KOBAYASHI SHIN's Homepage

産総研
last updated 2025.5.30
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Profile
小林　慎（Shin Kobayashi）
  • 国立研究開発法人産業技術総合研究所（ウェブサイト）
    臨海副都心センター
    細胞分子工学研究部門（ウェブサイト）
    生合成システム多様性研究グループ（ウェブサイト） 主任研究員
    • 〒135-0064 東京都江東区青海2-4-7 別館4F 4106室
    TEL：03-3599-8137(携帯)
    E-mail： kobayashi.shin*aist.go.jp（*を@に変更して使用してください。）
    Shin KOBAYASHI, PhD
    Senior Researcher
    Cellular and Molecular Biotechnology Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
    2-4-7 Aomi, Koutou-ku, Tokyo 135-0064, Japan.
    e-mail:kobayashi.shin(at)aist.go.jp
    TEL : 03-3599-8250
  • 東邦大学・理学部・非常勤講師 兼務
    Toho University / lecturer

  • 武蔵野大学人間科学研究所　客員研究員 兼務
    Musashino University / visiting Researcher

    • 趣味・特技 -what I like-

    • 写真 photography
    • 絵を描くこと drawing
    • 模型作り building plastic models of Star Wars space ships!
    • 柔道（一応、黒帯（初段）です。） judo (black belt holder)
    学歴
    • -1994 東京工業大学 生命理工学部生命理学科卒業
    • -1999 東京工業大学大学院博士課程（生命理工学研究科バイオサイエンス専攻）修了
    • -1999 【学位】博士（理学）　（東京工業大学）
    経歴
    • 1999- 東京工業大学バイオ研究基盤支援総合センター・科学技術振興事業団CREST研究員
    • 2003- 大阪大学・微生物病研究所附属遺伝情報実験センター・COE特任助教
    • 2008- 東京医科歯科大学・難治疾患研究所・テニュア―トラックプログラム・特任講師
    • 2011- さきがけ研究員兼任
    • 2011- 東京医科歯科大学・難治疾患研究所　非常勤講師
    • 2017- 産業技術総合研究所・主任研究員
    • 2019- 東邦大学・理学部・生物学科　非常勤講師　兼任
    • 2022- 武蔵野大学人間科学研究所　客員研究員　兼任
    研究概要

    【はじめに】

    哺乳類におけるエピジェネティクス制御―Ｘ染色体不活性化をモデルとして－

    私たちヒトを含む哺乳類の性は、性染色体の組み合わせで決まります。性染色体は雄(男性)はXY型、雌(女性)はXX型です。この時、雌は雄の2倍のX染色体をもっており、理論上はＸ染色体上の遺伝子は2倍量発現します。 通常、染色体の本数は厳密に管理されており、1本でも増えたり減ったりすると、多くの場合子供は流産するのですが、性染色体の場合、雄と雌の間で染色体の本数が異なることは、昔から非常に不思議な現象として捉え られていました。じつは、雌では2本あるX染色体の内1本は、染色体上のほぼすべての遺伝子の発現スイッチがOFFになる仕組みが存在することが分かってきました。このような仕組みは「Ｘ染色体の不活性化」と呼ばれます。 この仕組みが破綻すると、雌は死んでしまい生まれてこないので、とても重要です。Ｘ染色体に限らず、DNA配列に依存せず、遺伝子発現をONやOFFにする仕組み、またはそれを研究する学問を、「エピジェネティクス」と呼びます。

