講演会&セミナー　2011年度

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2012年2月1日 (水）　15時ー17時　総合研究棟シアター教室　分子生物学科／環境科学研究センター共催セミナー

演者： Attila Glatz博士（ハンガリー科学アカデミー） 15時ー16時
題目： Membrane-associated gardedams: from cyanobacteria to fission yeast

Preventing their aggregation and promoting their folding. Using Synechocystis PCC6803 as a model, we were able to show that the chaperone genes (especially hsp17) is induced under isothermal conditions when cells were treated with membrane perturbing agents. This led to the “membrane as sensor” idea supposing that not only unfolded proteins, but changes in membrane’s physical state might induce the overexpression of chaperones. Moreover, Hsp17 is able to bind and protect membranes upon heat stress. Other chaperones (eg. GroESL) can also associate to membranes while retaining their intact “foldase” activity. Recently, we have started to study the chaperone systems of a “micromammal model” Shizosaccharomyces pombe. We could demonstrate that the two alpha-crystallin type-HSPs of the fission yeast are differently induced upon heat stress. In addition, both recombinant sHSPs tested are able to bind to model membranes made of S. pombe lipids and preferentially to lipid membranes derived from low temperature adapted cells, indicating that sHSP-membrane interactions might have stress protecting role in higher Eukaryotes as well.

演者： Imre Gombos博士（ハンガリー科学アカデミー） 16時ー17時
題目： Membrane as a heat sensor:Membrane imaging from heterogeneous cell populations to single molecules

The heat shock response (HSR) is one of the most ancient and evolutionarily conserved protective mechanisms found in nature. We demonstrated that not only heat induced protein denaturation can initiate HSR but cellular membranes are also act as sensitive thermal sensors even for mild heat stress. The present knowledge of gene expression and cellular responses is known to derive from analyses of heterogeneous populations. Although this approach provides useful insights into average population responses, they do not furnish information on individual cells or subpopulations. In my presentation: 1) I will characterize the individual variability in the stress response of genetically homogeneous cell population with ultrasensitive high content imaging. More specifically, to link the population heterogeneity of the heat shock response and membrane structure (raft organization and dynamics) in mammalian cell cultures. The identification of specific changes in membrane domain structure leading to selective refinement of heat shock proteins in a heterogeneous cell population could help us to understand why a small subpopulation of cells could determine the outcome of important disease states. 2) As an exploitation of the above principles, I will introduce the mode of action of a small molecule heat shock protein (HSP) co-inducer. I will discuss in vitro molecular dynamic simulation, experiments with lipid monolayers and in vivo ultrasensitive fluorescence microscopy, which showed that BGP-15 alters the organization of cholesterol-rich membrane domains. Imaging of nanoscopic long-lived platforms demonstrates that BGP-15 prevents the transient structural disintegration of rafts induced by fever-type heat stress and able to remodel cholesterol-enriched lipid platforms. These data indicate that BGP-15 has the potential to become a new class of pharmaceuticals for use in‘membrane-lipid therapy’.

2011年12月21日 (水）　15時ー16時30分　総合研究棟シアター教室　分子生物学科／環境科学研究センター共催セミナー

演者： 養王田　正文　教授（東京農工大学大学院　工学府生命工学専攻）
題目： グループＩＩ型シャペロニン（Hsp60）のATP依存的構造変化とタンパク質フォールディング機構

Protein folding is assisted by molecular chaperones in vivo. Molecular chaperone system of hyperthermophilic archaea is composed of only four groups of chaperones, group II chaperonin (CPN), prefoldin (PFD), sHsp and PPIase. ATP drives the conformational change of the group II chaperonin from the open-lid substrate binding conformation to the closed-lid conformation to encapsulate an unfolded protein in the central cavity for its correct folding. To elucidate detailed conformational change and protein folding mechanism, we have performed kinetic studies of conformational change using CPN from Thermococcus strain KS-1 by stopped-flow fluorometry, stopped-flow small angle X-ray scattering (SAXS) and Diffracted X-ray Tracking (DXT). Our study has given clear insights for the conformational change and also protein folding mechanism of CPN.

