内海 文彰

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ウチウミ フミアキ

内海 文彰教授

UCHIUMI Fumiaki

東京理科大学 薬学部 生命創薬科学科

遺伝子制御学研究室

連絡先 〒278-8510  千葉県野田市山崎2641
TEL : 04-7124-1501 (代表)
ホームページURL
出身大学
1987年  東京理科大学  理学部  化学  卒業
出身大学院
1993年  東京大学  医学系研究科  第三基礎医学  博士課程 修了
取得学位
東京理科大学  博士(薬学)  論文
東京大学  博士(医学)  課程
研究経歴
研究職歴
研究キーワード
研究分野
生物系薬学
研究課題
老化およびテロメア維持に関連関連するヒト遺伝子5'-上流領域の解析
ヒト遺伝子プロモーター転写開始点付近に存在する重複GGAA配列の生物学的意義の解明
DNA複製因子の発現と機能の解析
種々の遺伝子プロモーター領域の解析
タンニン酸によるHIVプロモーター活性の抑制
テロメア反復配列に結合するタンパク質をコードする遺伝子のクローニング
受賞
学会活動
客員教授
グループ バイオ
研究・技術キーワード 生化学、分子生物学、生物系薬学
研究・技術テーマ
  • DNA複製・修復及びミトコンドリア機能関連因子プロモーター領域の解析
  • インターフェロン応答性遺伝子の発現制御機構の解析
  • 種々の化合物によるテロメラーゼ活性制御因子制御法の開発
  • TATA-ボックスを含まないプロモーターの構築
  • TP53遺伝子発現制御機構の解析
研究・技術内容 これまでのヒト遺伝子発現制御領域の研究から、重複GGAAモチーフが細胞の機能に対して非常に重要な役割を持つことが判明した。DNA修復因子、インターフェロン応答性抗ウイルス因子をコードする遺伝子の5'-上流領域には、重複GGAAモチーフの存在する例が特に多い。いくつかの遺伝子はカロリー制限模倣薬物に応答するので、細胞寿命をコントロールするシステムにこの重複GGAAモチーフが関わっていると考えられる。カロリー制限はまた、がんの治療でも応用が期待されていおり、テロメアの伸長、保護、プロセッシングに関わるタンパク質をコードする遺伝子のうちいくつかは、重複GGAAモチーフに支配されている可能性がある。また、ミトコンドリア機能関連タンパク質等をコードする遺伝子の5'-上流領域に重複GGAAモチーフが見いだされる。ミトコンドリア機能特にクエン酸回路や電子伝達系等エネルギー産生は、細胞老化と発がん過程のどちらにも関係している可能性がある。クエン酸回路の進行は、細胞内NAD+/NADH比に依存しているので、細胞内NAD+/NADH比や重複GGAAモチーフ結合因子の転写活性を薬物によって変化させることができれば、老化とがんの予防が同時に可能である。
産業への利用 種々のDNA修復、インターフェロン応答あるいはミトコンドリア機能関連遺伝子の5'-上流領域をクローン化し、Luciferase発現ベクターに組み込んだプラスミドを構築する。特にhead-head結合して別の遺伝子とプロモーター領域を共有しているもの、クエン酸回路や電子伝達系で働く酵素をコードする遺伝子の5'-上流領域のクローン化を優先する予定である。既に多検体プロモーターアッセイ系は先行研究により確立されているので、培養細胞を用いて複数の遺伝子プロモーターの各種薬物に対する応答性を評価することが容易に行える。本研究では、薬物による細胞内NAD+/NADH比の変動についても同時に測定することによってミトコンドリア機能関連遺伝子プロモーター活性との相関性を議論することが目的であり、最終的には新規の老化/発がん予防薬を見出すことを目指している。天然の化合物、合成化学薬品共に候補となり得るが、細胞毒性の検討や薬物の精製や合成、構造解析等に関わる研究との融合が必要と考えられる。
可能な産学連携形態 共同研究、受託研究員受入、受託研究、技術相談および指導、国際的な産学連携への対応
具体的な産学連携形態内容 なし
その他所属研究機関 総合研究機構創薬フロンティア研究部門
所属研究室 薬学部・遺伝子制御学研究室
所有研究装置 PCR用サーマルサイクラー、遠心機など
SDGs
専攻分野 生化学、分子生物学
研究分野 遺伝子発現制御機構の解明
生物の遺伝情報はDNAの暗号として保存されています。それはタンパク質の構造だけでなく、遺伝子がどの程度発現するかも決定しています。私たちは発がん、代謝や老化に関わる遺伝子、そしてインターフェロン応答性遺伝子の発現調節機構を解明するとともに、重要な働きをする遺伝子を発見し、その情報をもとに遺伝子を用いたがんや免疫疾患の新規治療法を目指した基礎的な研究を行っています。
研究テーマ
  1. DNA修復関連遺伝子や老化関連遺伝子発現制御機構の解析

