研究内容

生命活動に不可欠な鉄は、細胞内でどのように運ばれ、必要な場所へと届けられるのでしょうか？

鉄は、エネルギー産生やDNA合成、さまざまな酵素反応など、多くの生命現象を支えています。しかし、細胞内の鉄は単に存在しているだけでは機能しません。必要な場所に、必要なタイミングで、適切な量が供給されることが重要です。

私たちは、鉄シャペロンとして働くPCBPファミリーに着目し、鉄が細胞内をどのように輸送され、各オルガネラや酵素へと受け渡されるのかを研究しています。さらに、鉄の輸送・分配を制御する分子機構を明らかにすることで、細胞内における生体金属ダイナミクスの全容解明を目指します。

鉄は、エネルギー代謝やDNA合成などに不可欠な元素ですが、それだけでなく、細胞内のさまざまな機能を調節する役割も担っているのでしょうか？

私たちはこれまでに、鉄がテトラスパニンファミリーのCD63を介してエクソソームの産生を制御することを見いだしてきました。この発見から、鉄は単に細胞内の恒常性を維持するだけでなく、細胞内の物質輸送や分子の局在を制御することで、より広範な細胞機能に影響を及ぼしているのではないかと考えています。

現在、鉄による細胞内輸送の制御機構に着目し、エクソソーム産生にとどまらず、シグナル伝達や代謝、遺伝子発現など、さまざまな生命現象への関与を研究しています。これらを通じて、生体金属が細胞機能を制御する新たな仕組みの解明を目指します。

細胞内の鉄のバランスが崩れると、細胞の運命はどのように変化するのでしょうか？

鉄は生命活動に不可欠である一方、過剰な鉄は酸化ストレスや細胞障害を引き起こす可能性があります。また、細胞内の鉄の分布や利用が変化することで、鉄が十分に存在していても、特定の場所では機能的な鉄不足が生じることがあります。

私たちは、鉄の恒常性や細胞内分配の破綻が、細胞老化やフェロトーシスなどの細胞運命に及ぼす影響を研究しています。さらに、がんや加齢に伴う組織機能の変化などにも着目し、生体金属の制御異常が疾患の発症や進展にどのように関わるのかを明らかにすることを目指します。

細胞内に侵入した細菌は、宿主細胞の中でどのように生き延びているのでしょうか？

クラミジアなどの細胞内寄生性細菌は、宿主細胞の機能や代謝に依存して生存・増殖します。一方、宿主細胞は細菌の増殖を制限するために、鉄をはじめとする生体金属の利用環境を変化させます。つまり、細菌と宿主の間では、金属の獲得と制限をめぐる攻防が繰り広げられています。

私たちは、クラミジアと宿主細胞の間で繰り広げられる生体金属をめぐる相互作用に着目しています。特に、細菌が宿主細胞の機能を操作する未知のエフェクター分子を探索し、金属の獲得・利用を含む細菌の生存戦略と、それに対抗する宿主の応答機構の解明を目指します。