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国立研究開発法人 産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門 合成生物工学研究グループ
東京大学大学院 新領域創成科学研究科 メディカル情報生命専攻 生命機能分子工学分野 宮崎研究室

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2020年度

【夏季インターンシップ】2020/8/24-9/4

ピペット取り扱いから成果発表会姉妹? 先輩後輩?コロナ禍の困難な状況の中、日大 生産工学部 3年生の西條菜那さんを迎え、インターンシップを開催しました。

【菌株のデポジット】2020/6/5

DSM 111049ゲノム解析の結果、新種が示唆されていた好熱菌をDSMZ(と理研JCM)にデポジットしました。コロナの前から先方の担当者に一向に連絡がつかず、半年ほど時間をロスしましたが、ドイツから凱旋帰国しました。日本から送った株と帰国してきた株の同一性を再度確認せよということでしたが、無事に確認が取れました。

【新入生歓迎】2020/4/1

時任夏子さんが入学しました。昨年度からサンプリングや実験でちょこちょこ出入りしていましたが、改めて頑張りましょう! 入学記念に単離した好熱菌のゲノム解析の論文も投稿しました。

2019年度

【東大卒業式】2020/3/23

研究室から望むサクラサクラ越しの研究室卒業生の皆様、おめでとうございます。今年度は学位記の配布のみという少し残念なイベントとなりましたが、この日に合わせてサクラ咲きました。あ、写真はサクラのイメージということで柏の葉でも医科研でもなく、産総研キャンパス(居室からの風景)です。

【冬季インターンシップ】2020/1/7-2/21

サンプリングいつものところでいつものところで 初の冬期開催。豊橋技科大から納富くん(B4)がいらしてます。一月半のロングラン! 好熱菌取れるかな?

【論文アクセプト】2019/12/14

新種祈願泊口菜月さんが有馬温泉から分離したRhodothermus marinus 2株のゲノム解析論文がアクセプトされました。有馬 好熱菌の単離&ゲノム解析3部作の最後(?)になります。

Tomariguchi N, Miyazaki K (2019) Complete genome sequences of Rhodothermus marinus strains AA2-13 and AA3-38, isolated from Arima Onsen hot spring in Japan. Microbiol Resour Announc (in press)

【2019/11/8】論文がF1000Primeで推薦されました!

今年の夏に発表した16S rRNA組換え進化に関する論文がF1000Primeで推薦されました。Random Patch Modelにも言及してくれています。
Access the recommendation on F1000Prime

【論文アクセプト】2019/11/2

新種祭り夏季インターンシップで泉洸輝さんが見つけた新種らしき分離菌のゲノム解析論文がアクセプトされました。本日、学内での実務研修報告会、滑り込みました。海水浴に行ったのが8/8、単離と16S rRNA解析が8/16あたり、ゲノム解析に一月、データデポジット、論文やり取りで11/2にJust in time。俊足ランナー(?)泉くんがグラウンド一周してホームベースを駆け抜けました。

Miyazaki K, Izumi K (2019) Complete genome sequence of Alteromonas sp. strain I4, isolated from the Japan sea. Microbiol Resour Announc (accepted)

【Research Highlight】2019/10/3

2018年の春に発表した、抗生物質耐性変異のメタゲノムスクリーニングの論文について、英文解説記事が出ました。
Development of Technology to Analyze Antibiotic Resistance Mutations in Ribosomal RNAs. 記事はこちら

【インターンシップ】2019/8/13-30

案内状歓迎会新種祭りジロリアン@ジョー毎年恒例の夏季インターンシップを開催しました。今年は3大学から4名、学部生・修士課程入り混じり。各自持参の環境サンプルからの微生物スクリーニングが共通課題、新種っぽいのも見つかりゲノム解析に回しました。順調に解析できれば、秋には論文発表もできると思います。