    細胞増殖、老化、アポトーシスに関わる種々のヒト遺伝子5'-上流領域を単離しそれらのプロモーター活性や結合因子を解析する。

    1. ヒト遺伝子プロモーター転写開始点付近に存在する重複GGAA配列の生物学的意義の解明
    TATAボックスの存在しないプロモーター(TATAレスプロモーター)において転写を正に制御する重複GGAA配列の役割を細胞分化、増殖、アポトーシス誘導と関連づけて考察する。

    2. 細胞老化関連遺伝子群発現制御機構の解明
    細胞老化調節に関わる因子、テロメアの維持や伸長に関わる因子等をコードする遺伝子群の発現調節機構を解明する。

    3. 細胞増殖停止や分化誘導に伴う種々の遺伝子発現変動の解析
    種々の薬物処理、あるいは遺伝子発現ベクター導入により細胞増殖停止や分化を誘導した際におけるTP53やRB1等の遺伝子発現変動を解析するとともにそれら遺伝子のプロモーター活性調節メカニズムを明らかにする。

  2. 合成DNA配列によるプロモーターの構築

    真核生物遺伝子の発現調節に関わるプロモーター領域には、必ずしも典型的なTATAボックスが存在していない。このようなTATAレスプロモーターは約7割程度存在する。そのような領域では、重複GGAA配列の存在する例が非常に多い。本研究では、重複GGAA配列を含む塩基配列を人為的に合成し、それらのプロモーターとしての機能を示すとともに、結合因子を特定することによってTATAレスプロモーターの分子制御メカニズムを明らかにする。

  3. インターフェロン応答性遺伝子発現制御機構の解明

    種々のヒトインターフェロン(IFN)応答性遺伝子(ISG)プロモーター領域を単離し、共通する転写因子結合エレメントのIFNや細胞分化誘導刺激に対する応答性について詳細に解析する。 また、天然あるいは化学合成化合物、あるいは遺伝子導入によりISG群の発現増大が可能となれば、IFN治療における副作用の問題を解決できるはずである。

  4. ミトコンドリア機能関連遺伝子群プロモーター領域の解析

    ミトコンドリア機能関連遺伝子群の発現調節に関わるプロモーターにはTATA配列ではなく重複GGAA配列の存在する例が多い。また、2方向性である例が多く、その場合にはパートナー遺伝子が存在する。がん細胞や老化細胞ではミトコンドリア機能の低下が認められるが、もしかするとこれは細胞内転写プロファイル変化によって自然に起こることかもしれない。
    本プロジェクトでは、ミトコンドリア機能関連遺伝子群プロモーターを解析し、関与する転写因子を明らかにすることが目的である。最終的には転写因子導入によるがんの治療(予防)や老化の制御技術の確立を目指す。

  5. 短鎖長RNA等を用いたSARS-CoV-2複製抑制実験

    2019年に新型コロナウイルス感染症患者が最初に確認された。原因ウイルスSARS-CoV-2は、リボヌクレオチド鎖をゲノムとするRNA(+)ウイルスの一種である。実際は、世界的パンデミックとなる以前からコロナウイルスについての研究がなされており、そのライフサイクルや複製様式、ゲノムにコードされるタンパク質についての研究がなされていた。私たちが注目したのはRNA鎖を鋳型としてRNA鎖を伸長する酵素(RNA依存RNAポリメラーゼ)RdRpである。この酵素活性を特異的に阻害する、あるいはヌクレオチド塩基配列情報により設計された短いRNAを用いてウイルス増殖の抑制を目指す。