2011年11月26日 (土）　1３時０0分ー16時00分　理学部3号館11番教室　分子生物学科講演会

講演者(敬称略)ならびに演題・概要

平岡 秀一　国立成育医療研究センター/生化19回生(1983年入学)　糖ヌクレオチド輸送体による器官形成制御の分子メカニズム：
糖ヌクレオチド輸送体遺伝子変異マウスを用いた糖鎖合成、器官異常、疾患解析への応用について解説します。

三室 仁美　東京大学医科学研究所/生化23回生(1987年入学)　ヘリコバクターピロリ菌の感染戦略：
胃炎や胃癌の原因となるピロリ菌の病原性と、その分子メカニズムを紹介します。

宇梶 文緒　(株)トクヤマデンタル/生化21回生(1985年入学)　企業における研究開発－歯科材料の開発－：
企業で携わった歯科治療で使用する材料開発の取り組みについて紹介します。

上村 松生　岩手大学農学部附属寒冷バイオフロンティア研究センター/生化11回生（1975年入学）　ダイナミックな植物の生存戦略分子機構－凍っても生きられる仕組み－：
植物が持つ体内の水が90％以上凍結しても生存できる分子メカニズムについて解説します。

理学部３号館１１番教室にて４名の本学科卒業生を講師にお招きして午後１時から４時まで「生命科学講演会」を開催しました。本学科卒業生、在学生、元・現教員など約50名が参加して熱心な質疑討論が行われました。講演会に引き続き「分子生物学科同窓会総会」を開催しました。本同窓会は在学生ならびに卒業生の交流・親睦を目的としており、卒業生による在学生の勉学・就職支援などの今後の同窓会活動について協議しました。

2011年11月18日 (金）　18時00分ー20時00分　理学部3号館11番教室　分子生物学科／環境科学研究センター共催セミナー

演者： Zoltan Gombos 教授（Institute of Plant Biology, Biological Research Center, Hungarian Academy of Sciences）
題目： Proteins and carotenoids are bricks and mortar for constructing functional photosystem II complex architecture

PSII supercomplex of the electron transport chain governs the energy transfer using harvested light energy that is transformed to biochemical energy. Carotenoids can assist inassembly of photosynthetic complexes of both in higher plants and cyanobacteria. Carotenoids are protective agents, which prevent photosynthetic complexes from degradation caused by reactive oxygen species. There are several specific carotenoids in cyanobacteria and also in higher plants with individual roles in photosynthetic reactions. They guard molecules and can protect proteins against free-radical attack generated by surplus of light exposition. A carotenoid-less Synechocystis PCC 6803 mutant was generated in which the crtB gene encoding phytoene synthetase was inactivated. Consequently, no carotenoid synthesis was observed. In mutant cells the synthesis of determinative proteins involved in the assembly of PSII was blocked together a concomitant block in the assembly of PSII structure. However, PSI was assembled and it was functional. Phosphatidylglycerol (PG) and sulfoquinovosyl diacylglycerol, the anionic lipids of photosynthetic organisms, together with a neutral lipid, digalactosyldiacylglycerol (DGDG), assist in the assembly of photosyntheticcomplexes. These lipids and carotenoids serve as mortar for the proteins that act as bricks in the construction of the active photosynthetic machinery, and they have determinative roles in the oligomerization of protein subunits. X-ray crystallographic localization of glycerolipids and carotenoids revealed that they are present at functionally and structurally important sites of both the PSI and PSII reaction centers. PG is involved in the formation of the reaction-center oligomers and controls electron transport at the acceptor site of PSII. DGDG, together with PG, is involved in the electron transport at the donor site. PG and carotenoids are needed to glue CP43 to the reaction center core.

2011年11月11日 (金）　13時30分ー15時00分　理学部3号館11番教室　分子生物学科／環境科学研究センター共催セミナー

演者： 園池　公毅　教授（早稲田大学教育・総合科学学術院）
題目： クロロフィル蛍光測定の原理と実際

クロロフィル蛍光測定は非破壊的で簡便な光合成の測定方法として広く用いられるようになっていますが、その原理を理解していないと必要な情報が得られない場合があります。本セミナーでは、パルス変調法を中心としたクロロフィル蛍光測定について、その原理と測定上の注意点を解説します。セミナー終了後、PAM蛍光測定装置を使ったクロロフィル蛍光測定の講習会を実施しました（３階学生実習室で17:00まで）。

2011年11月９日 (水）　16時20分ー17時50分　理学部3号館11番教室　分子生物学科／環境科学研究センター共催セミナー

演者： Ali Ferjani 助教（東京学芸大学自然科学系生命科学分野）
題目： 葉の大きさはどのように決定されるのか？補償作用から得た数々のヒント

植物の葉のサイズ決定は、細胞分裂と細胞伸長の二つの過程が器官全体で統合して制御されており、この現象は補償作用と呼ばれています。演者らは、補償作用を示すシロイヌナズナ変異体の解析を進めた結果、液胞膜局在型プロトン輸送性ピロファオスターゼが植物の初期生育に極めて重要であることを見出しました。本講演ではその経緯について詳しく紹介していただきました。

2011年９月29日 (木）　13時00分ー14時00分　理学部3号館11番教室　分子生物学科／環境科学研究センター共催セミナー

演者： 小山内 崇　博士　（理化学研究所植物科学研究センター・基礎科学特別研究員／JSTさきがけ・専任研究者）
題目： ラン藻糖異化グローバルレギュレーターを中心とする分子生物学と代謝工学

