豊橋技術科学大学

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浴 俊彦(えき としひこ)

所属 応用化学・生命工学系
兼務 先端農業・バイオリサーチセンター
職名 教授
専門分野 分子遺伝学 / 分子生物学 / ゲノム機能学
学位 薬学博士(東京大学)
所属学会 日本分子生物学会 / 日本薬学会 / 日本生化学会 /日本農芸化学会/ The Genetics Society of America
E-mail eki@chem
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究者情報(researchmap) 研究者情報

研究紹介

環境問題に対する社会的な関心が高まり、人間と環境との関係が改めて見直されるようになっています。 地球上の生物は、苛酷な環境からのストレスに適応しながら子孫を増やす仕組みを獲得しています。なかでも遺伝物質であるゲノムDNAを維持する分子機構は生命の生存にとってとりわけ重要であり、ゲノム安定化の破綻は癌や遺伝病、不妊の原因になることも明らかになっています。そのため、生物の持つゲノム安定化の仕組みの理解、および遺伝子リスクの検知は重要な課題と考えられます。さらに、先端的な農業の推進には、土壌環境や土壌生物多様性を評価できる新技術の開発も重要です。私は以下の3つのテーマを掲げて、酵母や線虫などのモデル生物を用い、遺伝子工学や遺伝子機能解析法を駆使した研究を行っています。
(1)ゲノム安定性維持に関わる新規RNA干渉遺伝子群の研究

(2)合成生物学に基づくデザイナー酵母の創出

(3)DNAメタバーコード解析による土壌生物相分析法の開発と農業応用

テーマ1:ゲノム安定性維持に関わる新規RNA干渉遺伝子群の研究

概要
線虫染色体分離に必須なdrh-3遺伝子の発見

近年、ゲノム安定性の破綻がヒトの癌や遺伝病の原因となっていることが判ってきました。これまでに、遺伝情報の維持・発現に中心的な機能を果たすヘリカーゼファミリーに着目して、ゲノム安定化に必要な新規遺伝子の探索と分子機構の解明を目指してきました。その結果、線虫(C. elegans)のRNA干渉(RNAi)関連遺伝子であるdrh-3が染色体(ゲノム)の維持と生殖細胞形成に不可欠であることを発見しました。RNAiによるゲノム安定化制御については不明な点が多く、現在、ゲノム安定化に関与するRNAi機構を明らかにすべく、タンパク質レベルでの研究を進めています。本研究は、医薬品や遺伝子治療への応用が進められているRNAi研究やヒトの癌や老化の研究にも大きく貢献することが期待されます。

主な業績

主な業績:
◆Toshihiko Eki., Takeshi Ishihara, Isao Katsura, and Fumio Hanaoka: A genome-wide survey and systematic RNAi-based characterization of helicase-like genes in Caenorhabditis elegans. DNA Res., 14(4), 183-199 (2007)
◆Masaharu Nakamura, Rumi Ando, Taro Nakazawa, Takuro Yudazono, Naoko Tsutsumi, Naoki Hatanaka, Toshiyasu Ohgake, Fumio Hanaoka, Toshihiko Eki: Dicer-related drh-3 gene functions in germ line development by maintenance of chromosomal integrity in Caenorhabditis elegans. Genes Cells, 12(9), 997-1010 (2007)◆Toshihiko Eki and Fumio Hanaoka: Discovery of orphan helicases and deorphanization by genome-wide analyses in two model organisms, S. cerevisiae and C. elegans, Bacterial DNA, DNA polymerase and DNA Helicases. pp.411-432, Nova Science Publishers (2010)
◆Taishi Kobayashi, Takuro Murakami, Yuu Hirose, and Toshihiko Eki: Purification and characterization of double-stranded nucleic acid-dependent ATPase activities of tagged Dicer-related helicase 1 and its short isoform in Caenorhabditis elegans. Genes, 11(7), 734 (2020)

キーワード

drh-3遺伝子、ゲノム安定性維持、ヘリカーゼ、線虫、RNA干渉

テーマ2:合成生物学に基づくデザイナー酵母の創出

概要
レポーター酵母によるバイオセンシング

合成生物学的にゲノム改変したデザイナー酵母を利用して、発癌の要因となるDNA傷害性や細胞傷害性を起こす酸化傷害性を簡便に検出できるシステムの開発を進めています。各傷害に特異的に応答する遺伝子プロモーターを組み込んだレポーター酵母を作製して、DNA損傷や酸化傷害を検出するためのバイオセンサとして利用します。さらにCRISPR/Cas9を用いたゲノム改変による酵母の機能改変と物質生産への応用を進めています。これらのシステムは、生体有害性評価や稀少物質の製造等への利用が期待されます。

