総括班：クロススケール新生物学

2021 年度 実績報告書

• 研究領域: クロススケール新生物学
• 研究課題/領域番号: 21H05247
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 吉川 雅英 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (80272425)
• 研究分担者: 杉田 有治 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (80311190) ; 西田 紀貴 千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (50456183) ; 福間 剛士 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (90452094) ; 水上 進 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30420433) ; 稲葉 謙次 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (10423039) ; 仁田 亮 神戸大学, 医学研究科, 教授 (40345038) ; 倉永 英里奈 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90376591) ; 山本 林 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (80551283) ; 田中 元雅 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (40321781)
• 研究期間 (年度): 2021-09-10 – 2026-03-31
• キーワード: クロススケール / クライオ電子線トモグラフィー / 超解像イメージング / In-cell NMR / in-cell AFM

研究実績の概要

本研究領域では、分子レベルからオルガネラ・細胞レベルまでの定量的クロススケール計測、特に細胞内における20-500 nm程度の大きさの「メゾ複雑体」の計測も可能にすることにより、どのように生命現象や病気の起源を決定するのかを分子レベルからオルガネラ・細胞レベルまでシームレスに解明することを目指している。
この目的のために、本領域では、分子レベルからメゾ複雑体を定量的に計測できるバーチャルな「クロススケール細胞計測センター」を創設し、総括班がその運営を担っている。このクロススケール観察には、最近急速に発展しつつあるクライオ電子線トモグラフィー（Cryo-ET, 吉川班）を中心に、超解像イメー ジング（水上班）、In-cell NMR（西田班）、In-cell AFM（福間班）を有機的に組み合わせ、また、複数の手法に使える標識の開発、実験データの 統合と解釈の為に大規模計算科学（杉田班）を用いている。また、メゾ複雑体を研究対象とする重要な生物学的課題を持つ研究グループが集まり、クロススケール細胞計測センターを通して緊密に連携する体制を整えている。
本研究領域のホームページを開設し、研究の目的、先端技術紹介、研究内容、成果等について広く一般に公開を行っており、SNSでの情報発信なども行っている。緊密な共同研究を推進するため、計画班代表による領域会議を開催し、また、本領域所属の研究者による班会議をハイブリッドで開催し、動画配信なども行った。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

バーチャルなクロススケール細胞計測センターの立ち上げが順調に進展している。総括班会議や、その後、技術講習会などを行い、また、領域ホームページも立ち上げた。内部では、slackを用いて、領域用の情報共有を行っている。

今後の研究の推進方策

今後は、公募班も加えて、より緊密に研究を進めるために、積極的に技術講習会や、若手の会を行って、既に動いている共同研究に加えて新たな共同研究プロジェクトを加速していく予定である。

研究成果

• [備考] 学術変革領域研究(A) クロススケール新生物学 ホームページ
  • URL: https://structure.m.u-tokyo.ac.jp/xscalebio/index.html