的スクリーニングを推進すると同時に、スクリーニングにより単離された突然変異系統について、責任遺伝子の同定を行うと同時に、その細胞競合における役割を遺伝学的実験および分子生物学的実験により明らかにする。また並行して、がん微小環境を制御し得るショウジョウバエ血球系細胞（ヘモサイト）について、RNAsequence解析を行う。具体的には、種々のがん原性細胞をモザイク状に誘導した複眼原基に対するヘモサイトの挙動を解析し、ヘモサイトが特異的に大量に集積するがん原性細胞をまず同定する。次に、同定されたがん原性細胞群を複眼原基に誘導した個体のヘモサイトをフローサイトメトリーにより分取し、発現が変動する遺伝子群をRNAsequenceにより同定する。 -
昆虫外骨格形態を建築するECMリモデリングとその分子機構の解明
研究課題/研究課題番号：20H05945 2020年11月 - 2025年3月
科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
大澤 志津江, 田尻 怜子
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：130780000円 （ 直接経費：100600000円 、 間接経費：30180000円 ）
外骨格生物の多くは、脱皮前の外皮を折り畳んだ状態で作り、それを脱皮後に展開させることで形態形成を行う。しかしながら、「折り畳んだ状態で最終形態を作る仕組み」や、「折り畳まれた形態を展開する仕組み」はほとんど分かっていないのが現状である。本研究グループは、ショウジョウバエをモデル生物として導入し、折り畳み形成と展開の分子機構を、主にミクロレベルに焦点を当てた解析により明らかにする。得られた結果を、マクロレベルの解析を主に行う新美班の研究成果と統合させ、数理モデルとも組み合わせることで「折り畳みを介した形態形成」の基本法則を明らかにすることを最終目標とする。
外骨格生物の外部形態は、「折り畳み」とその「展開」による「一体成型」方式で形成されることが、新美班らのカブトムシ角をモデルとした研究により明らかになりつつある。しかしながら、カブトムシにおいて遺伝的操作を行うことは現時点では難しく、それを克服するショウジョウバエモデルの導入が必須である。研究代表者はこれまでに、ショウジョウバエ成虫原基（外部形態を形成する幼虫期の上皮シート）をモデル系とし、折り畳まれた成虫原基が外部形態へと展開する上で、基底膜の分解が重要な役割を果たす可能性を見いだしていた。本年度は、その仕組みを明らかにするために、基底膜の分解をより高感度で検出し得る、器官培養系を用いたライブイメージングの確立を行った。その結果、基底膜の分解は上皮シートを構成する細胞群ではなく、その周囲に存在する細胞集団により引き起こされる可能性を見いだした。この観察事実は、折り畳み構造の展開が細胞非自律的な作用により引き起こされるという新規の仕組みの可能性を示唆している。一方で本研究では、ショウジョウバエ幼虫の外骨格ECM（クチクラ）の折り畳み構造の形成に必要なキチン結合タンパク質Obstructor-E (Obst-E)、および展開に必要な分泌型メタロプロテアーゼSol narae (Sona)に着目している。当該年度はまず、Obst-Eの異なる領域を欠損した変異型タンパク質シリーズを発現させるトランスジェニック系統を作製した。また、野生型個体では折り畳み構造が展開される時期にクチクラ中のObst-Eが減少するのに対し、sona欠損変異体ではObst-Eが残存することを見出した。この結果は、SonaがObst-Eを分解する可能性を示唆している。
本年度は、ショウジョウバエ成虫原基をモデル系の解析により、上皮シートの折り畳み構造の展開において重要な役割を果たす基底膜の分解が、上皮シートを構成する細胞とは別の細胞集団により引き起こされる可能性を見いだすことに成功した。また、Obst-Eのキチン結合能と互いに集まる性質（集合能）が折り畳みの形成に果たす役割を明らかにするためのツールとして当初計画していた通り、変異型Obst-Eシリーズを発現させる系統を準備できたため。また、折り畳み構造の展開の際にObst-Eタンパク質レベルが減少すること、その減少にsonaが必要であることから、SonaがObst-Eの量的制御を介して折り畳み構造の展開を誘導する、という明確な作業仮説を立てることができた。これらの成果は、「一体成型」方式による形態形成原理を解明していく上で重要な知見であり、研究推進が順調に行われていると言える。