主な業績

主な業績:
◆Kohei Ichikawa and Toshihiko Eki: A novel yeast-based reporter assay system for the sensitive detection of genotoxic agents mediated by a DNA damage-inducible LexA-GAL4 protein. The Journal of Biochemistry (Tokyo), 139(1), 105-112 (2006)
◆Yukari Ochi, Harumi Sugawara, Mio Iwami, Megumi Tanaka and Toshihiko Eki: Sensitive detection of chemical-induced genotoxicity by the Cypridina secretory luciferase reporter assay using DNA repair-deficient strains of Saccharomyces cerevisiae. Yeast, 35(1), 265-278 (2011)
◆Hajime Suzuki, Takahiro Sakabe, Yuu Hirose, and Toshihiko Eki: Development and evaluation of yeast-based GFP and luciferase reporter assays for chemical-induced genotoxicity and oxidative damage. Applied Microbiology and Biotechnology, 101(2), 659-671 (2017)
◆Toshihiko Eki: Yeast-based genotoxicity tests for assessing DNA alterations and DNA stress responses: a 40-year overview. Applied Microbiology and Biotechnology, 102(6), 2493-2507 (2018)

キーワード

遺伝毒性試験、遺伝子組換え、CRISPR/Cas9、ゲノム編集、酵母、バイオセンサ、レポーター法

テーマ3:DNAメタバーコード解析による土壌生物相分析法の開発と農業応用

概要
土壌線虫集団のDNAバーコード解析(畑、花壇での例)

線虫は土壌に生息する主要な環境生物であり、生物多様性や土壌環境を評価するための優れた指標と考えられます。工場跡地や農地などの健全性評価のために、次世代シークエンサーを用いて、土壌線虫などの土壌生物群を網羅的に塩基配列(DNAバーコード)に基づいて遺伝子レベルで系統分析する手法の開発と、その農業応用を進めています。本手法は、土壌生物相の分析の基づく土壌診断や病害予測を通じて、スマート農業への貢献が期待されます。さらに線虫(C. elegans)の寿命短縮を指標とした新たな生体有害性評価法を確立しました。線虫を用いた有害性評価法は、線虫が棲息する土壌の安全性評価に有効であると考えられます。

主な業績

主な業績:
◆Hiroaki Harada, Masaru Kurauchi, Rie Hayashi, and Toshihiko Eki: Shortened lifespan of nematode Caenorhabditis elegans after prolonged exposure to heavy metals and detergents. Ecotoxicol. Environ. Saf., 66(3), 378-383 (2007)
◆Masaru Kurauchi, Hisashi Morise, and Toshihiko Eki: Using the nematode Caenorhabditis elegans daf-16 mutant to assess the lifespan toxicity of prolonged exposure to ecotoxic agents. J. Health Sci., 55(5), 796-804 (2009)
◆Toshihiko Eki:Ecotoxicology of free-living nematode Caenorhabiditis elegans, Ecotoxicology Around the Grobe, pp.1-52, Nova Science Publishers (2011)
◆Hisashi Morise, Erika Miyazaki, Shoko Yoshimitsu, and Toshihiko Eki: Profiling nematode communities in unmanaged flowerbed and agricultural field soils in Japan by DNA barcode sequencing. PLoS One, 7(12), e51785 (10 pages) (2012)
◆Harutaro Kenmotsu, Kiichi Uchida, Yuu Hirose, and Toshihiko Eki: Taxonomic profiling of individual nematodes isolated from copse soils using deep amplicon sequencing of four distinct regions of the 18S ribosomal RNA gene. PLoS ONE, 15(10), e0240336 (31 pages) (2020)
◆Harutaro Kenmotsu, Masahiro Ishikawa, Tomokazu Nitta, Yuu Hirose, and Toshihiko Eki: Distinct community structures of soil nematodes from three ecologically different sites revealed by high-throughput amplicon sequencing of four 18S ribosomal RNA gene regions. PLoS ONE, 16(4), e0249571 (31 pages)(2021)
◆Harutaro Kenmotsu, Emi Takabayashi, Akinori Takase, Yuu Hirose, and Toshihiko Eki: Use of universal primers for the 18S ribosomal RNA gene and whole soil DNAs to reveal the taxonomic structures of soil nematodes by high-throughput amplicon sequencing. PLoS ONE, 16(11), e0259842 (31 pages)(2021)

キーワード

線虫、土壌生物多様性、土壌診断、農業、DNAバーコード、次世代シークエンサー

担当授業科目名(科目コード)

生物学(B1013140) / 生命科学 (B1041501a, b) /生命科学1 (B14613090) / 化学・生命安全学(S14613150)/ 生命科学倫理(S14623110)/ 化学・生命工学実験(B14613160)/ 応用ゲノム科学特論(M24622010) / 生命工学特論 I (D34030040) /Advanced Biotechnology 1 (D054030040)


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