成田グループ
現在の主な研究内容
1: アクチンフィラメント動態からの分子構造レベルからの解明。
アクチンは、分子量42kDa程度の球状蛋白質です。アクチンは重合して二本のストランドからなる線維を作り、真核生物の生存に必要不可欠な多彩な役割を担っています。ヒトにおいて量の多い骨格筋α、細胞質βアクチンは、トリとヒトで一残基も変化していないことからも、その重要性がわかるでしょう。つまり、数億年にわたって、アクチンに少しでも変異があれば子孫を残せなかったのです。実際、真核細胞内においては、なんらかの力を発生するプロセスの多く(おそらく半分以上)は、アクチンなしには進みません。アクチン線維は細胞内で形成と分解を繰り返しており非常に動的であり、この動態が多くのアクチン線維の機能に必要不可欠です。私はアクチン線維の動態について、様々な研究者と共同研究しながら、構造レベルからの解明に取り組んでいます。
図1: A: アクチン線維と単量体構造。B: アクチン線維を分解するコフィリンがアクチン線維に結合した状態のクライオ電子顕微鏡構造(Tanaka et al., 2018)。C: 線維構造を保った単量体構造の高分解能X線結晶構造におけるヌクレオチド周辺構造（Kanematsu et al., 2022）。D:ゆらぎの大きなループのゆらぎを減らすために導入した変異位置（Matsuzaki et al., 2020）。E:アクチン線維を引っ張った状態での電子顕微鏡観察（Okura et al., 2023）。
2: バクテリア、古細菌の細胞骨格ホモログの構造解析
アクチンと微小管は真核生物における最も重要な細胞骨格コンポーネントですが、そのホモログはバクテリアや古細菌にも存在します。Robert Robinson グループと共同で、バクテリア、古細菌の細胞骨格構造解析を行っています。2019年にはアクチンホモログの一つボツリヌス菌のParMが15本のストランドから成る複雑な構造をとることを解明。たった一種類の蛋白質の集合によって、このような構造を作るのは驚きです(図2)。アスガルド古細菌の微小管の構造解析にも成功しました(図3)。アスガルド古細菌は、真核生物の直接の祖先と呼ばれています。古細菌の微小管は分子単体の構造は真核生物のものに非常によく似ているのに、線維としての構造がまったく異なります。古細菌から真核生物への進化にあたって、この古細菌の微小管がどう進化して真核生物の微小管に変化してきたか、明らかにしていきたいと思っています。
図2:ボツリヌス菌ParM構造(Koh et al., 2019)。
図3:古細菌微小管のクライオ電子顕微鏡写真(左上)と、三次元構造(左下)、同じスケールの真核生物微小管(右下)。右上は、古細菌チューブリン(微小管構成蛋白質、青)の結晶構造と真核微小管分子構造(茶、水色)を重ね合わせたもので、互いに非常に良く似ています(Akil et al., 2022)。
３: 電子顕微鏡と細胞骨格を中心とした多くの研究グループとの共同研究
1，2以外にも、細胞骨格、電子顕微鏡解析を中心に多くの共同研究を行っています。2018年以降で、国内外の28組織、36グループと共同研究を行っていて、細胞骨格や線維構造を中心に多様なサンプル、研究手法に関わっています。
メンバー
- 松本 友治（研究員）
- 岩佐 充貞 (招聘教員)
- 小田 俊郎 (招聘教員、東海学院大学 教授)
大学院生
-
片山 稜也 (D1)
学部生
秘書
-
高見 潤子
ＯＢ・ＯＧ(一部)
-
Tina Lanjing Wang (R5年9月 G30プログラム卒業)
-
奥田 惇平 (R4年度 学部卒業)
-
山﨑 岳 (R3年度 修士課程修了)
-
松崎 瑞季 (R2年9月 博士号取得)
-
田中 康太郎(H31年2月 博士号取得)
-
秋月 将吾 (H28年度 修士課程修了)
-
岩崎 匠平 (H28年度 修士課程修了)
-
加島 紗瑛 (H27年度 修士課程修了)
-
神谷 優子 (H26年度 学部卒業)
-
田中 俊嗣 (H25年度 修士課程修了)
-
加藤 文香 (H25年度 修士課程修了)
-
伊藤 圭吾 (H25年度 学部卒業)
最近の主な業績
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アクチン線維の構造解析の歴史とこれから 成田哲博 実験医学 2018 Vol36 No8
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連絡先
研究室: 理学部Ｇ館2F G218
連絡先: narita.akihiro f.mbox.nagoya-u.ac.jp (akihiroとfの間に＠をいれてください) 内線6473