ショウジョウバエ成虫原基をモデル系とした研究においては、上皮シートの基底膜分解を引き起こす未知の細胞集団の同定を行うとともに、その役割を遺伝学的手法およびライブイメージングにより詳細に解析する。また、基底膜の分解により上皮シートが展開する力学的仕組みを明らかにするために、力を発生し得るアクトミオシンのパターンを免疫組織化学およびライブイメージングにより観察する。得られたデータをもとに、井上班・秋山班との共同研究により、数理モデルの構築を開始する。また、作製した変異型Obst-Eシリーズ発現系統を用いて、各変異が①Obst-Eのキチン結合能、②Obst-Eのクチクラ中での局在、③クチクラを折り畳む機能、にもたらす変化を解析する。その結果をもとに、Obst-Eのキチン結合能と互いに集まる性質（集合能）が折り畳みの形成に果たす役割を明らかにする。また、SonaがObst-Eを直接分解するか検証するために、本来よりも早いタイミングで人為的にSonaの発現を誘導できる系統を作製し、Obst-Eタンパク質のレベルを野生型と比較する。 -
研究課題/研究課題番号：20H05941 2020年11月 - 2025年3月
科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
井上 康博, 船山 典子, 近藤 滋, 新美 輝幸, 大澤 志津江, 小沼 健, 秋山 正和, 山崎 慎太郎, 田尻 怜子, 後藤 寛貴
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
細胞は、素材によって工法を選び、組み立てることで「体」を建築する。本領域では、この素材の加工という新しいパラダイムを提示することで、後期発生以降の形態形成の原理に挑む。このパラダイムは「工業」そのものであるため、工業デザイン技術の生物への応用と、生物で得られた知見の産業応用が期待できる。この目的のために、総括班は、様々な分野の実験系と理論系の融合推進、異分野からの若手研究者の参入支援など、領域推進の司令塔としての機能を担う。
本領域研究の目的達成のため、総括班においては、領域会議の開催、共用機器の運用、オープンサイエンス、ワークショップの企画運営、共同研究支援、広報活動の推進等を行っている。広報活動として、領域ホームページ（HP）の立ち上げを行い、研究コンセプト、次年度の公募班員に向けた募集説明などを国内外に発信した。オープンサイエンスの一環として、領域内で開発している数理解析ソフトやシミュレーションのソースコードについては、順次、領域HPにおいて公開を始めた。また、異分野連携の推進のため、数理解析やシミュレーション手法の解説資料を領域HPから共有した。さらに、「素材の加工」による形態形成を体感的に理解できるアプリの開発に着手した。共通のシミュレーションプラットフォームを利用することは、広く共通した原理の抽出にも役立つと考えていることから、今後もオープンサイエンスの方向性を強化推進する計画である。共用機器について、初年度は、新型コロナ禍の輸入資材の減少により、一部の導入が次年度に繰り越しとなったものの、本領域の支援体制の構築においては計画通りに進めることが出来た。最終的に、領域内の共用機器として、マルチアングルライブイメージングシステム（２０２０年）とマイクロCT（２０２１年）を整備した。領域会議と合わせて開催した総括班会議においては、次年度に採択される公募班員との連携強化について確認した。具体的には、実験系が直面する課題を領域全体で解決することが、班員間の連携強化、領域の推進につながることを計画班で経験してきており、この経験を活かした課題解決型のワークショップの企画を策定した。
初年度は、２０２０年１２月より本領域総括班としての活動がスタートした。領域研究の支援体制の構築を進めるため、共用機器の導入、オープンサイエンスの方針策定、領域内で開発したソフトウェアの公開、ワークショップの企画策定、共同研究支援の推進方針、広報活動計画の策定を行った。一部の共用機器については、新型コロナ禍で輸入資材の減少のあったものの、次年度内のできる限り早い設置を調整したことで、実質的な遅れはなく、本領域研究の支援実施の基盤が整った。
2021年度より、公募班員の参加を予定しているため、今年度の取り組みに加えて、公募班員への支援、連携強化の取り組みを進める。実験系が直面する課題を領域全体で解決することが、班員間の連携強化、領域の推進につながることを計画班で経験してきており、この経験を活かした課題解決型のワークショップを行う計画である。また、ICTツールの利用により、すでに計画班員間では密な連絡体制が整っていることから、この利用を公募班員にも広げる。 -
研究課題/研究課題番号：20H04866 2020年4月 - 2021年3月
科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
大澤 志津江
