日本語版 (PDF: 1.9 MB) - Institute for Integrated Cell

組織再生を可能にする成体幹細胞の胎児期状態化
胎児期の組織幹細胞が活発に増殖し、さまざまな成熟細胞へ
と分化するのに対し、成体幹細胞はおおむね休止状態にあります。
iCeMSは、空間的・時間的に遺伝子発現を制御することによっ
て休止状態の成体幹細胞を胎児期の状態にもどす技術の開発を
めざします。
内在性幹細胞の胎児化
細胞や組織の再生
数で見た iCeMS
iCeMS の未来像
2007 年に採択、設置
◦ 研究者が 186 名、このうち 32 ％が外国人
◦ 研究グループ数は 29
◦
◦
1.1 万㎡の共同ラボ、オフィススペース
◦ケミカルライブラリーに収容された化合物は
◦ 合成された材料は
7 万個
1,500 以上
Institute for Integrated
Cell-Material Sciences
iCeMS
京都大学　物質 — 細胞統合システム拠点
◦ ピアレビューを受け出版された論文は
982 本、このうち 22 ％は
インパクトファクター 10 以上の学術誌に掲載
◦ 開催されたセミナーは 160 回、
このうち 87％が 22 か国からの海外講演者
◦ 世界中に 15 の連携機関
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CO
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Fe
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N
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N
+
S
N
N
N
O
Cl
Eメール：[email protected]
電話：075-753-9753
F a x：075-753-9759
所在地：〒 606-8501　京都市左京区吉田牛ノ宮町
) 6-N
(CH 2
O
海外派遣された若手研究者は
お問い合わせ
N
N M
N
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H
CON
変換
N
N M
N
N
輸送
CO
NH
物質
貯蔵
N
71 名
◦ 企業共同プロジェクト数は 161
◦ 年間補助金 33 億円、
このうち 13 億円は日本政府が出資、
20 億円は外部資金
CH 2
◦ 就業機会と共同研究を増やすために
人工の持続可能なシステム
分離
CO
テムの開発をめざします。
このように細胞に触発さ
れた材料は、環境および
エネルギー問題の解決に
寄与すると考えています。
NH
人類の持続可能な未来は、私たちの生命活動と密接に絡み
合っているガス分子を捕捉、貯蔵、変換する新しい材料によって
実現できます。そのような機能材料を作るうえでのヒントを、生命
体の生物学的デザインから得られると考えました。
たとえば、細胞膜は生きた細胞内で分子を「選択」し、
「凝縮」
させる機能があります。
細胞
iCeMSは大気中に存在
離
する大量のガス分子を分
、分
蔵
換
換
送
貯
変
変
輸
離、濃縮、貯蔵、
変換する
新しい材料を開発し、新
物質化生きた細胞システム
しいエネルギー貯蔵シス
N
細胞に触発されたエネルギー貯蔵材料
CH
iCeMSは成体幹細胞を活性化させ、生殖細胞、心筋細胞、
膵臓β細胞、神経細胞（ニューロン）
などの機能性細胞を再生する
ための新たな化学的手法の確立をめざします。また、さまざまな形
と大きさの体組織や器官の三次元再生を可能とする、新たな合
成方法の開発を探求します。こうしたアプローチにより、損傷した
体組織の再生や病気の治療に貢献することをめざします。
N
胎児化した
幹細胞
S
休止状態の
成体幹細胞
細胞機能を合成化合物で操作する
S
N
N
N
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N
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N
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N
+
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N
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Cl
細胞と細胞、細胞と足場物質との相互作用によって、多細胞
iCeMS がめざすこと
生体ガス分子を制御する多孔性材料
生物の幹細胞から組織分化に至る過程が制御されています。
それらのメカニズムを明らかにし、足場材料（スキャフォールド）
を分子レベルでデザインすることで、脳、心筋、生殖器などの機
Functional Porous Materials
Controlling Bioactive Gases
本拠点の目的は、細胞の化学原理を
理解し、幹細胞をはじめとする細胞の機
能構造を自在に再構築する技術を開発します。
細胞外環境
能を操作する化学物質（Materials for
Extracellular Environment
Cell Control）を創製することです。さら
S
N
N
N
Cl
N+
S
N+
N
に、細胞機能に触発された機能材料
O
N
N
合成細胞接着基質
Cl
O
S
（Cell-Inspired Materials）
を創製します。
N
N
N
Cl
Synthesized Cell Adhesion Substrates
N
+
N
+
O
S
N
N
N
この目的を達成するために、細胞生
Cl
O
物学、化学、物理学の学際融合により、
細胞核
物質と生命の境界である研究領域を掘り
Nucleus
下げ、物質－細胞統合科学という新研
CH
N
2
N
三次元スフェア培養で維持した多能性幹細胞
スフェアの形態
H
究領域を開拓します。
CO
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CO
CO
この分野での世界トップ拠点をめざ
N
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し、国際的かつ学際的な学問で培われ
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た知識と技術は、医薬・環境分野などさ
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Light-Induced Materials
to Control Membrane Functions
Membrane
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Manipulation of Nucleus Information
OH
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光誘起性材料による
細胞膜機能の制御
細胞膜
核インフォメーションの操作
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特定遺伝子発現
のための化合物
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Cell
CO
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N M N
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H
細胞
NHC
O
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N
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N
N
Specific Gene Activation
by DNA-Targeting Molecules
化合物を用いて部分的
に分化したヒトiPS 細
胞のコロニーを蛍光染
色したもの
電子顕微鏡でみた細胞
膜のクラスリン被覆ピット
CH
N
H
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Chromatin
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H
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N
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N
核は、細胞のCentral informationの記憶と演算を
司ります。細胞分化とリプログラミングに伴う核クロマ
チン構造の動的変化と転写制御メカニズムを明らかに
し、光応答性分子や高機能性分子を用いて核内の
情報変換を可視化・操作する技術を開発します。
N
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H
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H
供します。
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H
HN
AC
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まざまな産業に活力と新しい考え方を提
N
H
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NH
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)6 -NM
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3
CON
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Fe
(CH
) -NM
e
細胞膜コンパートメントは情報や物質の選択と濃縮、つまり細
胞膜を介したシグナル変換、エネルギー変換、物質交換を司り
ます。それらの反応機構の解明や利用によって、環境応答性
を有する分子・分子集合体を用いて、光、磁場、熱などにより
変換反応を自在に制御する技術を開発します。

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