生物工学一般 生物はどこまで賢く匂いを探索するのか?～ノイズに負けない探索戦略を紐解く新理論を構築～
生物が匂いの源を探索する際にとるべき最適な行動制御の原理を、生物に見られるノイズや非線形性を考慮した上で扱える理論を構築した。構築した理論が実際の生物の探索行動を理解する上で役立つことを、大腸菌の嗅覚・運動制御系を例に示した。
東京大学
生物工学一般 
細胞遺伝子工学 植物ゲノムに不活性領域を作り出す機構
シロイヌナズナという植物の変異体を用いた研究の結果、DNAメチル化の間の局所的な正のフィードバックと、ゲノム全体での負のフィードバックを見出した。この両方の経路により、働くべき遺伝子を働かせながら、不活化領域に限定した抑制が可能となり、ゲノムの不安定化を防いでいると考えられる。
生物工学一般 脳の神経活動を可視化する新規マウス系統を開発
高感度・高速カルシウムセンサーを安定して発現する遺伝子改変マウスの開発に成功しました。正確な神経活動の計測を実現するため、高感度・高速カルシウムセンサー(G-CaMP9a)の開発と、この新規センサーを細胞種特異的に発現誘導可能な遺伝子改変マウス(G-CaMP9aノックインマウスの作製をおこないました。2光子励起顕微鏡注2を用いた生体イメージングにより神経細胞の活動を観察したところ、このマウスは感覚刺激に対する神経細胞の応答をより正確に検出できることが明らかとなりました。
医療・健康 世界初、「免罪符型」健康食品CMが「不健康な行動をしても良い」と誤った認識を誘発することを実証
健康食品の「免罪符型」広告が、視聴者に及ぼす影響を評価することを目的としてランダム化比較研究を実施した。「免罪符型」の健康食品の動画広告の閲覧によって、視聴者の「健康食品を摂取すれば、不健康な行動をしてもよい、健康行動をしなくてよい」という認識が強まることが実証された。
医療・健康 自己免疫疾患に対する新規治療法を発見
抑制性免疫補助受容体PD-1の機能制限を解除することによりPD-1の抑制機能を誘導することに成功しました。PD-1の抑制機能を誘導することにより、自己免疫疾患である関節リウマチ、多発性硬化症およびシェーグレン症候群の疾患モデルマウスを治療することに成功しました。
生物化学工学 最適な根の長さとは～植物が環境に応じて根の長さを決める仕組み～
「小胞体ストレス応答(UPR)」と呼ばれる細胞内恒常性の維持機構が欠損したシロイヌナズナの変異株(bz1728)が示す、著しい根の伸長阻害を回復した突然変異体nobiro6株の分子遺伝学的解析を行いました。伸長回復は基本転写因子複合体の構成因子「TAF12b」の機能欠損によることが明らかになりました。
生物化学工学 チャネル(膜タンパク質)の開閉モデルの提唱～チャネルの通路を塞ぐ「脂質」が深く影響～
ATP(アデノシン三リン酸)放出チャネル(膜タンパク質)として知られるパネキシン1が、脂質に埋まった状態のクライオ電子顕微鏡構造を報告しました。ATPなどイオンよりも大きな分子を通すチャネルの開閉に、脂質が深く関わる可能性が示唆されました。
医療・健康 進行性前立腺癌に対する新しい免疫療法の確立～制御性T細胞を制御する～
進行性前立腺癌を発症した犬において、制御性T細胞(Treg)が腫瘍組織に浸潤するメカニズムを明らかにし、その阻害剤を用いたTreg浸潤抑制が有効な免疫療法となることを獣医師主導臨床試験により証明しました。ヒトの前立腺癌の一部の患者では犬に類似した遺伝子発現パターンを有しており、犬と同様のメカニズムによってTregの腫瘍内浸潤が引き起こされている可能性を見出しました。進行性前立腺癌に対する新しい治療法を提示するとともに、犬が進行性前立腺癌の有用な自然発症動物モデルであることを初めて実証しました
生物工学一般 同期したシステム間の結合を振動時刻データから推定する公式を考案 ～事前データ不要で推定を可能に～
生物に見られる多様なリズムを生み出す「振動子」の相互作用をコンピューターによる機械学習で推定する、事前データなく、振動子間の相互作用およびノイズの大きさを推定する新理論を開発。
生物化学工学 植物の地下での情報のやりとりを発見～地下茎で繋がった植物株間でのコミュニケーション～
地下茎で繁殖するイネ科植物が、地下茎を介した情報のやりとりにより、不均一な窒素栄養環境に巧みに応答して成長する仕組みを新たに発見しました。栄養繁殖をする野生イネ(オリザ・ロンギスタミナータ)のラメットが、不均一な窒素栄養条件に晒された場合、窒素欠乏側のラメットからの情報を受けて、窒素十分側のラメットで相補的に多くの窒素を吸収・同化し、窒素十分側のラメットの成長を優先させることで、群落として巧みに応答する仕組みを明らかにしました。
医療・健康 数理モデルを用いた肥満における代謝変化と制御の定量的理解
同位体標識実験を用いずにマルチオミクスデータから代謝変化とその制御を解析する数理モデルOMELETを開発しました。肥満モデルマウスにおける肝臓グルコース代謝変化とその変化を引き起こしている制御を定量的に解析しました。
生物化学工学 母親マウスは鼻で血を感知して探索・リスクアセスメント行動に出る~体外に出た血中ヘモグロビンが化学感覚 シグナルとなる~
マウスは外界にある血を鼻の中に取り込み、血中のヘモグロビンが化学感覚シグナルとして感知されることが明らかになりました。鼻に入ったヘモグロビンは、鼻腔下部に存在する鋤鼻(じょび)器官の神経組織に存在するGタンパク質共役型受容体の一つVmn2r88で受容されます。母親マウスでは、脳の視床下部の腹内側核背側部(VMHd)にヘモグロビンシグナルが伝達され、探索・リスクアセスメント様行動が表出することがわかりました