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ゼミ研究室紹介

生命科学部 生命機能学科
廣野雅文研究室(分野:細胞生物学)

指導教員 廣野 雅文 教授

1982年筑波大学第二学群(現・生命環境学群)生物学類卒業、1987年同大大学院博士課程 生物科学研究科を修了。理学博士。東京大学大学院で助手・講師・准教授を務めたのち2015年4月より現職。専門分野は細胞生物学。

藻類のべんもうを徹底研究することで
細胞機能の謎解きやヒトの疾病研究に貢献

研究テーマ

藻類の鞭毛にもヒトの繊毛にも共通した9本の微小管構造


藻類を培養し、研究に有用な変異株を
つくり出す

ヒトは、体内に意外なほど多様な“繊毛”を持っている。繊毛とは生物の授業で出てくるあのゾウリムシの体表でうごめく、毛状の器官のこと。ヒトでは気管が異物をたんとして出すために働く繊毛が知られているが、ほかにも脳室や視細胞、生殖器、腎臓などの臓器に繊毛が存在し、その形成や運動に不具合が生じると、「繊毛病」と総称される疾病を引き起こすという。この繊毛病の存在が明らかになったのは2000年頃とごく近年の話で、そのきっかけになったのが、廣野雅文先生が研究対象としているクラミドモナスという藻類なのだ。

「ある腎臓病に関わる遺伝子配列が、クラミドモナスの鞭毛の遺伝子の一部と同じであることがわかりました。調べた結果、腎臓にも繊毛が見つかり、それが重要な役割を果たしていることがわかったのです」

繊毛や鞭毛は、微小管と呼ばれるタンパク質繊維が周囲に9本、中心に2本配置されたシリンダー状の構造をしている。この「9+2」構造は、単細胞のゾウリムシからほ乳類であるヒトまで同じなのだという。

「10億年以上前の祖先細胞以来、受け継がれてきたからには、9という数字に重要な意味があるはず。なぜ、どのようにしてこの構造が定着したのか、多方面から研究が進められています」。そう話す廣野先生は、「9」を基本とした繊毛の構造が『どのようにして』できるのかについて最近、大きな研究成果をあげた。

研究の展望

クラミドモナスの変異株を使い繊毛がつくられる機構を解明する

廣野先生の研究グループは、鞭毛の微小管が9ではなく8本や10本となるクラミドモナスの突然変異株を用いて、それらの土台となる中心子が形成される仕組みを探究。基底部の骨格と微小管とが相互に作用し合う構築機構の一端を明らかにした。

「繊毛や鞭毛の基底部となる中心子は、細胞分裂の際に中心体として働く重要な器官です。その仕組みがわかれば、真核生物の細胞に関する新たな知見が得られるでしょう」。研究課題は尽きず、その成果は、冒頭に述べた「繊毛病」の原因究明や治療法にも応用が期待される。廣野研究室は、国内随一の多様なクラミドモナス変異株を保有しており、学生たちは担当する変異株を相手に、遺伝子から鞭毛の動きまで幅広いテーマで解析を行う。顕微鏡でなければ見えない小さな藻類から、生命の大きな謎が一歩ずつ解き明かされようとしている。

研究のひとコマ


  • クラミドモナスは2本の鞭毛をしならせ、平泳ぎの要領で前進。その鞭毛が1本しかない等の突然変異株が、研究に貢献。


  • 繊毛の構造は、タンパク質繊維の束が周囲に9本、中央に2本配置。この「9+2」構造は、ほとんどすべての真核生物に共通している。


  • 光学顕微鏡で鞭毛の運動を観察したり、電子顕微鏡を使って鞭毛や中心子の構造を確認したりすることが、この研究には欠かせない。

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