   授業名     開講学期    曜日時限   区分 開講学科
創薬ゲノム科学 後期 火曜5限 薬学科、生命創薬科学科
特別講義2 後期 集中講義 薬学科
特別講義2 後期 集中講義 薬学科
病院実習(Ⅱ期)(YP 前期 集中講義 薬学科
病院実習(Ⅲ期)(YP 前期 集中講義 薬学科
病院実習(Ⅱ期)(YM卒 前期 集中講義 薬学科
病院実習(Ⅲ期)(YM卒 前期 集中講義 薬学科
薬局実習(Ⅰ期)(YP 前期 集中講義 薬学科
薬局実習(Ⅱ期)(YP 前期 集中講義 薬学科
薬局実習(Ⅰ期)(YM卒 前期 集中講義 薬学科
薬局実習(Ⅱ期)(YM卒 前期 集中講義 薬学科
先端薬科学特論2 後期 集中講義 Department of Pharmaceutical Sciences
基礎生物化学特論M 前期 金曜2限 薬学研究科 薬科学専攻
薬科学研究発表演習2 前期~後期 前期(集中講義)
後期(集中講義)
薬学研究科 薬科学専攻 博士後期課程
薬科学博士研究1A(内海・月本 前期 集中講義 薬学研究科 薬科学専攻 博士後期課程
Department of Pharmacoscience, Graduate School of Pharmaceutical Sciences  
薬科学博士研究1B(内海・月本 後期 集中講義 薬学研究科 薬科学専攻 博士後期課程
Department of Pharmacoscience, Graduate School of Pharmaceutical Sciences  
薬科学博士研究2A(内海 前期 集中講義 薬学研究科 薬科学専攻 博士後期課程
Department of Pharmacoscience, Graduate School of Pharmaceutical Sciences  
薬科学博士研究2B(内海 後期 集中講義 薬学研究科 薬科学専攻 博士後期課程
Department of Pharmacoscience, Graduate School of Pharmaceutical Sciences  
薬科学博士研究2A(内海・斎藤 前期 集中講義 薬学研究科 薬科学専攻 博士後期課程
Department of Pharmacoscience, Graduate School of Pharmaceutical Sciences  
薬科学博士研究2B(内海・斎藤 後期 集中講義 薬学研究科 薬科学専攻 博士後期課程
Department of Pharmacoscience, Graduate School of Pharmaceutical Sciences  
薬学特別実験1A(内海 前期 集中講義 薬学研究科 薬科学専攻 修士課程
薬学特別実験2A(内海 前期 集中講義 薬学研究科 薬科学専攻 修士課程
薬科学研究技法演習A 前期 金曜5限 薬学研究科 薬学専攻 博士課程
薬学特別実験1B(内海 後期 集中講義 薬学研究科 薬科学専攻 修士課程
薬学特別実験2B(内海 後期 集中講義 薬学研究科 薬科学専攻 修士課程
薬科学研究技法演習MA 前期 火曜2限 薬学研究科 薬科学専攻 修士課程
薬科学研究技法演習MB 後期 金曜5限 薬学研究科 薬科学専攻 修士課程
薬科学研究技法演習B 後期 金曜5限 薬学研究科 薬学専攻 博士課程
基礎薬学実習 後期 木曜3限 木曜4限 木曜5限 金曜3限 金曜4限 金曜5限 薬学科、生命創薬科学科
放射性医薬品学実習 後期 実習 薬学科、生命創薬科学科
Department of Pharmacy
Department of Medicinal and Life Sciences
薬学英語 前期 火曜4限 薬学科、生命創薬科学科 
生命科学 前期 月曜4限 生命創薬科学科
キャリア学習A 前期 木曜4限 木曜5限 金曜3限 金曜4限 金曜5限 生命創薬科学科
生化学 後期 月曜3限 生命創薬科学科
キャリア学習C 前期 集中講義 生命創薬科学科

Medicinal and Life Sciences
ゲノム創薬科学 後期 火曜5限 薬学科、生命創薬科学科
卒業研究(内海 前期~後期 前期(集中講義)
後期(集中講義)
生命創薬科学科
薬学入門 前期 水曜2限 生命創薬科学科
早期薬科学研究 後期 集中講義 生命創薬科学科

Medicinal and Life Sciences
キャリア学習B 後期 集中講義 生命創薬科学科 2年
ゲノム創薬科学 後期 火曜5限 薬学科、生命創薬科学科
薬学科卒業研究A(内海 前期~後期 前期(集中講義)
後期(集中講義)
薬学科
特別講義2 後期 集中講義 薬学科
薬学科卒業研究C(内海 前期~後期 前期(集中講義)
後期(集中講義)
薬学科
薬学入門 前期 水曜2限 薬学科