生物が作る微粒子を知る・活用する : 田代 陽介 TASHIRO Yosuke（生物工学）

生体微粒子を利用したナノバイオテクノロジー

2023年3月取材

Chapter 01

細菌が作り出す微粒子の機能を突き止め、疾病・感染の予防へ

私たちの体は30-40兆個のヒト細胞から構成されていますが、皮膚や腸内にはその細胞数よりはるかに多くの細菌（約100兆細胞）が生息しており、人間の健康・疾病に大きく関わっています。 ヒト細胞や細菌からは生体膜で構成された100 nm程の細胞外小胞が産生されており、細胞由来の核酸やタンパク質を他の細胞に伝達する細胞間コミュニケーションの役割を担っています。特に細菌から放出される微粒子「膜小胞」は、上皮細胞や免疫細胞内に侵入し、宿主の免疫誘発や毒性因子運搬の機能を有しており、免疫応答や多くの疾患・感染症に深く関与しています。

しかし、微粒子を高精度に分析・計測する技術は世界的にも発達段階にあり、未だ十分な機能理解と応用には至っていません。

私の研究室では、細菌が形成する膜小胞の生理機能を明らかにし、生体内における微粒子の機能動態をナノレベルで制御することで、疾病・感染予防を目指しています。また、細菌を遺伝子改変することで中身や表層を自由に設計した機能性膜小胞を作製し、ワクチンや薬物送達などに応用するナノバイオテクノロジー研究にも取り組んでいます。

Chapter 02

微生物を研究対象として生命現象を解明し、新たな「芽」を育む

地球上に生命が誕生してから生物は環境変化に耐えながら数十億年間進化を続けてきました。細胞は長年かけて進化し、さまざまな化学反応の場となる物質製造装置です。細菌というわずか 1μm 程度の精密デバイスの中には、その年月の謎がまだたくさん潜んでいます。

あらゆる角度からその生命機能の謎を紐解き、世界で誰も見ていない現象を発見する研究の楽しさを学生には体験してほしいと思っています。私の研究室では、微生物を研究対象として生命現象の根本を解明する基礎研究を通して、新たな応用に向けた「芽」を育んでいきます。そして産業の街・浜松で生物工学を基盤とした新規技術の創出とともに、社会で活躍できる人材の育成を目指しています。

[プロフィール写真]講師 田代 陽介 TASHIRO Yosuke

准教授田代 陽介 TASHIRO Yosuke（生物工学）

1981年７月生まれ、2009年筑波大学大学院生命環境科学研究科博士課程修了、2008年日本学術振興会特別研究員（筑波大学）、2011年日本学術振興会特別研究員（北海道大学、ケンブリッジ大学）、2013年静岡大学大学院工学研究科テニュアトラック助教、2018年静岡大学学術院工学領域講師、2019年～2023年科学技術振興機構さきがけ研究者（兼）、2023年～2025年オックスフォード大学Academic Visitor（兼）、2024年静岡大学学術院⼯学領域准教授
2019年より第４期若手重点研究者、2022年より第５期若手重点研究者

主な研究業績

受賞歴：
  • 日本農芸化学奨励賞（2021年）
  • 東海化学工業会学術賞（2020年）
  • 生物物理学会若手招待講演賞（2017年）
  • Microbes and Environments論文賞（2011年） 等
外部資金獲得状況：
  • 科学研究費補助金基盤研究B「一微粒子解析プラットフォームの構築と細菌膜小胞における多様性の統合的理解」（2024～2026年）
  • 科学研究費補助金国際共同研究加速基金（国際共同研究強化A）「超解像イメージングによる細菌の膜小胞分泌機構解明」（2023～2024年）
  • 科学研究費補助金挑戦的研究（萌芽）「生体内微粒子イメージング：オルガネラを細菌膜小胞に封入する」（2022～2023年）
  • 科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業さきがけ「細菌集合体における膜小胞分泌の分子機構解明」（2019～2022年）
  • 科学研究費補助金基盤研究B「細菌－宿主細胞インターフェースにおける膜小胞を介した感染戦略の機構解明」（2019～2021年）
  • 科学研究費補助金新学術領域研究「細菌の浮揚性を司るガス小胞の構造と運動多様性出現機構の解明」（2015～2016年）
  • 科学研究費補助金若手研究B「微生物分泌性ナノ粒子を用いた標的細胞制御技術の基盤構築」（2015～2016年） 等
委員等：
  • Frontiers in Microbiology Associate Editor（2022年～）
  • Frontiers in Microbiology Review Editor（2017～2021年）
学会等：
  • 日本微生物生態学会大会実行委員（2023年）
  • 日本生物工学会大会実行委員（2023年）
  • 環境バイオテクノロジー学会大会実行委員（2021年）
  • 環境微生物系学会合同大会実行委員（2014年）
  • 日本微生物生態学会若手会幹事代表（2010～2012年）など
国内外の学会誌編集等：
  • 日本農芸化学会和文誌編集委員（2023年）
  • 微生物生態学会和文誌編集委員長（2023年～）
  • 微生物生態学会和文誌編集委員（2019年）
  • 生物工学会バイオミディア委員（2017～2019年）
著書・論文：
  • • Kanno et al., “Identification of genes involved in enhanced membrane vesicle formation in Pseudomonas aeruginosa biofilms: surface sensing facilitates vesiculation.” Front Microbiol 14:1252155 (2023)
  • • Aktar et al., “Incorporation of plasmid DNA into bacterial membrane vesicles by peptidoglycan defects in Escherichia coli.”Front Microbiol 12:747606 (2021)
  • • Takaki et al., “Multilamellar and multivesicular outer membrane vesicles produced by a Buttiauxella agrestis tolB mutant” Appl Environ Microbiol 86:e01131-20 (2020)
  • • Tashiro et al., “Interaction of bacterial membrane vesicles with specific species and their potential for delivery to target cells.” Front Microbiol ８:571 (2017)
  • • Tashiro et al., “Molecular genetic and physical analysis of gas vesicles in buoyant enterobacteria.” Environ Microbiol 18:1264-1276 (2016)

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静岡大学若手重点研究者