ラン藻は、酸素発生型光合成を行う原核生物です。発表者らは、ラン藻Synechocystis sp. PCC 6803を用いて、糖異化遺伝子の発現制御機構を解析してきました。そのなかで、RNAポリメラーゼシグマ因子の１つであるSigEが、解糖系、酸化的ペントースリン酸経路、グリコーゲン異化といった糖異化酵素群の発現を包括的に制御することを明らかにしました。発表者らは、発現制御メカニズムを解明する「生物学」を進めるとともに、SigEを利用したバイオプラスチック生産という「工学的研究」を進めています。

2011年９月27日 (火）　13時00分ー14時00分　理学部3号館11番教室　分子生物学科／環境科学研究センター共催セミナー

演者： 成川　礼　助教　（東京大学大学院総合文化研究科生命環境科学系）
題目： 新規光受容体群シアノバクテリオクロムの構造機能解析

近年、シアノバクテリア特異的な新規光受容体群シアノバクテリオクロムが同定され、その機能多様性が明らかとなっています。これらは紫色光から遠赤色光まで幅広い光質の受容体として機能し、補色順化、走光性、細胞凝集など様々な光応答現象を制御しています。本講演では、多様なシアノバクテリオクロムの光受容機構について、分子レベルから細胞レベルまで概説します。中でも、AnPixJという新規の緑／赤色光受容体の構造ー機能解析について詳細に紹介します。

2011年９月22日 (木）　13時30分ー15時00分　理学部3号館11番教室　分子生物学科／環境科学研究センター共催セミナー

演者： 山崎　秀雄　教授　（琉球大学理学部自然科学科・副学長）　
題目： 地球温暖化とサンゴ礁

近年、温暖化と連動した海水温度の上昇が大規模なサンゴ白化の主原因であることが指摘されています。1982-83年にかけて起こったエルニーニョ現象の後、カリブ海沿岸の各国から米国フロリダ州にかけての大西洋地域でサンゴの白化現象が見られました。また、1998年に発生したエルニーニョ後にも世界中のサンゴ礁域で大規模な白化がみられました。この年に、沖縄県では60%以上のサンゴが影響を受けて消失しています。世界のサンゴ礁の27％が過去20年の間に失われていて、今後10年以内に更に14％のサンゴ礁が消滅すると予測されています。海洋生物学に、陸上植物科学のアプローチを取り入れたサンゴ白化研究についてご紹介いたします。

2011年９月９日 (金）　15時30分ー17時00分　理学部3号館11番教室　分子生物学科セミナー

演者： 鈴木　匡　連携教授　（理化学研究所・糖鎖代謝学研究チーム）　　
題目： The cytoplasmic PNGase and non-lysosomal degradation pathway for N-glycans （細胞質PNGase とN 型糖鎖の非リソソーム代謝）

鈴木先生のご専門は真核生物のN-グリカン代謝機構です。本セミナーでは、鈴木先生が発見されたペプチド:N-グリカナーゼ（PNGase）を中心に、真核生物の非リソソーム系糖鎖代謝についてご講演くださる予定です。

2011年６月22日 (水）　16時20分ー17時50分　理学部3号館11番教室　分子生物学科セミナー

演者： 平野　博之　教授　（東京大学大学院理学系研究科　生物科学専攻）　　
題目： 雄しべの表裏はどのようにして決定されるか？　－向背軸極性確立の制御機構ー

被子植物の花は、進化の過程で葉が変化したものだと考えられている。18世紀末にゲーテ (J. W. Geothoe) によって提出されたこの考え方は、200年後にABCモデルを構成する遺伝子の働きとして、現代生物学の言葉で確かめられた。
花弁やガク片の表裏（向軸側・背軸側）は容易に想像できますが、筒状の器官の集合である雄蕊の表と裏はどこに相当するのでしょうか？また、発生過程でどのように表と裏が確立するのでしょうか？
本セミナーの前半では、花器官の発生と葉の向背軸極性の確立機構を簡単に説明し、後半では、私たちのイネ研究から明らかとなった、雄しべの向背軸極性の決定メカニズムについて解説する。
興味のある方は、次の総説や論文を参考にして下さい。

平野博之「遺伝子の働きによる花の形作り」　「植物の軸と情報」特定領域研究会編「植物の生存戦略」、pp. 73-98、朝日選書 (2007)
Toriba T, Suzaki T, Yamaguchi T, Ohmori Y, Tsukaya H and Hirano H-Y (2010) Distinct regulation of adaxial-abaxial polarity in anther patterning in rice. Plant Cell 22: 1452-1462

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