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：10270000円 （ 直接経費：7900000円 、 間接経費：2370000円 ）
我々は最近、幼虫期のショウジョウバエが種々の内的・外的撹乱により発生遅延を起こした際に、その遅延を補正する細胞集団挙動「細胞ターンオーバー」が翅原基で誘発されることを見いだした。興味深いことに、この細胞ターンオーバーを遺伝学的に抑制すると、種々の表現型が成虫翅に出現する。このことは、細胞ターンオーバー機構が表現型を制約する役割を担う可能性を示唆している。本研究では、表現型制約を行うこの未知の細胞集団挙動の分子基盤とその役割を明らかにする。それにより、「個体の成長遅延に呼応した細胞集団挙動の局所的変化」という、表現型制約を担う新たな発生ロバストネス原理の解明を目指す。
多細胞生物の個体発生は、時間軸に沿った精密かつ計画的な形作りのプロセスである。種々の内的・外的撹乱により、個体発生に遅れが生じた際、その遅れを補正して正確な組織形成を実現するロバストな仕組みが存在すると考えられるが、その実体は不明である。我々は、幼虫期に顕著な発生遅延を示すショウジョウバエ<i>Minute</i>変異体（※リボソームタンパク質遺伝子の機能欠損変異をヘテロに持つ一連の変異体の総称）を起点とした解析を行った結果、幼虫期に発生遅延が起こると、その遅延を補正する「細胞ターンオーバー（細胞死と細胞増殖による細胞の入れ替え）」が翅原基で誘発されること、および、この細胞ターンオーバーが進化的に保存されたモルフォゲンWinglessの発現上昇により増幅されることを明らかにした。さらに興味深いことに、この細胞ターンオーバーを遺伝学的に抑制すると、翅脈のパターン異常や形態異常等の種々の表現型が成虫翅に出現することが分かった。これらの事実は、個体の成長遅延を補正する細胞ターンオーバー機構の偶発的なエラーが多様な表現型を出現させ得る可能性を示唆している（#Akai, #*Ohsawa (# Equal contribution, *Co-corresponding author) et al, PLoS Genetics, 2021）。今後は、個体の発生時間軸の歪みが「細胞ターンオーバー」を翅原基に誘発する機構を明らかにし、さらにはその破綻により表現型の揺らぎが生じる仕組みを明らかにすることにより、細胞集団挙動という観点から、表現型の揺らぎや生物進化の方向性を理解する新しい研究戦略を構築することを目指す。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。 -
遺伝的細胞ダイバーシティーが駆動する”細胞非自律的”がん制御の遺伝的基盤
研究課題/研究課題番号：20H05032 2020年4月 - 2021年3月
科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
大澤 志津江
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：6240000円 （ 直接経費：4800000円 、 間接経費：1440000円 ）
がんの発生やその進展は、異なる遺伝的背景を持つ細胞同士の競合現象「細胞競合」により、正にも負にも制御されることが近年分かってきたが、その分子実体はいまだ不明である。本研究ではショウジョウバエをモデルとし、細胞競合を介したがん促進現象（１）がん細胞が周辺細胞を駆逐しながらその領地を拡大していく“スーパーコンペティション”および（２）敗者から勝者へのスイッチングの分子機構を、遺伝学的手法やRNAseqを初めとした多角的アプローチにより解析する。さらに、両現象をつなぐ分子基盤を明らかにすることで、遺伝的細胞ダイバーシティーが駆動する細胞間相互作用の動作原理とそのがん制御機構の理解を目指す。
がんの発生やその進展は、異なる遺伝的背景を持つダイバーシティーに富んだ細胞間の相互作用（“細胞非自律的”な作用）により、正にも負にも制御されることが近年分かってきた。このような「がんを制御する細胞間相互作用」の性質を規定する因子として、「細胞競合」が注目されつつある。細胞競合とは、近接する細胞同士がその生存を競い合う現象で、生体内環境への適応度が相対的に高い細胞が低い細胞を排除する、細胞の「適者選択」システムと考えられる。最近の研究により細胞競合は、がん細胞が周辺細胞を駆逐しながらその領地を拡大していく“スーパーコンペティション”現象や、前がん細胞が周辺の細胞環境に依存して“敗者”から“勝者”へとスイッチする現象に関わることが示され、がん制御を担う重要なシステムであると推察されている。しかしながら、その分子実体はいまだ不明な点が多い。