金井 昭夫 (カナイ アキオ)

Kanai, Akio

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所属(所属キャンパス)

政策・メディア研究科 (湘南藤沢)

職名

教授

HP

外部リンク

プロフィール 【 表示 / 非表示

  • 略歴:1985年 早稲田大学教育学部 理学科生物学専修 卒業。87年 同大学院 理工学研究科 修士課程 物理学及び応用物理学専攻 修了。90年 東京大学大学院 薬学系研究科 博士課程 生命薬学専攻 修了。90年 米国国立衛生研究所 (米国NIH)博士訪問研究員、92年 東京都臨床医学総合研究所 研究員、96年 科学技術振興事業団 ERATOプロジェクト グループリーダー、技術参事を経て、2001年より慶應義塾大学 先端生命科学研究所 助教授。2006年 慶應義塾大学 先端生命科学研究所 教授 (同 環境情報学部 教授)。2022年より慶應義塾大学大学院 政策・メディア研究科 教授 (同 先端生命科学研究所 教授、同 環境情報学部 教授を兼任)。

教員からのメッセージ 【 表示 / 非表示

  • 学部や大学院学生の教育について
     RNA研究プロジェクトが目指すのは考えられる人材の創出です。これを学生時代にきちんと学ぶ必要があります。極端な言い方をすれば、実験技術は、正確に習得出来さえすれば、どこで誰から学んでも問題ではありません。大切なのは、何を研究するのか、困った時にどうするか、どう展開していくのかということをきちんと考えられるようになることです。RNA研究グループ内では、学生の各々のテーマを通して、他のグループの大学院生ならば、私の大学院の授業である「先端分子細胞生物学」の演習を通して、このことに言及したいと思っています。実際、私のグループで大腸菌RNAの基礎研究を行った学生が、企業では、がんの研究に従事していたりします。また、アカデミアで応用の研究に従事している者もいます。すなわち、学生時代のテーマに縛られずに研究を展開していけるようにすることが重要であると判断しています。

総合紹介 【 表示 / 非表示

  • 遺伝情報の流れとしてDNA→RNA→蛋白質(セントラルドグマ)が提唱されたのは60年も前のことです。この考え方は基本軸として揺るがないでしょうが、1970-80年代における、逆転写酵素や酵素活性を有したRNA (リボザイム)の発見等で、その修正を要求されてきました。また、21世紀になってから極めて沢山のNon-coding RNAが発見されたことで、セントラルドグマにおけるRNA分子そのものの働きが無視できない状況になってきました。本プロジェクトでは、遺伝子制御に関わる機能性RNAやRNA結合蛋白質およびRNA関連酵素に焦点をあて、RNAレベルで制御される新しいメカニズムの解明を目的とします。またこの研究を通して、遺伝情報制御および成立過程に関わる分子進化的な考察を行います。さらに、これらの知見を基盤として、生命の起源、進化、遺伝子制御について考察していきます。

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1990年10月
    -
    1992年10月

    米国国立衛生研究所 (米NIH), 博士訪問研究員

  • 1992年11月
    -
    1996年03月

    (財)東京都臨床医学総合研究所, 研究員

  • 1996年04月
    -
    2001年03月

    科学技術振興事業団ERATOプロジェクト グループリーダー及び技術参事

  • 2001年04月
    -
    2006年03月

    慶應義塾大学 助教授 (有期)(環境情報学部・先端生命科学研究所)

  • 2006年04月
    -
    継続中

    慶應義塾大学 教授(環境情報学部・先端生命科学研究所)

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1985年03月

    早稲田大学, 教育学部

    大学, 卒業

  • 1987年03月

    早稲田大学, 理工学研究科

    大学院, 修了, 修士

  • 1990年03月

    東京大学, 薬学系研究科, 生命薬学専攻

    大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 薬学博士 , 東京大学, 課程, 1990年03月

    センチニクバエ抗菌蛋白ザルコトキシンIおよびII遺伝子ファミリーの構造と発現の解析

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ライフサイエンス / 分子生物学 (RNAの分子生物学)

  • ライフサイエンス / ゲノム生物学 (遺伝子の進化)

  • ライフサイエンス / 進化生物学 (分子進化学)

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • アーキア (古細菌)、バクテリア、RNAウイルス

  • システム生物学、合成生物学、ゲノム生物学

  • ノンコーディングRNA、転移RNA、リボソームRNA、RNA関連酵素

  • RNAプロセシング、前駆体tRNAスプライシング、RNA連結酵素、RNA分解酵素

  • 遺伝暗号、分子進化

研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • (1) RNA-binding proteins & RNA-related enzymes (2) Non-coding RNAs (3) microRNAs (4) Sense-antisense gene regulation (5) DNA replication (primer RNA processing) (6) Post-transcriptional RNA processing (7) Cell differentiation & Aging (8) Molecular evolution, 

