生物化学工学 脳の状態によって変化する中脳の機能地図～方位・方向選択性マップの動的性質の発見～
2光子顕微鏡という特殊な顕微鏡を用いて、生きたマウスの上丘の神経細胞集団の活動パタンを可視化し、異なる脳の状態(起きているとき vs 麻酔で寝ている時)での反応の違いを比較しました。イソフルラン麻酔をかけた場合、上丘の地図様の反応パタンが明確になるのに対して、覚醒条件では、地図様の反応パタンが曖昧になることを発見しました。
2021-12
生物化学工学 
有機化学・薬学 新規赤色蛍光ドーパミンバイオセンサーの開発 〜ドーパミンとノルエピネフリンの同時可視化に成功〜
赤色蛍光タンパク質を用いたドーパミンバイオセンサー「R-GenGAR-DA」の開発に成功しました。この赤色蛍光ドーパミンセンサーのドーパミンに対する高い選択性を利用し、既報の緑色蛍光ノルエピネフリンバイオセンサーと共に用いることで、ひとつの細胞でドーパミンとノルエピネフリンを同時に可視化することに成功しました。
医療・健康 慢性腎臓病患者のナトリウム・カリウム排泄量と腎機能予後
尿中ナトリウム・カリウム排泄量を、測定誤差を減らすために 7 回の 24 時間蓄尿によって評価し、慢性腎臓病(CKD)患者における尿中ナトリウム・カ リウム排泄量と腎機能低下の関連を検討しました。尿中ナトリウムの高い排泄量と、尿中カリウムの低い排泄量が、それぞれ腎機能低下と関連することを示しました。
医療・健康 老化神経幹細胞の若返りによるニューロン産生の復活と認知機能の改善
老化神経幹細胞がPlagl2の強制発現とDyrk1aの抑制によって若返ることを発見しました。
医療・健康 緊張するとパフォーマンスが低下するのはなぜ? ～聴覚と運動を統合する機能の異常を発見～
楽器演奏や外科手術などの卓越したスキルを持つエキスパートが、プレッシャーのかかる場面で、心理緊張やアガリに伴い、巧緻性が低下する仕組みは未解明だった。ピアノの音が鳴るタイミングを人為的に遅らせられるシステムを用いた実験により、心理緊張に伴う演奏時の聴覚と運動を統合する機能の異常を明らかにした。
有機化学・薬学 植物の免疫応答を抑制する化合物を発見～植物免疫応答を解明するための新たなツール～
ヒトの非ステロイド性抗炎症薬であるテノキシカムに植物の免疫応答を抑制する作用があることを発見しました。新たに化合物ライブラリーから植物の免疫応答を抑制する化合物として、化学構造の類似した3種類のオキシカム系非ステロイド性抗炎症薬(テノキシカム、メロキシカム、ピロキシカム)を同定しました。さらに、テノキシカムが細胞内の酸化還元状態を酸化側に傾かせること、そしてサリチル酸で発現が上昇する遺伝子群を広範に抑制することを示し、サリチル酸のシグナル伝達機構の一端を明らかにしました。
医療・健康 感染やワクチンにおける免疫記憶に必須なB細胞シグナル因子を発見
感染症やワクチンで抗体をつくるB細胞が免疫を長期にわたって記憶するために必須の分子とそのメカニズムを解明しました。B細胞の抗体応答の抗原特異性や長期記憶を司る胚中心B細胞の形成において、細胞内シグナル分子である「TBK1」が必須であることをマラリア感染とワクチン免疫の動物モデルで証明しました。
医療・健康 ヒトT細胞白血病ウイルスがCD4+T細胞のがん化を引き起こすプロセスを解明
ヒトT細胞白血病ウイルス1型(HTLV-1)がCD4+T細胞の活性化機序を利用し、さらに過剰なCD4+T細胞の活性化を誘導して、がん化を引き起こすことを示しました。HTLV-1に感染したCD4+T細胞は、過剰な活性化に伴って、本来T細胞のごく一部でしか発現しないHLAクラスⅡとよばれる分子を発現して、宿主免疫から逃避していることが分かりました。HTLV-1による感染細胞がん化の本態を理解する上で重要な知見であり、発症メカニズムの解明や治療標的の創出に向け大きく前進する研究成果です。
医療・健康 新たなてんかん治療戦略を提案～脳の過剰興奮を阻止するタンパク質ADAM22の量が鍵～
てんかん発症の鍵となるタンパク質「ADAM22」が正常に機能するための仕組みを解明し、ある種のてんかんの発症を阻止するために必要なADAM22の量を明らかにしました。
医療・健康 心不全の新たな発症・進展メカニズムの解明
転写抑制因子NRSFにより制御され不全心において発現亢進する遺伝子GNAO1の発現抑制が複数のマウス心不全モデルにおいてその病態を改善すること、逆に心筋におけるGNAO1の過剰発現は心機能低下を引き起こすことを見出しました。
細胞遺伝子工学 次世代リプログラミング因子KLF4改変体の開発～iPS細胞をより高効率・高品質に作製～
iPS細胞をより高効率・高品質に作製できるKLF4タンパク質改変体を開発しました。iPS細胞作製の際に必要なリプログラミング因子の一つであるKLF4タンパク質において、DNAと直接相互作用するアミノ酸残基の改変体を多数作製しました。その中から「KLF4 L507A改変体(ヒトKLF4の507番目のアミノ酸残基ロイシンをアラニンに置換したもの)」を用いてiPS細胞を作製したところ、迅速、かつ高効率で、高品質なiPS細胞株を樹立できることが分かりました。
生物環境工学 水の満ち引きが多様な生物の共存を実現～自然氾濫原において多くの生物の共存を可能とする河川氾濫の役割～
北海道大学雨龍研究林内の希少な天然氾濫原において研究を行い、河川の氾濫が氾濫原生態系の生物多様性を維持する上で重要であることを示しました。河川の氾濫から収束までの間、水の流れの変化と生物の応答を克明に調査し、氾濫と共に様々に形を変えながら流れ下る川の水のダイナミクスが幻の巨魚イトウをはじめとする様々な魚や両生類、そして水生昆虫やプランクトンなどの多様な生物が氾濫原に生息する秘訣となっていることを示しました。