【論文発表】2019/8/2

複数の細菌に由来するキメラ16S rRNA泊口菜月さんがインターン〜卒研の間に取り組んだ研究成果を発表しました。リボソームの新たな進化モデルの提唱です。これまで大腸菌リボソームの系で16S rRNAの種間和合性を証明し(Kitahara et al., 2012; Tsukuda et al., 2017)、ドライ手法(系統ネットワーク解析)によっても16S rRNA遺伝子の交雑進化(Sato & Miyazaki, 2017)の可能性を発表してきましたが、T. thermophilusリボソームの系では、種間和合性と交雑進化が同時に観察されました。当研究室で行ってきたリボソーム進化機構解明の集大成として Random Patch Model を提唱、従来の進化モデルからのコペルニクス的転回を促します。さらにT. thermophilusと異種16S rRNA間で生まれたキメラ16S rRNAが適応進化(低温適応)を加速することも見出しています。

Miyazaki K, Tomariguchi N (2019) Occurrence of randomly recombined functional 16S rRNA genes in Thermus thermophilus suggests genetic interoperability and promiscuity of bacterial 16S rRNAs. Scientific Reports 9:11233 Journal site | PDF

【論文発表】2019/7/12, 8/1

単離&コロP泊口菜月さんが有馬温泉で単離したRubrobacter xylanophilus(2019/8/1受理、8/23公開)、Thermus thermophilus 2株(2019/7/12受理、8/2公開)のゲノム解析の論文を発表しました。

Tomariguchi N, Miyazaki K (2019) Complete genome sequence of Rubrobacter xylanophilus strain AA3-22, isolated from Arima Onsen in Japan. Microbiol Resour Announc 8:e00818-19 Journal site | PDF

Miyazaki K, Tomariguchi N (2019) Complete genome sequences of Thermus thermophilus strains AA2-20 and AA2-29, isolated from Arima Onsen in Japan. Microbiol Resour Announc 8:e00820-19 Journal site | PDF

【科研費採択】2019/6/28

科学研究費補助金 挑戦的研究(開拓)「リボソーム改変による加速的生物進化工学の開発」(FY2019-2021)が採択(内定)されました。研究室を挙げてポスドク〜学生が取り組んできた「リボソーム進化機構解明」という学術研究を、細胞工学へと展開させる課題です。基盤Aとの両A面です。

【科研費採択】2019/4/1

科学研究費補助金 基盤研究(A)「大腸菌宿主翻訳機能の革新技術開発」(FY2019-2022)が採択(内定)されました。学生の置き土産の単離好熱菌から発展したお宝テーマです。リボソーム工学・極限環境微生物・ゲノム工学の三位一体研究、これから向こう4年間のメインテーマになります。

【ノーベル賞解説論文】2019/4/1

解説第3弾です。ノーベル賞受賞関係はこれで最後(のはず)。実教出版の高校生の理科の教科書の副教材だそうです。酵素進化工学について書きました。

じっきょう理科資料 85:1-5(2019年4月号)ダウンロード

2018年度

【Research Highlight】2019/3/29

Experimental Verification of the Evolutionary Neutrality of the 16S rRNA Gene, an Indicator for Evolutionary Taxonomy
2017年の夏に発表した論文の 英文解説記事 が出ました。

【ノーベル賞解説論文】2019/1/29

2018年ノーベル化学賞解説論文第2弾です。内容は現代化学のものとあまり変わりませんが、両方読んでもらえると理解が一層深まると思います。

宮崎健太郎(2019)「進化分子工学:分子設計ツールとしての進化」科学 89(2):142-147(岩波書店) ダウンロード(岩波書店許諾済み)

【ノーベル賞解説論文】2018/11/19

酵素進化工学とファージディスプレイ、ノーベル賞授賞対象となった古典的な研究を中心に解説しています。

宮崎健太郎(2018)「進化分子工学ー進化によるものづくりー」現代化学 273:21-25(東京化学同人)簡易版ダウンロード

【祝ノーベル賞】2018/10/3

以前の留学先の先生、Frances Arnoldがノーベル化学賞を受賞しました。写真は、2016年7月のFrancesの還暦祝い&研究室開祖25周年パーティーにて。私と先生の間はKevin Chen。有機溶媒耐性酵素の創成の立役者。