    2001年
    -
    継続中

 

著書 【 表示 / 非表示

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論文 【 表示 / 非表示

  • Features of smaller ribosomes in Candidate Phyla Radiation (CPR) bacteria revealed with a molecular evolutionary analysis

    Megumi Tsurumaki, Motofumi Saito, Masaru Tomita, and Akio Kanai

    RNA (Cold Spring Harbor Laboratory Press)  2022年06月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り

     概要を見る

    The Candidate Phyla Radiation (CPR) is a large bacterial group consisting mainly of uncultured lineages. They have small cells and small genomes, and they often lack ribosomal proteins uL1, bL9, and/or uL30, which are basically ubiquitous in non-CPR bacteria. Here, we comprehensively analyzed the genomic information on CPR bacteria and identified their unique properties. The distribution of protein lengths in CPR bacteria peaks at around 100–150 amino acids, whereas the position of the peak varies in the range of 100–300 amino acids in free-living non-CPR bacteria, and at around 100–200 amino acids in most symbiotic non-CPR bacteria. These results show that the proteins of CPR bacteria are smaller, on average, than those of free-living non-CPR bacteria, like those of symbiotic non-CPR bacteria. We found that ribosomal proteins bL28, uL29, bL32, and bL33 have been lost in CPR bacteria in a taxonomic lineage-specific manner. Moreover, the sequences of approximately half of all ribosomal proteins of CPR differ, in part, from those of non-CPR bacteria, with missing regions or specifically added regions. We also found that several regions in the 16S, 23S, and 5S rRNAs of CPR bacteria are lacking, which presumably caused that the total predicted lengths of the three rRNAs of CPR bacteria are smaller than those of non-CPR bacteria. The regions missing in the CPR ribosomal proteins and rRNAs are located near the surface of the ribosome, and some are close to one another. These observations suggest that ribosomes are smaller in CPR bacteria than those in free-living non-CPR bacteria, with simplified surface structures.

  • Distinct Expansion of Group II Introns During Evolution of Prokaryotes and Possible Factors Involved in Its Regulation

    Masahiro C. Miura, Shohei Nagata, Satoshi Tamaki, Masaru Tomita, and Akio Kanai

    Frontiers in Microbiology (Frontiers Media SA)  13   849080 2022年02月

    研究論文(学術雑誌), 最終著者, 責任著者, 査読有り

  • Proteomic and metabolomic analyses uncover sex-specific regulatory pathways in mouse fetal germline differentiation

    Hayashi Y., Mori M., Igarashi K., Tanaka K., Takehara A., Ito-Matsuoka Y., Kanai A., Yaegashi N., Soga T., Matsui Y.

    Biology of Reproduction (Biology of Reproduction)  103 ( 4 ) 717 - 735 2020年07月

    研究論文(学術雑誌), 査読有り,  ISSN  00063363

     概要を見る

    Regulatory mechanisms of germline differentiation have generally been explained via the function of signaling pathways, transcription factors, and epigenetic regulation; however, little is known regarding proteomic and metabolomic regulation and their contribution to germ cell development. Here, we conducted integrated proteomic and metabolomic analyses of fetal germ cells in mice on embryonic day (E)13.5 and E18.5 and demonstrate sex- and developmental stage-dependent changes in these processes. In male germ cells, RNA processing, translation, oxidative phosphorylation, and nucleotide synthesis are dominant in E13.5 and then decline until E18.5, which corresponds to the prolonged cell division and more enhanced hyper-transcription/translation in male primordial germ cells and their subsequent repression. Tricarboxylic acid cycle and one-carbon pathway are consistently upregulated in fetal male germ cells, suggesting their involvement in epigenetic changes preceding in males. Increased protein stability and oxidative phosphorylation during female germ cell differentiation suggests an upregulation of aerobic energy metabolism, which likely contributes to the proteostasis required for oocyte maturation in subsequent stages. The features elucidated in this study shed light on the unrevealed mechanisms of germ cell development.

  • Behavioral and brain-transcriptomic synchronization between the two opponents of a fighting pair of the fish Betta splendens

    Vu T.D., Iwasaki Y., Shigenobu S., Maruko A., Oshima K., Iioka E., Huang C.L., Abe T., Tamaki S., Lin Y.W., Chen C.K., Lu M.Y., Hojo M., Wang H.V., Tzeng S.F., Huang H.J., Kanai A., Gojobori T., Chiang T.Y., Sun H.S., Li W.H., Okada N.

