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細胞周期フロンティア ―増殖と分化相関 (岸本 健雄)

研究領域名

細胞周期フロンティア ─増殖と分化相関

研究期間

平成19年度~平成23年度

領域代表者

岸本 健雄(東京工業大学・大学院生命理工学研究科・教授)

領域代表者からの報告

1.研究領域の目的及び意義

 多細胞体制の形成と維持において、細胞の増殖と分化は、最終的には相容れない。細胞の増殖は、典型的には培養系で見られるような繰り返し続く体細胞増殖と、発生過程で見られるような最終的には細胞分化に至る様々な増殖とに大別される。これらの種々のタイプの細胞増殖は、それぞれが特異的な制御下にあるため、従来、個別に研究されてきた。しかし、これらは本来、増殖と分化の相関のもとに一括して解析される必要があり、近年の細胞周期制御の研究の目覚ましい進展は今やそれを可能にしている。そこで本領域では、細胞周期制御を鍵として、増殖相と分化相の相関の分子基盤について統合的な理解に達することを目的とした。特に、種々の動物細胞を対象として細胞周期制御を発生の時空間軸の中におくことによって増殖と分化の相関の分子背景を解明するとともに(研究項目A01)、哺乳類培養体細胞と酵母という基本増殖系において体細胞増殖における細胞周期制御の詳細を究め(研究項目A02)、両研究の間での相互フィードバックを図った。このために、計画研究により重点的に研究を推進するとともに、公募研究によって新規の参画を促しかつ若手を支援することを目指した。こうした企てにより、細胞周期制御因子について新規局面を切り開くとともに、細胞増殖と細胞分化の両分野を横断する細胞周期研究のフロンティアを創成することを期した。

2.研究の進展状況及び成果の概要

 計画班の代表者10名と分担者6名で領域を発足させ、公募班は領域前半期42件、後半期45件を採択した。5ヶ年間で領域への参画者実数は90名、英文原著論文の発表数は950報に及んだ。
 研究は、始原生殖細胞の減数分裂移行、受精にかかわる細胞周期停止とその解除、初期胚における細胞分裂と発生運命/神経分化との関係、心筋細胞の増殖・分化制御、幹細胞の機能維持および分裂・分化制御、分化した神経細胞における細胞周期制御因子の機能、一次繊毛の形成を介した分化状態と細胞周期制御系との連関、細胞極性と細胞周期制御系との連関、増殖と分化を規定する転写因子、増殖・分化相での異なる染色体接着制御など、多彩に展開した。これらは、往年の懸案の決着、細胞周期制御の解析の深化、細胞周期制御関連因子の細胞周期制御以外での新規機能の発見、逆に、従来は細胞周期とは無関係とされていた因子の細胞周期制御への関与の発見等々として位置づけられる。特に、増殖と分化の二律背反性の視点からは、その分子機構を詳細に解明した結果、細胞周期制御関連因子の「二重機能性」(同じ細胞周期制御関連因子が増殖制御に関わる一方、分化制御で全く別の役割を発揮する「二面性」)という本領域独自の概念を得た。さらにそればかりではなく、「二律背反の関係」ではない新規局面(増殖と分化の同時亢進もしくは同時抑制)も判明し、増殖と分化の相関を統合的に理解するところに達した。これらの成果は、増殖と分化の両分野を横断した細胞周期研究を先導するものであり、本領域の設定目的は十分に達成された。

審査部会における所見

 A (研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの成果があった)

1.総合所見

 本研究領域は、細胞周期制御を鍵として、細胞の増殖相と分化相の二律背反的事象を横断的・統合的に理解することを目的としたものである。細胞増殖と分化における既存概念を超えた「二重機能性」や「増殖と分化の二律背反性」などの新発見が得られるなど、高く評価できる。また、得られた成果の多くは、細胞生物学の基本的課題である細胞増殖と分化の制御機構の解明に留まらず、多くの関連分野に波及効果を及ぼすものである。

2.評価の着目点毎の所見

(1)研究領域の設定目的の達成度

 本領域では、細胞周期制御を鍵として、従来個別に研究されていた細胞増殖と分化の分子基盤について総合的な理解に達することを目的としたものである。「研究の発展段階の観点からみて成長期にあり、研究の一層の発展が期待される研究領域」及び「その領域の研究の発展が他の研究領域の研究の発展に大きな波及効果をもたらす等、学術研究における先導的または基盤的意義を有する研究領域」としては、研究遂行により、細胞増殖と分化における既存概念を超えた「二重機能性」や「増殖と分化の二律背反性」などの新発見にもつながり、領域の設定目標は十分に達成された。また、未受精卵から臓器形成に至る増殖と分化の多彩な新規制御機構の解明は、生命科学領域において先導的意義を有すると評価できる。

(2)研究成果

 「研究の発展段階の観点からみて成長期にあり、研究の一層の発展が期待される研究領域」及び「その領域の研究の発展が他の研究領域の研究の発展に大きな波及効果をもたらす等、学術研究における先導的または基盤的意義を有する研究領域」としては、細胞増殖と分化に細胞周期制御を軸とした分子機構の解明に留まらず、増殖と分化の統合的理解から新規概念の形成も含む広範な成果が得られ、このうち、筆頭または責任著者として80報近くがハイインパクトジャーナルに発表されており、質、量ともに高いレベルにある。計画研究間の共同研究も100件近く実施され、多数の原著論文に結実した点も評価できる。

(3)研究組織

 計画研究に加えて、多くの公募研究が採択されており、細胞周期制御をプローブとして増殖と分化の両分野を横断する研究領域が構築されたこと、若手研究者の育成とサポートが積極的に行われた点が高く評価できる。

(4)研究費の使用

 特に問題点はなかった。

(5)当該学問分野、関連学問分野への貢献度

 本領域において得られた多くの成果は、細胞生物学の基本的課題である細胞増殖と分化の制御機構の解明に留まらず、新規概念の形成も含む広範なものであり、発生生物学、神経科学、幹細胞を利用した再生医療、癌の理解や治療戦略など、増殖と分化の統合的理解から新規概念の形成も含む広範な成果は、他の生命科学や医学関連領域に大きく波及すると期待される。

(6)若手研究者育成への貢献度

 本領域に参画した若手研究者のうち70名近くが昇進や研究職関連のポジションを得るなど、若手研究者の育成とサポートに関しても大きく貢献した。

お問合せ先

研究振興局学術研究助成課

-- 登録:平成24年12月 --