研究概要

生命科学分野全般で分子からシステムへと急速なパラダイムシフトが起こっており、動的で複雑な生命現象をシステムとして理解することがいま求められている。システムバイオロジー研究チームは生命現象をシステムとして理解するために必要な基盤技術を開発し、発生・再生現象をはじめとする複雑で動的な生命現象に応用する。実験的手法と数理的手法を統合的に用いて包括的・定量的な解析を行うことが本研究チームの特徴で、哺乳類の体内時計や体節時計における時間・空間的振動現象をモデル系として、動的で複雑な生命現象を司る遺伝子ネットワークのシステム的理解（同定・制御・再構築）を目指す。

体内時計や体節時計のような動的で複雑な生命現象をシステムとして理解するには、(1)ダイナミクスの包括的かつ精密な測定と(2)ネットワーク構造の効率的な同定が必要不可欠である。我々は体内時計をモデル系に、まず(1)ゲノムワイドな発現解析・統計解析を行い、時計中枢（視交叉上核）および末梢時計（肝臓）で概日振動遺伝子を抽出。続いて(2)ゲノムワイドな転写開始点の決定、比較ゲノミクス、バイオインフォマティクスを行い、時間特異的な転写制御配列を予測。さらに(3)in vitroで転写ダイナミクスを測定することができるシステムを開発し、これらの転写制御配列の重要性を検証した。

現在、(1)〜(3)の手法を用いて「朝」「昼」「夕」「夜」の転写発現制御のメカニズムを解析し、16個以上の構成因子からなる遺伝子ネットワークを同定しようとしている。さらに、このような手法を体節時計をはじめとする発生・再生現象へと応用し、動的で複雑な生命現象の設計原理を明らかにしたい。

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