    PLoS Genetics (PLoS Genetics)  16 ( 6 )  2020年06月

    研究論文(学術雑誌), 査読有り,  ISSN  15537390

     概要を見る

    Conspecific male animals fight for resources such as food and mating opportunities but typically stop fighting after assessing their relative fighting abilities to avoid serious injuries. Physiologically, how the fighting behavior is controlled remains unknown. Using the fighting fish Betta splendens, we studied behavioral and brain-transcriptomic changes during the fight between the two opponents. At the behavioral level, surface-breathing, and biting/striking occurred only during intervals between mouth-locking. Eventually, the behaviors of the two opponents became synchronized, with each pair showing a unique behavioral pattern. At the physiological level, we examined the expression patterns of 23,306 brain transcripts using RNA-sequencing data from brains of fighting pairs after a 20-min (D20) and a 60-min (D60) fight. The two opponents in each D60 fighting pair showed a strong gene expression correlation, whereas those in D20 fighting pairs showed a weak correlation. Moreover, each fighting pair in the D60 group showed pair-specific gene expression patterns in a grade of membership analysis (GoM) and were grouped as a pair in the heatmap clustering. The observed pair-specific individualization in brain-transcriptomic synchronization (PIBS) suggested that this synchronization provides a physiological basis for the behavioral synchronization. An analysis using the synchronized genes in fighting pairs of the D60 group found genes enriched for ion transport, synaptic function, and learning and memory. Brain-transcriptomic synchronization could be a general phenomenon and may provide a new cornerstone with which to investigate coordinating and sustaining social interactions between two interacting partners of vertebrates.

  • Editorial: Current Advances in the Research of RNA Regulatory Enzymes

    Kanai, A. and Yoshihisa, T.

    Frontiers in Genetics (Frontiers)  10 ( 973 )  2019年10月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

総説・解説等 【 表示 / 非表示

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競争的研究費の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 微生物生態系による原子炉内物体の腐食・変質に関する評価研究

    2019年10月
    -
    2020年12月

    文部科学省, 英知を結集した原子力科学技術・人材育成事業 国際協力型廃炉研究プログラム(廃炉加速化研究プログラム), 金井昭夫, 補助金,  研究代表者

     研究概要を見る

    高放射能環境でも一部の微生物は繁殖する。また、高放射能に繰り返し曝されることにより、放射能耐性を獲得する。福島第一原子力発電所(1F)事故では、定常的に微生物を含んだ地下水が流れ込んでおり、その内部に微生物群集が形作られている可能性が高い。このことから、1F敷地内外の地下水や放射能汚染水のメタゲノム解析により、それらの微生物群集の実態(生物種の群集構造と発現遺伝子プロファイル)を明らかにする。微生物群集の代謝反応経路を推定することにより、微生物生態系の原子炉内構造物に対する影響を調べ、微生物により燃料デブリや構造材(コンクリート、鉄材など)の腐食・変性が促進される可能性を検討する。それらを基に、微生物群集の制御に関する指針を提案するとともに、定常的な生物環境モニタリングのための拠点形成を進める。

  • 多様性を有するRNAキナーゼの進化情報解析とその情報に基づいた酵素機能の改変

    2017年04月
    -
    2020年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 金井 昭夫, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

  • RNA鎖の連結に関与する酵素群の同定とその性状解析

    2010年04月
    -
    2012年03月

    日本学術振興会, 科研費 , 金井昭夫, 基盤研究(B), 補助金,  研究代表者

受賞 【 表示 / 非表示

  • 「平成29年度『科研費』審査委員」表彰

    金井昭夫, 2017年09月, 独立行政法人 日本学術振興会

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    科学研究費助成事業の審査に関し、有意義な審査意見を付したことによる

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 特別研究プロジェクトB

    2022年度

  • 研究会B

    2022年度

  • 修士研究会

    2022年度

  • 特別研究

    2022年度

  • 卒業プロジェクト2

    2022年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • ゲノム分子生物学1

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

    春学期, 講義

  • 先端分子細胞生物学

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

    秋学期

  • 先端研究 (BI)

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

    秋学期

  • ゲノム分子生物学2

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

    秋学期

  • 概念構築 (BI)

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月

    春学期

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • RNA Society, 

    1999年
    -
    継続中
  • American Association for the Advancement of Science (AAAS)

     
  • American Society for Microbiology (ASM)

     
  • 日本RNA学会 (2021年度 年会長), 

    2012年04月
    -
    継続中
  • 日本分子生物学会

     

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2020年05月
    -
    継続中

    山口大学大学院医学系研究科・客員教授

  • 2010年10月
    -
    継続中

    Frontiers in Genetics (RNA), Editorial Board – Associate Editor

  • 2010年08月
    -
    継続中

    PLOS ONE, Editorial Board - Academic Editor

  • 2010年06月
    -
    継続中

    Frontiers in Microbiology (Virology), Editorial Board - Review Editor