    近年の研究からエピジェネティクスは様々な生命現象に重要であることが分かってきました。例えば、受精卵から体が形作られる過程や、様々な種類の細胞ができる仕組みにも、エピジェネティクスが働いていることが分かっています。 このような「個体発生」や「細胞の分化」との関わり以外にも、その制御の破綻は、様々な疾患やリプログラミングの異常の原因になり得ることが分かってきました。ヒトの癌や生活習慣病など様々な疾患やiPS細胞や核移植クローン動 物のリプログラミングの失敗を引き起こすことが報告されており、 特に医学分野から注目されています。また薬の分野では、例えばヒストン脱アセチル化酵素阻害剤や、 DNAメチル基転移酵素阻害剤などエピジェネティクスを担う酵素 に作用する化合物が、抗ガン剤として臨床応用され始めています。また、再生医療の分野では「X染色体の不活性化」状態は、多能性幹細胞の未分化性の指標として利用されており、iPS細胞などの品質評価に利用されています。この様に エピジェネティクスは現代のライフサイエンス・疾患研究で、注目を集める現象ですが、 その異常で起こるヒト遺伝性疾患の全貌はまだ明らかにはされておらず、制御メカニズムの解明は進んでいません。我々は、「X染色体の不活性化」 に注目し、遺伝子組換えマウスや遺伝子組換え培養細胞を利用し、その分子基盤の解明から、疾患との関連、新しい医療の技術開発を目指し研究に取り組んでいます。

    研究実績

      論文

      1. Mori T, Zhou M, Kunugitani K, Akatsuka T, Yoshida Y, Guo Q, Kouyama-Suzuki E, Kobayashi S, Shirai Y, Tabuchi K.
        Competitive loss of cerebellar granule and Purkinje cells driven by X-linked mosaicism in a female mouse model of CASK-related disorders. Cells.(2025) ;14(10):735 doi: 10.3390/cells14100735. PubMed Link
        2. 信州大の森先生、田渕先生との共同研究で、X連鎖疾患モデルとMomijiマウスの交配から、XCIを受ける「CASK関連疾患」の病態解析を行いました。脳の発達異常における細胞間競合の重要性を示し、X染色体連鎖疾患の病態理解に繋がる研究です。
      2. Koshiguchi M, Yonezawa N, Hatano Y, Suenaga H, Yamagata K, Kobayashi S.＊
        A system to analyze the initiation of random X-chromosome inactivation using time-lapse imaging of single cells. Sci Rep.(2024) 2;14(1):20327. doi: 10.1038/s41598-024-71105-y. PubMed Link
        3. 子宮の中で胚が発生する時に起こるX染色体不活性化をシャーレの上で再現し、ライブイメージングで捉える系を開発しました。スタッフの越口愛美さんが頑張り、近大の山縣先生と共同研究による成果です。
      3. Shin Kojima, Naoya Shiochi, Kazuki Sato, Mamiko Yamaura, Toshiaki Ito, Nodoka Yamamura,Naoki Goto, Mika Odamoto, Shin Kobayashi, Tohru Kimura, Yoichi Sekita＊
        Epigenome editing reveals core DNA methylation for imprinting control in the Dlk1-Dio3 imprinted domain Nucleic Acids Res. (2021) doi: 10.1093/nar/gkac344. PubMed Link
        4. 北里大学の関田先生との共同研究で、DNAメチル化編集技術を用いたゲノムインプリントの研究です。
      4. Zhang M, Kiyono T, Aoki K, Goshima N, Kobayashi S, Hiranuma K, Shiraishi K, Saya H, Nakahara T＊.
        Development of an in vitro carcinogenesis model of human papillomavirus-induced cervical adenocarcinoma. Cancer Sci. (2021) doi: 10.1111/cas.15246. PubMed Link
        5. 産総研に異動し、開発に携わったヒト完全長cDNAライブラリーを用いた共同研究です。
      5. Aizawa S, Nishimura K＊, Mondejar GS, Kumar A, Bui PL, Tran YTH, Kuno A, Muratani M, Kobayashi S, Nabekura T, Shibuya A, Sugihara E, Sato TA, Fukuda A, Hayashi Y, Hisatake K＊.
        Early reactivation of clustered genes on the inactive X chromosome during somatic cell reprogramming.
        Stem Cell Reports. S2213-6711(21)00589-0. (2021) doi: 10.1016/j.stemcr.2021.11.008. PubMed Link
        6. 筑波大学の西村健先生との共同研究で、iPS細胞のリプログラミング解析にMomiji細胞が役立ちました。
      6. Yoshikazu Haramoto, Mino Sakata, Shin Kobayashi＊
        Visualization of X chromosome reactivation in mouse primordial germ cells in vivo
        Bio.Open. 2021;10(4):bio058602. doi: 10.1242/bio.058602. PubMed Link
        7. Momijiマウスを用いて、生殖細胞で起こるリプログラミング解析を行い、生殖細胞の発生のメカニズムの一端を明らかにしました。
        雑誌の注目論文に選ばれ、筆頭著者の産総研原本研究員のインタビュー記事"First Person"が紹介されました。
      7. Hosoi Y, Soma M, Shiura H, Sado T, Hasuwa H, Abe K, Kohda T, Ishino F, Kobayashi S＊
        Female mice lacking Ftx lncRNA exhibit impaired X-chromosome inactivation and a microphthalmia-like phenotype.
        Nat Commun. 20;9(1):3829. (2018) doi: 10.1038/s41467-018-06327-6. PubMed Link
        8. 博士号取得二人目の細井勇輔君の渾身の力作です。
      8. Kobayashi S＊
        Live Imaging of X-Chromosome Inactivation and Reactivation Kinetics.
        Methods Mol Biol. 861:73-89. (2018) doi: 10.1007/978-1-4939-8766-5_7. PubMed Link
        9. X染色体不活性化の研究者が執筆した先端の実験プロトコル集「X-Chromosome Inactivation: Methods and Protocols 」に「Momijiマウス」が掲載されました

