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多くの可能性を秘めた「糖锁」を探求する「糖锁生命化学」という研究分野
未解明の部分の多い「糖锁」を彻底研究。质量分析计で谜に挑む。
私の研究は「グライコミクス」と呼ばれるもので、糖锁构造や糖锁の全体像を网罗的に解析する学问です。「糖锁」は一般にはまだあまり知られていませんが、2001年にヒトゲノム计画が完了されて以降、タンパク质の働きに深く関わる「糖锁」の研究が注目されるようになりました。
糖锁はその名の通り、ブドウ糖やグルコサミンなどの単糖が锁のようにつながった分子で、さまざまな构造を持ち、タンパク质や脂质に结合して、动植物の生体内で重要な役割を果たしています。糖锁は细胞の表面を产毛のように覆っているのですが、例えば、细胞
同士が认识しあったり、情报をやり取りする际に、糖锁を介してコミュニケーションが取られているということが知られています。その他にも、受精や病気、代谢、老化など、いろいろな生命现象に糖锁が関わっていることが分かってきています。
最も身近な糖锁の例に「础叠翱血液型」があります。础叠翱という分类は、赤血球という细胞の表面に结合している糖锁の构造の违いによるものなのです。この础叠翱血液型による性格判断を信じているひとも少なくないと思いますが、いまのところ、科学的根拠はありません。ところが、血液型とがんや感染症といった病気との间に関係があることは、次第に実証されてきています。
糖锁と病気になぜ関わりがあるのでしょうか。その秘密は、糖锁の生合成の仕组みにあります。糖锁は遗伝子情报によって直接つくられるものではなく、细胞内の小胞体とゴルジ体に存在する「糖転移酵素群」と「糖分解酵素群」によって组み立てられます。病気になると、これら酵素群の働きのバランスが崩れてしまって、健康なときとは异なる糖锁构造を持つようになるのです。そこで、この异なる糖锁构造が分かれば、病気の罹患，発症や予后状态などが分かるということで、「糖锁バイオマーカー」を开発しようという研究もおこなわれています。
このように、糖锁研究は私たちの生活に役立つ成果につながることが期待されているのですが、その扱いの难しさから、フロンティア领域の研究とされています。合成の方法が确立されておらず、简便な解析の方法も见つかっていないことがその要因です。私が取り组んでいる糖锁研究は、困难を多く抱えた、最先端の研究と言えるでしょう。研究の际に大きな武器となっているのが、惭厂（マス）と呼ばれる质量分析计です。
中ノ先生お手製の糖锁构造モデル
研究の叁本柱は糖锁の「机能の解明、分析法の确立、バイオマーカーの开発」。
では、私の研究内容をご绍介しましょう。前述のように、难しいことの多い糖锁研究ですので、试行错误、悪戦苦闘の繰り返しです。
まずひとつが、MS（Mass Spectrometry＝質量分析計）を使って、糖鎖構造を分析し、機能の解明に挑んでいるというもの。糖鎖の構造は非常に複雑、多様であり、構造の変化に伴ってさまざまな機能が出現または消失すると考えられています。私たちの研究グループではこれまでに、糖鎖が複雑化するのを調整する仕組みや、糖転移酵素FUT8 が細胞内で働く新たな仕組みを発見しています。
ふたつめは、糖锁の分析法の确立に向けた取り组みです。糖锁分析には现在、前述の质量分析计のほか、液体クロマトグラフィーを用いますが、これらによって、多様性に富む糖锁构造を分析?决定するのは至难の业で、时间もかかってしまいます。そこで、组织薄膜切片上で酵素処理をおこない、分子イオンを色分けして、ターゲット分子の局在を可视化する「イメージング惭厂（マス）」という分析法など、新たな分析法の研究にも取り组んでいます。
みっつめは、糖锁のバイオマーカーの开発です。先に绍介したように、糖锁は病気を知る手がかりになることが分かっていますので、特に予后の悪い病気、つまり、见通しの良くない病気を优先して研究をおこなっています。予后の悪い病気というのは、身体の奥深くに存在する臓器の癌などで、见つけにくいということも特徴です。糖锁バイオマーカーがあれば、初期诊断に役立てられるはずなので、これまでに、膵臓癌?胆道癌?抗がん剤耐性白血病?乳癌などの糖锁バイオマーカー开発の研究をしてきました。特に多くの乳癌では、エストロゲンなど3种の受容体が细胞表面に出てくるのでこれをバイオマーカーとして利用しているのですが、3种ともまったく出てこない乳癌というのがあるため、いまこの乳癌を诊断するためのマーカーの开発に取り组んでいるところです。
质量分析计
世界でも数少ない糖锁分析の研究室で、楽しみながら、新しい発见を!!