本研究では、ショウジョウバエ上皮をモデルとし、進化的に保存されたがん抑制性のHippo経路シグナルが不活化した「非典型的カドヘリンfat 変異細胞」群によるスーパーコンペティションを制御する遺伝子群を単離・同定する遺伝学的スクリーニング系を構築・その実施を開始した。これまでに、CRISPR-Cas9技術により変異を導入した約560系統の突然変異系統（国立遺伝学研究所・近藤周先生、齋藤都暁先生との共同研究）についてスクリーニングを行い、fat変異細胞によるスーパーコンペティションを抑制する系統を2系統、促進する系統を9系統単離することに成功した。今後さらにスクリーニングを大規模に展開し、責任遺伝子の機能と役割を遺伝学的に解析していくことで、スーパーコンペティションを制御する分子基盤を明らかにすると同時に、遺伝的細胞ダイバーシティーが駆動する細胞間相互作用の動作原理とそのがん制御機構の理解を目指す。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。 -
研究課題/研究課題番号：19K22423 2019年6月 - 2021年3月
科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
大澤 志津江
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：6500000円 （ 直接経費：5000000円 、 間接経費：1500000円 ）
多細胞生物の個体発生は、時間軸に沿った精密かつ計画的な形作りのプロセスである。種々の内的・外的撹乱により、個体発生の時間軸に歪みが生じた際、その歪みを補正する頑健な仕組みが存在すると考えられるが、その実体は不明である。当研究室は最近、幼虫期のショウジョウバエが内的・外的撹乱によって成長遅延を起こした際に、その遅延（時間軸の歪み）を補正する細胞集団挙動「細胞ターンオーバー（細胞死と細胞増殖による細胞の入れ替え）」が翅原基で誘発されることを見いだした。本研究では、RNA-seqや遺伝学的スクリーニングを起点とした遺伝学的解析を行い、この未知の細胞集団挙動の分子基盤とその役割を明らかにする。
発生中の生体が様々な撹乱に対処する過程で、発生プロセスに遅れが生じることがある。しかしながら、個体の発生遅延を補正して正常な組織形成を行う仕組みはいまだ不明である。我々は、幼虫期に顕著な発生遅延を示すショウジョウバエMinute変異体を起点とした解析を行なった結果、ショウジョウバエ幼虫が成長遅延を起こした際に、その遅延を補正する細胞集団挙動「細胞ターンオーバー」が翅原基で誘発されること、およびこの細胞ターンオーバーが成虫翅の表現型を制約する上で重要な役割を果たしていることを明らかにした（Akai, Ohsawa et al, PLoS Genetics, 2021）。
本研究成果は、「細胞集団挙動を介した発生時間軸制御」という、多細胞コミュニティが内包する新しい動的恒常性維持機構の存在を示唆するものであり、発生生物学や、表現型制約の仕組みを解析する進化生物学の発展に大きく貢献し得ると期待される。また興味深いことに、今回モデルとして用いたMinute変異体と同様のリボソームタンパク質遺伝子のヘテロ変異が様々なヒトの疾患（リボソーム病と総称される）を引き起こすことが知られている。今後、分子基盤を明らかにすることで、いまだ大きな謎であるリボソーム病の発症機序の解明とその新たな治療戦略の基盤構築に将来的にはつながり得ると考えられる。 -
細胞認識を起点としたSurveillanceシステムの遺伝的基盤
研究課題/研究課題番号：17H03673 2017年4月 - 2020年3月
科学研究費助成事業
大澤 志津江
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：17420000円 （ 直接経費：13400000円 、 間接経費：4020000円 ）
多細胞生物において、異常な細胞を認識して組織から排除するsurveillanceシステムが、組織の恒常性維持に重要な役割を果たすと考えられている。本研究では、ショウジョウバエ上皮をモデルとした遺伝学的解析を行い、神経細胞の軸索ガイダンスに関わるリガンドー受容体システムSlit-Robo2システムが、創傷治癒の過程において、死にゆく細胞を組織から速やかに排除する上で重要な役割を果たすこと、および、それにより死にゆく細胞から分泌される細胞増殖因子の量を適正に制御して組織修復に貢献していることが明らかとなった。
本研究において、創傷治癒の過程において、排除すべき死にゆく細胞を速やかに排除するシステムが機能すること、および、それにより死にゆく細胞から分泌される細胞増殖因子の量を適切に制御し、正確な創傷治癒を実現することが分かった。興味深いことに、創傷治癒とがん発生・進展は類似した機構により引き起こされている可能性が近年示唆されている。本研究成果は、細胞間相互作用を介した組織の恒常性維持機構の解明に貢献するとともに、がん発生・進展の分子機構の解明にも寄与することが期待される。 -