ノーベル財団の公式アナウンス | 朝日新聞でのコメント | 第8回CSJ化学フェスタ2018

【2018ノーベル賞解説公演】

ノーベル化学賞2018『進化分子工学』~進化によるものづくり~
今から遡ること40億年前、過酷な地球環境に生まれた原始生命体は、徐々にその生息域を広げ、 今ではそれがいない場所を見つけるのが困難なほど地球上に満ち溢れている。 この驚くべき生物の多様性は、たった一つの「原理」により生み出されてきた。それは「進化」である。 古代より人類は、「進化」を作物の品種改良や、 動物の家畜化など、生活の一部として役立ててきた。今回ノーベル化学賞を受賞した3名は、「進化」をペプチドやタンパク質などの 機能改良に応用した。「経験と勘」と決別し、「システマティックな試行錯誤」のもと改良分子を 生み出すテクノロジー、それが「進化分子工学」である。本講演では、演者がFrances Arnold研究室で 過ごした3年間(1997-2000年)の間に垣間見た「進化」が「工学」へと昇華する瞬間の数々を振り返る。

【インターンシップ】2018/8/13-31

茨城大学大学院の石井朱音さん(M1)、東洋大学の山下陽平さん(B3)と一緒に過ごしました。協力研究員の北原さん(北大助教)も参戦。

【プレスリリース】2018/8/16

先日、北大サイトからの報道を受け、Dental Tribune、European Pharaceutical Reviewなどでも私たちの仕事がとりあげられました。記事をよく読むとところどころに間違いがあります...

【プレスリリース】2018/8/14

先日発表した「抗生物質耐性変異」に関する英文の研究紹介が、北大のサイトからでました。プレスリリース(北大サイト)

  • "Pinpointing mutations that give bacteria antibiotic resistance"

【プレス発表】2018/4/3

リボソーマルRNAの抗生物質耐性変異を解析する技術の開発

抗生物質耐性変異同定までの流れ国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】(以下「産総研」という)生物プロセス研究部門【研究部門長 田村 具博】合成生物工学研究グループ 宮崎 健太郎 研究グループ長は、北海道大学【総長 名和 豊春】大学院理学研究院 北原 圭 特任助教らの協力を得て、環境バクテリアの16SリボソーマルRNA(16S rRNA)遺伝子ライブラリーの中から、淋菌感染症治療に用いられる抗生物質のスペクチノマイシンに対して耐性を示す16S rRNA遺伝子を複数発見した。さらに、耐性遺伝子の変異解析の結果、新たな耐性変異を発見した。
 rRNAは抗生物質の主要なターゲットの一つであり、rRNAに耐性変異が生じると、抗生物質が効かなくなる。このため、耐性変異の情報は耐性菌の早期発見に有用であるが、これまでrRNAの耐性変異の同定は困難で、耐性変異に関する情報は十分に蓄積されていなかった。今回、大腸菌を宿主として異種バクテリア由来の16S rRNAを機能解析する産総研独自の技術が、抗生物質耐性の検証に適用できることが分かった。この技術により、環境中のバクテリア由来の16S rRNA遺伝子から4種の耐性遺伝子を同定し、それらの遺伝子の変異解析により新たにスペクチノマイシンに対する3つの耐性変異を発見した。今回の方法をさまざまな抗生物質の耐性変異の検証に適用することで、耐性菌の発見・診断に有用な、耐性変異のデータベース構築が期待される。
 なお、この研究の詳細は、2018年4月3日(英国時間)に英国科学雑誌Scientific Reportsにオンライン掲載される。

産総研プレスリリース
Miyazaki K, Kitahara K (2018) Functional metagenomic approach to identify overlooked antibiotic resistance mutations in bacterial rRNA. Scientific Reports. 8: 5179 | DOI:10.1038/s41598-018-23474-4

F1000Primeで推薦されました! Access the recommendation on F1000Prime

新聞・WEB報道
医療NEWS 「抗生物質スペクチノマイシンに耐性を示す16 SrRNA遺伝子を複数発見-産総研と北大」
日経バイオテクON LINE 「国立研究開発法人産業技術総合研究所、リボソーマルRNAの抗生物質耐性変異を解析する技術の開発-耐性菌の早期発見に有用な耐性変異データベース構築に向けて-
化学工業日報 「産総研ー北大 抗生物質耐性を評価 感染症予防。治療に応用」
つくばサイエンスニュース 「抗生物質の新たな耐性遺伝子を4種発見-「スペクチノマイシンに耐える」:産業技術総合研究所ほか
薬事日報 「抗生物質耐性変異解析技術を開発 データベース構築を目指す 産総研」

