研究概要
ヒトで観察される知性や精神疾患などの高次生命現象のメカニズムを解明するためには、ヒトの遺伝子ネットワークや細胞回路の包括的同定と定量的解析が必要である。逆遺伝学はその解明のための強力な手法の一つであるが、ヒトへの逆遺伝学手法の適用は倫理的に不可能である。マウスへの適用は可能であるが、遺伝子改変マウスの作製は、キメラマウスやモザイクマウスを繰り返し交配する必要があるため、一般的にそのスループットは低く、多くの遺伝子や細胞を対象にしてマウス逆遺伝学を行うことは困難である。さらに、ヒトとマウスの遺伝子やそのシステムには多くの違いがあるため、しばしばマウスはヒトで観察される現象を再現しない。近年、我々はキメラ/モザイクマウスの交配を行わずに効率良く遺伝子改変マウスを作製するための方法を確立した。そこで、我々の遺伝子改変マウスハイスループット作製方法を、マウスの遺伝子/システムがヒトの遺伝子/システムに置き換えられた遺伝的ヒト化マウスに適用することによって、ヒトならではの生命現象についてマウスを用いて解明するための次世代型ヒト遺伝学手法を開発する。
主要論文
Ukai H, Sumiyama K, Ueda HR. Next-generation human genetics for organism-level systems biology. Current Opinion in Biotechnology. 2019. 58:137-145.
Ukai H, Kiyonari H, Ueda HR. Embryonic stem cell-mouse protocol to produce knock-in (KI) mice in a single generation. Nature Protocols 2017 DOI 10.1038/nprot.2017.110
*Ode KL, *Ukai H, *Susaki EA, Narumi R, Matsumoto K, Hara J, Koide N, Abe T, Kanemaki MT, Kiyonari H, Ueda HR. Knockout-Rescue Embryonic Stem Cell-Derived Mouse Reveals Circadian-Period Control by Quality and Quantity of CRY1. Molecular Cell 2017 Jan 5;65(1):176-190. * These authors contributed equally to this work.
Susaki EA, Ukai H, Ueda HR. Next-generation mammalian genetics toward organism-level systems biology. npj. Syst. Biol. Appl. 2017 3, article number 15.
Ukai H. and Ueda HR. Systems Biology of Mammalian Circadian Clock. Annual Review of Physiology 2010 72:579-603.
*Isojima Y, *Nakajima M, *Ukai H, Fujishima H, Yamada RG, Masumoto KH, Kiuchi R, Ishida M, Ukai-Tadenuma M, Minami Y, Kito R, Nakao K, Kishimoto W, Yoo SH, Shimomura K, Takao T, Takano A, Kojima T, Nagai K, Sakaki Y, Takahashi JS, Ueda HR. CKIepsilon/delta-dependent phosphorylation is a temperature-insensitive, period-determining process in the mammalian circadian clock. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009 Sep 15;106(37):15744-9. * These authors contributed equally to this work.
*Ukai H, *Kobayashi TJ, Nagano M, Masumoto KH, Sujino M, Kondo T, Yagita K, Shigeyoshi Y, Ueda HR. Melanopsin-dependent photo-perturbation reveals desynchronization underlying the singularity of mammalian circadian clocks. Nature Cell Biology 2007 Nov;9(11):1327-34. * These authors contributed equally to this work.
*Sato TK, *Yamada RG, *Ukai H, Baggs JE, Miraglia LJ, Kobayashi TJ, Welsh DK, Kay SA, Ueda HR, Hogenesch JB. Feedback repression is required for mammalian circadian clock function. Nature Genetics 2006 Mar;38(3):312-9. * These authors contributed equally to this work.
略歴
国立大学法人総合研究大学院大学にて博士号を取得後、国立研究開発法人放射線医学総合研究所にてポスドク研究員になった。ゲノムスケールの解析技術の開発を行い、その技術を用いて新たな発がん性突然変異を同定した。その後理研CDBにおいて、複雑な生命現象のモデルシステムとして哺乳類の概日時計システムを対象に細胞レベルのシステムバイオロジーのための技術を開発し、概日時計のシンギュラリティ現象などの複雑な現象のメカニズムの解明に成功した。理研QBiCに移るとともに、個体で観察されるより高次な生命現象のメカニズムを解明するために、個体レベルのシステムバイオロジーの実現を目指した技術開発を開始し、一世代以内で効率良く変異マウスを作製する方法を確立した。現在は開発した技術を利用して遺伝子改変マウスやウイルスをIRCNの研究者に提供するとともに、IRCNの共通リソースとなりえる有用なマウスラインの開発をおこなう。