      9. Takahashi S, Kobayashi S＊, and Hiratani I＊
        Epigenetic differences between naïve and primed pluripotent stem cells
        Cell Mol Life Sci. Apr;75(7):1191-1203.(2018 ) doi: 10.1007/s00018-017-2703-x. Epub 2017 Nov 13. PubMed Link
        10. 理研CDBの平谷チームリーダー、高橋研究員との、多能性幹細胞のエピジェネティクス研究についての総説です。
      10. Kobayashi S＊
        Live imaging of X chromosome inactivation and reactivation dynamics.
        Dev Growth Differ. 　59(6):493-500. (2017)　doi: 10.1111/dgd.12365. PubMed Link
        11. ”Momijiマウス”が論文掲載号の雑誌表紙を飾りました。

      11. Kobayashi S＊, Hosoi Y, Shiura H, Yamagata K, Takahashi S, Fujihara Y, Kohda T, Okabe M, Ishino F
        Live imaging of X chromosome reactivation dynamics in early mouse development can discriminate naïve from primed pluripotent stem cells
        Development 　 15;143(16):2958-64.（2016）doi: 10.1242/dev.136739. PubMed Link
        12. 論文掲載号のhighlighted articleに選ばれました。

      12. Soma M, Fujihara Y, Okabe M, Ishino　F, Kobayashi S＊
        Ftx is dispensable for imprinted X-chromosome inactivation in preimplantation mouse embryos
        Sci Rep. 4:5181. doi: 10.1038/srep05181. (2014) PubMed Link
        13. 我々のグループから初めて博士号を取得した記念すべき相馬さんの報告です。
      13. Kobayashi S＊, Totoki Y , Soma M, Matsumoto K, Fujihara Y, Toyoda A, Sakaki Y, Okabe M , Ishino　F.
        Identification of an Imprinted Gene Cluster in the X-Inactivation Center
        PlosOne　 8(8):e71222. doi: 10.1371. (2013) PubMed Link
        14. X染色体不活性化の制御領域に、Xist以外のインプリント遺伝子群を見つけました。
      14. Kobayashi S＊, Fujihara Y, Mise N, Kaseda K, Abe K, Ishino F, Okabe M.
        The X-linked Imprinted Gene Family Fthl17 Shows Predominantly Female Expression Following the 2-cell Stage in Mouse Embryos
        Nucleic Acids Res.　 38(11), 3672-81.（2010） PubMed Link
        15. 雌雄の違いはこれまで考えられてきたよりももっと早く、受精後の２細胞期から既に遺伝子発現が、異なることを明らかにしました。
      15. Kobayashi S, Isotani A, Mise N, Yamamoto M, Fujihara Y, Kaseda K, Nakanishi T, Ikawa M, Hamada H, Abe K, Okabe M＊.
        Comparison of gene expression in male and female mouse blastocysts revealed imprinting of the X-linked gene, Rhox5/Pem, at preimplantation stages.
        Curr Biol. 16(2), 166-172.（2006） PubMed Link
        16. 父親由来のX染色体から発現するインプリント遺伝子として Xist以外に初めてインプリント遺伝子を見つけました。差が殆ど無い考えられていた着床以前の胚にに雌雄差を示す遺伝子が見つかり、 その差はエピネゲティックに制御されていることを初めて示しました。
      16. Sekita Y, Wagatsuma H, IrieM, Kobayashi S, Kohda T, Matsuda J, Yokoyama M, Ogura A, Schuster-Gossler K, Gossler A, Ishino F, Kaneko-Ishino T.＊　
        Aberrant regulation of imprinted gene expression in Gtl2lacZ mice.