2017年度

【イベント参加】2018/3/28-30

海外サマーキャンプ in Thailand(Biotec-HU-AIST)

北大のリーディング大学院特任助教の北原さんがリーダーとなりタイのBiotec研究所を交えた合同サマーキャンプが開催されました。北原さんは前ポスドク、8月の夏季インターンシップで当研究室で活動した南さんにもタイで再会です。

活動報告(北大サイト) | BIOTECサイト

【朔坊&ママ】2018/3/5

ママさん朔坊連れてご訪問

出産のため6月末に退職された森尻さんが研究室に遊びにきました。すっかりママさん。研究室に朔くんの元気な泣き声が響き渡りました。

【卒業祝い】2018/3

泊口菜月さんが東洋大学生命科学部を卒業しました。おめでとう。3年次インターンシップから卒論まで一気に駆け抜けました。卒論発表会も学部代表にふさわしく大トリ、圧巻の10分間でした。新天地でさらに大きく羽ばたいてください。

星野里樹さん、野沢汎さんがメディカル情報生命専攻修士課程を修了しました。おめでとう。2年間 苦楽をともにしました。研究室での経験を糧に、社会でご活躍ください。

【学位取得祝い】2017/12

ついに佐藤允治さんが学位を取得。おめでとう。札幌時代に過ごした仲間が集まり祝杯です。札幌、御殿場、宇都宮(のさらに先)、つくば、日本中から駆けつけて楽しい時間を過ごしました。1月からは仕事も開始するので通勤カバンをプレゼント。

【学会開催】2017/11/11-12

極限環境生物学会第18回年会

当グループの宮崎(&学生)が、黄川田隆洋先生(農業・食品産業技術総合研究機構)チーム、中村顕先生(筑波大)チームと一緒に極限環境生物学会の年会を開催しました。 ポスター、ランチ引換券ともに当研究室の学生の力作でした! 運営の傍ら星野里樹さんはポスター発表も!

【情報発信】2017/9/1

バイオプロセス実用化の切り札、進化分子工学!

産総研の機関紙産総研Weeklyに当研究室の取り組んでいる「進化分子工学」についての紹介記事が掲載されました。

【プレス発表】2017/8/30

進化系統分類の指標となる16S rRNA遺伝子の進化的な中立性を実験的に証明

リボソーム進化のゆりかご(Cradle)モデル国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】(以下「産総研」という)生物プロセス研究部門【研究部門長 田村 具博】合成生物工学研究グループ 宮崎 健太郎 研究グループ長(東京大学大学院新領域創成科学研究科 客員教授)は、佃 美雪 元産総研技術研修員(兼)元東京大学大学院新領域創成科学研究科博士課程学生(現:花王株式会社安全性科学研究所)、北海道大学【総長 名和 豊春】大学院理学研究院 北原 圭 特任助教らの協力を得て、バクテリア系統分類の最上位である門レベルで相異なる2種のバクテリアのリボソームに含まれる16SリボソーマルRNA(rRNA)の比較機能解析を行い、16S rRNA遺伝子間の配列の違いの大半が機能に大きな影響を及ぼさないことを発見し、16S rRNA遺伝子が中立進化していることを証明した。
 この成果は、この遺伝子が進化系統解析に用いられる分子時計の基本的要件である「進化的な中立性」を満たしていることを、世界で初めて実験的に示したものである。解析結果から、リボソームの進化においては生物種に特異的な塩基配列の変異の大半は、リボソームの機能には影響を及ぼさないことが示唆された。一方、この事実は、生物種間での16S rRNAの組み換えが比較的自在であるということを示唆しており、分子時計としての16S rRNA遺伝子の適性を検討する上での重要な知見として活用されることが期待される。
 なお、この研究の詳細は、2017年8月30日(英国時間午前10時)に英国科学雑誌Scientific Reportsにオンライン掲載される。