糖锁机能を见るというような糖锁生物学の研究者は结构、世界中にいらっしゃいますが、私のような糖锁分析を専门とする研究者は非常に少なく、世界でも20研究室ほど、日本では数研究室しかないというのが现状です。そのため、この分野の発展のためには、自分のできることを専门的に集中しておこないながら、他の共同研究者たちと情报共有していくことが大事だと考えています。
もちろん、自分の分析には自信を持っています。私は自分自身で実験をするタイプなので、実际に手を动かして作业している最中に、「あ！これ何？これ、出たんじゃない？」と思う、その瞬间がなにより楽しいです。世界中の谁ひとりとして知らないことを、いま、自分だけが知っているんだと优越感に浸る瞬间が最高です。そうした発见する喜びがこの研究の醍醐味だと思います。いま取り组んでいる乳癌のバイオマーカーも、ぜひ一番初めに、これだと思えるマーカーを见つけたいと思っています。
そして、研究者としての大きな梦は―――もちろんノーベル赏です！2002年にノーベル化学赏を受赏された田中耕一先生は、惭础尝顿滨という质量分析法を开発されたのですが、糖锁の分野でのノーベル赏はまだ受赏者がいないので、田中先生からもいい刺激をいただきながら、糖锁研究を顽张って続けていきたいと思っています。
最后に、工学部と研究室についてご绍介しましょう。
ここは工学部ですが、第叁类には、生物を扱う「生物工学」があるんです。実は私も広岛大学に来るまでは、工学部に生物をやるところなんてないと思っていたので、このことを高校生の皆さんに知っていただきたいなと思うのです。工学部というとやはり「ものづくり」ですから、生物工学というのは、生物に何かをつくらせる訳ですね。私の场合は、生物を使ってバイオマーカーを开発して、最终的には検査キットなどもつくる。医工连携という形で、成果を世の中に还元していくことを目指すような研究をおこなっている。こうした研究の场があるということを、まずは知ってもらえたらと思います。
また、私のところの研究室はと言いますと…。合言叶は、“エンジョイ サイエンス！”。私自身、学生の顷は「研究バカ」ならぬ「研究アホ」と呼べるほど、楽しみながらいろいろなことに挑戦してみたり、常に「なんでやろう？」と思いながら进んで进んで、先生に怒られる…というような过ごし方をしてきましたから、研究室にいる学生さんたちにも、好奇心を持って楽しんで研究を続けて欲しいと思っています。どんな研究室なのか、兴味の沸いた方は、どうぞ実际のところを见にきてくださいね。
2017年11月 Phoenix Outstanding Researcher Award，広島大学
准教授
Miyako Nakano
分子生命化学研究室
1997年3月 近畿大学 薬学部卒業
1999年3月 近畿大学大学院 薬学研究科 博士前期課程修了
2001年9月～2002年9月 ジョンズホプキンス大学 （米国） 共同研究留学
2004年3月 近畿大学大学院 薬学研究科 博士後期課程修了
1997年07月～ 薬剤师
1999年4月～2001年3月 薬品工業株式会社 研究開発部 社員?管理薬剤師?研究員
2004年4月～2008年3月 大阪大学大学院 医学系研究科生化学教室 21COE特任研究員
2008年4月～2010年3月 マッコーリー大学（オーストラリア） リサーチフェロー
2010年4月～2012年5月 広島大学大学院 先端物質科学研究科 助教
2010年7月～ 2011年3月 大阪大学 産業科学研究所 招聘教員
2011年4月～2018年3月 理化学研究所 基幹研究所 客員研究員
2012年6月～2019年3月 広島大学大学院 先端物質科学研究科 准教授
2019年4月～ 広島大学大学院 統合生命科学研究科 准教授
2019年4月～ 熊本大学, 大学院保健学教育部 非常勤講師
2021年7月～ 日本糖質学会 評議員
2021年9月～ 大阪国際がんセンター 糖鎖オンコロジー部 招聘研究員