        Cytogenet Genome Res. 113, 223-229, (2006) PubMed Link
      17. Isotani　A, Nakanishi T, Kobayashi S, Lee J, Chuma S, Nakatsuji N, Ishino F, Okabe M.＊ 　
        Genomic imprinting of XX spermatogonia and XX oocytes recovered from XX↔XY chimeric testis.
        PNAS. 102: 4039-44 (2005) PubMed Link
      18. Suzuki S, Renfree MB, Pask AJ, Shaw G, Kobayashi S, Kohda T, Kaneko-Ishino T and Ishino F.＊
        Genomic imprinting of IGF2, P57KIP2 and PEG1/MEST in a marsupial, the tammar wallaby.
        Mech Dev. 122:213-22 (2005) PubMed Link
      19. Kobayashi S, Kohda T, Ichikawa H, Ogura A, Ohki M, Kaneko-Ishino T, Ishino F.＊.
        Paternal expression of a novel imprinted gene, Peg12/Frat3, in the mouse 7C region homologous to the Prader-Willi syndrome region.
        Biochem Biophys Res Commun 290:403-8　(2002) PubMed Link
      20. Kobayashi S, Uemura H, Kohda T, Nagai T, Chinen Y, Naritomi K, Kinoshita EI, Ohashi H, Imaizumi K, Tsukahara M, Sugio Y, Tonoki H, Kishino T, Tanaka T, Yamada M, Tsutsumi O, Niikawa N, Kaneko-Ishino T, Ishino F＊.
        No evidence of PEG1/MEST gene mutations in Silver-Russell syndrome patients.
        Am J Med Genet. 104:225-31　(2001) PubMed Link
      21. Ono R, Kobayashi S, Wagatsuma H, Aisaka K, Kohda T, Kaneko-Ishino T, Ishino F.＊
        A retrotransposon-derived gene, PEG10, is a novel imprinted gene located on human chromosome 7q21.
        Genomics 73:232-7　(2001) PubMed Link
      22. Kohda T, Asai A, Kuroiwa Y, Kobayashi S, Aisaka K, Nagashima G, Yoshida MC, Kondo Y, Kagiyama N, Kirino T, Kaneko-Ishino T, Ishino F＊.
        Tumour suppressor activity of human imprinted gene PEG3 in a glioma cell line.
        Genes Cells 6:237-47 (2001) PubMed Link
      23. Kobayashi S, Wagatsuma H, Ono R, Ichikawa H, Yamazaki M, Tashiro H, Aisaka K, Miyoshi N, Kohda T, Ogura A, Ohki M, Kaneko-Ishino T, Ishino F.＊
        Mouse Peg9/Dlk1 and human PEG9/DLK1 are paternally expressed imprinted genes closely located to the maternally expressed imprinted genes: mouse Meg3/Gtl2 and human MEG3.
        Genes Cells 5:1029-37(2000) PubMed Link
      24. Kagitani F, Kuroiwa Y, Wakana S, Shiroishi T, Miyoshi N, Kobayashi S, Nishida M, Kohda T, Kaneko-Ishino T, Ishino F.＊
        Peg5/Neuronatin is an imprinted gene located on sub-distal chromosome 2 in the mouse.
        Nucleic Acids Res. 25:3428-32. (1997) PubMed Link
      25. Kobayashi S, Kohda T, Miyoshi N, Kuroiwa Y, Aisaka K, Tsutsumi O, Kaneko-Ishino T, Ishino F.＊
        Human PEG1/MEST, an imprinted gene on chromosome 7.
        Hum Mol Genet. 6:781-6 (1997) PubMed Link