産総研プレスリリース
Tsukuda M, Kitahara K, Miyazaki K (2017) Comparative RNA function analysis reveals high functional similarity between distantly related bacterial 16 S rRNAs. Scientific Reports. 7: 9993 | DOI:10.1038/s41598-017-10214-3 Pubmed Altmetric

【学会発表】2017/8/29

環境微生物系合同大会(@仙台)に参戦。

泊口菜月さんがポスター発表、大いに実力を発揮しました。微生物生態学会の会長も副会長もポスターに来てくれて興味津々。その他、多くの方々と有意義なディスカッションをさせてもらいました。自信を深めて卒研 後半戦へ。

【インターンシップ】2017/8/14-9/1

真剣そのものGFP観察交流ゼミ1交流ゼミ2最後はビストロフレンチ北大 大学院からの富原優子さん(M1)、南多娟さん( D1)と一緒に過ごしました。合同ゼミも開催。

【祝 大学院合格】2017/8/7

泊口菜月さん大願成就。朝からくす玉割って、クラッカー鳴らして、スパークリング(澪)でお祝いです。

【年度変わりました】2017/4/3

新しい体制でスタートです。

2016年度

【国際学会@シンガポール】2017/2/16-17

M1の秋からエンジンのかかってきた星野里樹さん、自信のデータを引っさげて、いざ国際学会へ。実り多い体験となりました。

【高校生!】2016/12/26

大学院生にもいい刺激「生命の起源および進化学会&日本アストロバイオロジーネットワーク」夏の学校でお会いした高校生2名が冬休みに遊びに来てくれました。

【学会デビュー】2016/11/21-22, 25-26

研究室所属前の超フライング

インターンシップでの勢いそのまま、泊口菜月さんがB3で学会デビュー。「細胞を創る」研究会&極限環境生物学会をはしごです。「極限」では、所属大学の先生が事務局幹事をしていることもあり、ショートトークのトップバター抜擢という粋なはからい。プレッシャーの中、初打席で先頭打者ホームランをかっ飛ばしました。

【全学体験ゼミ】2016/11-12

ひたすらストリークひたすらストリーク近くのパン屋モルゲンバーガーカフェにも東大の学部授業の一環として1年生3名が研究室での実験を体験しました。駒場祭を挟んで毎週末、通って微生物スクリーニング。16S rRNA遺伝子解析までやりました。

【研究室旅行】2016/11/5-6

日光&宇都宮餃子 ダブルメイン

OG引率男体山2日目メインどこかで見たことのあるOGも、どこかで見たことのあるフレッシャーも参戦。

【インターンシップ】2016/9/1-20

無限コロPDNA shufflingインターン中にHBD2YYフレンチご招待最後はケーキで東洋大学生命科学部の3年生泊口菜月さん、長澤朋世さんとともに3週間一緒に過ごしました。最後は休日返上で怒涛の実験。

【新メンバー】2016/4/4

メディカル情報生命M1です。よろしくお願いします。

2015年度

【博士修了】2016/3/24

当研究室のD3佃美雪さんが博士(生命科学)の学位を取得しました。卒研から博士課程まで、震災も2度の研究室の移動も経験。六年間よく頑張りました。本当におめでとう!

【国際学会受賞】2016/3/22

Biosystems Design 2.0でPoster賞(Award Merit)を受賞しました。

Miyuki Tsukuda (with Dr. Huimin Zhao)当研究室のD3佃美雪さんがBiosystems Design 2.0でPoster賞(Award Merit)を受賞しました。おめでとうございます。卒業の花道になりました。

演題:RINSPEX technique for Escherichia coli strain engineering

【研究室移転】2015/4/1

再びつくばへ

4年弱過ごした北海道センターをあとに、研究拠点をつくばセンターに移動しました。

2014年度以前

【学会賞受賞】2014/3/27

第8回ゲノム微生物学会 優秀発表賞(博士課程の部)受賞

当研究室の佐藤允治さんが第8回ゲノム微生物学会で優秀発表賞(博士課程の部)を受賞しました。おめでとうございます。発表者は先生抜きです(TT)

