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生命機能学専攻応用生命化学コース・健康機能栄養科学特別コース

液胞を知る!活かす!

関藤 孝之

教授

関藤 孝之

KEYWORD液胞、オートファジー、トランスポーター

遺伝子制御工学

生体の環境応答機構を、分子レベルより総合的に理解することを目的として、分子生物学、細胞生化学分野の教育と研究を行う。生体膜のはたらき、特に物質輸送、エネルギー代謝などに焦点を当て、遺伝子工学、蛋白質工学の手法を用いて、新規の機能性分子の創成と産業利用を目指す。

基礎食品科学

食品の素材は主に、生物体そのものまたは生物体の加工物からなっており。これらの素材の科学的基礎研究は、食品の新たな機能発見、機能発現メカニズム解明につながるものである。また、現在は食品として利用されていない未利用生物資源も、その研究によって食品への新たな利用につながる可能性がある。本研究分野は、物体に含まれる分子の機能性解析と食品への応用のための高機能化、未利用生物資源の食品への利用 を目的とした教育、基礎研究を分野横断的に行う教育分野である。

遺伝子制御工学

生体の環境応答機構を、分子レベルより総合的に理解することを目的として、分子生物学、細胞生化学分野の教育と研究を行う。生体膜のはたらき、特に物質輸送、エネルギー代謝などに焦点を当て、遺伝子工学、蛋白質工学の手法を用いて、新規の機能性分子の創成と産業利用を目指す。

基礎食品科学

食品の素材は主に、生物体そのものまたは生物体の加工物からなっており。これらの素材の科学的基礎研究は、食品の新たな機能発見、機能発現メカニズム解明につながるものである。また、現在は食品として利用されていない未利用生物資源も、その研究によって食品への新たな利用につながる可能性がある。本研究分野は、物体に含まれる分子の機能性解析と食品への応用のための高機能化、未利用生物資源の食品への利用 を目的とした教育、基礎研究を分野横断的に行う教育分野である。

※農学研究科研究グループ(ARG)「生命機能科学応用開発グループ」メンバー

教育・研究内容1タンパク質は液胞内で分解された後どうなるのか?

 細胞は周りの栄養がなくなると、細胞の中の様々な成分を液胞に運び込んで分解します。これがオートファジーとよばれる現象です。例えば、タンパク質は分解されるとアミノ酸になりますが、その後どうなると思いますか?周りに栄養がないので、液胞から取り出して再利用しているはずです。このことを実験的に証明するためにはアミノ酸を液胞からサイトゾルに排出するタンパク質(アミノ酸トランスポーター)を見つけ、その遺伝子を破壊したらどうなるのかを調べなければなりません。私たちはこのアミノ酸トランスポーターをすでにいくつか見つけており、それらを同時に破壊すると細胞に何が起きるのかを調べています。

酵母のオートファジー
酵母のオートファジー

教育・研究内容2有用成分を細胞外に排出して効率に生産する

 私たちは、アミノ酸などの有用成分を細胞外に排出させることを目指しています。アミノ酸が細胞外に排出されると、細胞は常にアミノ酸不足となり、原材料さえあればアミノ酸を合成し続けると考えられます。アミノ酸を液胞内に取り込むトランスポーターの場所を液胞膜から細胞膜へと場所を変えればアミノ酸は細胞から外に排出されるはずです。細胞はアミノ酸以外にも多様な有用成分を合成しトランスポーターによって液胞内に蓄積しますので、原理的にはアミノ酸以外の有用成分にも応用可能と考えています。トランスポーターの局在を変えることによって、より効率的な物質生産システムにつなげます。

酵母の液胞膜と細胞膜に局在した蛍光タンパク質の観察
酵母の液胞膜と細胞膜に局在した蛍光タンパク質の観察

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