      ＊corresponding Author

      教育方針について理想。目指すところ。

      私は哺乳類の発生に関わるエピジェネティクスについて基礎研究を続けてきました。研究では教科書に書かれていることが必ずしも正しいとは限らず、常に新しい発見が生まれます。 私はこれまでの自身の研究の中で、小さいながらもこの様な新しい発見をする幸運に恵まれました。通説で考えられていたよりかなり早い時期から、雌雄の胚に性差が生じることを世界で初めて報告する ことができたのです(ref.6, 7)。私たちのグループでは他に例のない課題に独自の材料を使って取り組み、新しい分野を造り出すことを目指して日々努力を続けています。学生と一緒に研究の面白さを共有し、 常識にとらわれない発想、他の人が持っていない独自の技術開発を目指し、粘り強く問題に取り組む姿勢を見せられるよう努力しています。研究を進める過程で、まだ世界中のだれもが知らない発見・発明ができ、 その楽しさを皆で共有できるグループ作りを目指します。日進月歩で進む研究の世界は個人単位でありながら、共同組織で行われるのが現状です。私の学んだコミュニケーション能力、協力関係の大切さを学生に 伝える努力を続けていきたいと考えています。

      研究は個人が単位でありながら、ひとつの課題に組織で取り組むものです。学生と教員が一緒になり、情報を収集し分析し、自ら立てた問題に自発的に取り組むことにより、解決を目指します。 研究にはあらかじめ答えが分かっている課題はなく、教員も学生も解答を知りません。研究の過程ではグループ内で徹底的な討論により、最善の解決策を模索します。 グループの中には様々な個性を持った学生が含まれますが、グループでは研究の質を高く維持する為に、学生の意識を高め自発的に問題に取り組むよう促すことを心がけています。 また、組織で行う研究活動を行には必要最低限のルールがあり、そのルールに基づいて各個人が、能力を最大限に伸ばし、自由な発想で楽しく研究を行うことが望ましいと考えています。 学生がお互いのテーマに興味を持ち、情報交換や議論を積極的に行うことで、刺激し合い成長できるよう手助けをしたいと考えています。 少人数のグループですが、真摯に研究に取り組み、研究の楽しさを皆で分かち合えるグループ作りを目指しています。

      一緒に研究に励み、まだ誰も見たことの無い新しい世界を切り開く、わくわく・ドキドキする感覚を一緒に共有してみませんか？



      ●JST広報誌の研究者紹介 「先駆ける科学人」 で取り上げられました。

      ●日刊工業新聞　2019年11月28日 「技術で未来拓くー産総研の挑戦ー」 で取り上げられました。

      ●医歯薬出版から 医学のあゆみ(283巻9号2022年11月26日） で「X染色体不活化と疾患─新たな展開」と題して、Ｘ染色体不活性化の企画を行いました。 マウスを用いた基礎研究から、幹細胞、ヒト疾患研究まで各分野の専門家に最新の研究を紹介してもらいました。

      ●毎日小学生新聞　2024年4月2日 「ふしぎのひみつきち」 で「三毛猫のオスはほとんどいない？」というタイトルの解説記事が取り上げられました。


      所属学会等

      • 日本分子生物学会
      • 実験動物学会
      • 日本エピジェネティクス研究会
      • 日本遺伝学会

        • 一緒に研究を進めてくれる大学院生・学振PDを募集しています。気軽に上記メールアドレスに連絡ください。


        研究所はお台場地区にあり、近くには散歩でリフレッシュできる海岸などがあります。