研究課題/研究課題番号：15K21726 2015年11月 - 2021年3月
科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
近藤 滋, 武田 洋幸, 上野 直人, 松野 健治, 松本 健郎, 芳賀 永, 井上 康博, 秋山 正和, 大澤 志津江
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
本助成事業は、新学術領域「生物の3次元形態を構築するロジック」の活動をより国際的にするために行われた。内容は、海外の学会への若手研究者の派遣、海外ジョイントセミナーの開催（UC Irvine, Austria CTI, Canada TorontoUniv, Barcelona EMBL）、海外拠点研究所へのPDの滞在、コスタリカ大学との研究協力などである。海外との共同研究は、領域全体（公募を含む）で述べ62件。本領域の研究者が主催した海外での学会などのワークショップとシンポは、2018年度までで156件。国際学会のおける招待講演50回。ネットニュースを含む海外での一般報道が17回である。
詳細は、領域全体の報告書に譲るが、本国際研究協力加速基金の支援が最も有効に機能したのは、コスタリカ大学との共同研究である。先方は、熱帯のジャングルという無尽蔵の生物学的資源を有するが、研究資金に乏しく、特に、分子生物学的な研究を進めることができないが、本領域との共同研究により、ツノゼミの形態形成の謎に迫る極めて先鋭的なプレジェクトを立ち上げることができた。この関係は、今後も継続し、さらに、他の日本初のプロジェクトにもこの交流を広げることができる。その他、若手研究者の海外派遣、海外ジョイントセミナーなどを通じて、日本の形態学研究のプレゼンスを挙げることができたと自己評価している。 -
研究課題/研究課題番号：15H05856 2015年6月 - 2020年3月
科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
近藤 滋, 芳賀 永, 秋山 正和, 松本 健郎, 上野 直人, 松野 健治, 武田 洋幸, 井上 康博, 大澤 志津江
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
本領域の計画研究では、（１）細胞シートの折り畳みと展開、と（２）細胞集団の回転をテーマとして、これまでの形態形成研究で扱えなかった「マクロなサイズの３D形態がどのような原理で生じるのか」を解明することを目的とした。また、上記2つのテーマ以外の３D形態形成にかかわる研究を公募研究として採用した。いずれのテーマに関しても、実験と数理のグループが円滑の共同作業行えるように、機材、議論の機会などの点を重点的に支援した。非常にチャレンジングな研究テーマであったが、全体として、３Dの形態形成を、次元を落とさず解析することができることを、実例を持って示し、形態形成研究に新しい道を開くことができたと考える。
生物の器官や個体の機能は、その３D形態に依存する。そのため、多くの研究者が、形ができる原理の研究をしこうしていたが、３Dの形態は、それを表現するだけで難しいため、大抵は、２Dのパターンか、形を作るために必要な遺伝子、分子の研究でとどまっていた。本研究領域は、まさに形ができる原理に真正面から取り組むことを目的として、5年間それに専念した。結果として、多くの萌芽的な成果を生み、それを育てることができたと自負している。実際に、本領域で最も成果の有ったテーマを中心として、学術変革領域（A)に採用されていることが、それを証明している。
担当経験のある科目 (本学) 2
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生物学基礎II
2022
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生物学基礎IIa
2020
担当経験のある科目 (本学以外) 1
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生物科学特別講義
2021年12月 （東京大学）
科目区分：学部専門科目 国名：日本国
社会貢献活動 1
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愛知県立時習館高等学校 訪問説明会
役割：講師
愛知県立時習館高等学校 2021年10月