佐藤允治「水平伝播による腸内細菌目16S rRNAの進化」
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【プレス発表】2012/10/30

生物種を越えた16S rRNA遺伝子の機能相補性を確認 ―バクテリアの系統分類学の根本に疑問をなげかける―

リボソームの30Sサブユニットの立体構造と16S rRNA遺伝子の水平伝播実験リボソームは3種類のRNAと57種類のタンパク質から成る超分子複合体で、翻訳機能を担っている。その生理的役割の重要性と立体構造の複雑性から、進化的に極めて変異しにくい分子と考えられてきた。特にリボソーム30Sサブユニットに含まれる16S rRNAは、生物種固有の遺伝子としてバクテリアの系統分類学の指標となっている。今回、大腸菌の16S rRNA遺伝子欠損株に異種生物16S rRNAを導入して生育相補試験を行い、綱レベルで異なる遠縁の生物の16S rRNAであっても大腸菌内で機能することを実証した。この結果は、生物種固有であると考えられてきた16S rRNA遺伝子が種を超えて水平伝播しうる可能性を示唆し、従来の微生物の系統分類学の根本に疑問を投げかけるものである。

産総研プレスリリース | 日経バイオテク | 日刊工業新聞 (WEB) | 日本経済新聞(WEB) | 化学工業日報 | J-Net21 (WEB)

【プレス発表】2011/11/13

リボソームの非翻訳機能の発見 −リボヌクレアーゼT2の阻害−

リボソーム30Sサブユニットの立体構造 緑色の部分が16S rRNA、赤色部分はRNase T2と相互作用するhelix41領域。白色部分はリボソームタンパク質リボソームはDNAからRNAに転写された遺伝情報をタンパク質へと翻訳する役割を担う。一方、RNase T2は細胞外RNAの侵入阻止や栄養の取り込みなどに関わっている。大腸菌ではRNase T2はペリプラズム層に存在しており細胞質内のRNAとは隔絶されているが、培養定常期やストレス条件下で細胞内膜に損傷が起きるとはRNase T2が細胞内に流入し、自己のRNAが分解される恐れがある。このため、細胞内にはRNase T2からRNAを守る仕組みが必要であるが、この仕組みが不明であった。一方、RNase T2を大腸菌から精製すると、リボソームと結合した不活性体として単離されることが以前から知られていた。しかし、複合体形成の生理的意義や翻訳機能との関わり、相互作用の様式などについては不明であった。今回、われわれは、16S rRNAの変異解析を通じ、相互作用・阻害の決定部位がリボソーム30Sサブユニット中の16S rRNAに存在すること、RNase T2と結合することで細胞内の自己RNAの分解を防ぐことを発見した。

【研究室移転】2011/7/1

北の大地へ

テレビ塔東日本大震災により研究室の大半が被害を受けました。これに伴い、大学院生3人とともに、研究拠点をつくばセンターから北海道センターに移動しました。

【学会開催】2011/6/13

極限環境生物学会 第12回シンポジウム

第11回に引き続き、宮崎がシンポジウム会長となりシンポジウムを開催しました。震災の爪痕が残り、余震の心配もある中、震災復興も祈念しての開催となりました。シンポジウムサイト

【受賞】2011/3

優秀発表賞をダブル受賞(修論、卒論)しました。

つくばWesthouseにて震災により大被害を受ける中、明るいニュースがありました。
佐藤 結 メディカルゲノム専攻 ERA賞(優秀発表賞 [修士課程])「ゼオシン耐性タンパク質を土台とした人工insertional fusionタンパク質の創出と進化の挙動解析」
佃 美雪 東邦大学理学部 卒業研究 優秀発表賞「大腸菌及び枯草菌型コドン特性を持つGFP遺伝子の大腸菌内発現進化」

【震災】2011/3/11

東日本大震災発生

研究室が壊滅状態となりました。

【学会開催】2010/6/4

極限環境生物学会 第11回シンポジウム

「極限環境適応の分子・ゲノム・システム基盤」と題して宮崎がシンポジウム会長となりイベントを開催しました。シンポジウムサイト