斉藤研究室（分子細胞修飾学）
平成18年4月に始まった新しい研究室です。斉藤研究室では、細胞の増殖・分化の制御、細胞記憶の維持、細胞極性の制御を、核酸やタンパク質といった生体分子の修飾の観点から読み解き、その理解をタンパク質・染色体・ゲノム・エピゲノム・オルガネラ・細胞工学にまで発展させたいと考えています。生体分子の修飾の重要性は古くから認識されており、決して新しい研究分野ではありません。生化学やシグナル伝達の研究分野においては古くからの中心課題でした。ただ、近年の分子細胞生物学や発生生物学の進展を見るにつけ、生体分子の修飾現象と生命現象をきちんと関連づけて、論理的に、統一的に説明する、そのような学問的な立場があっても良いのではないかと考えるようになってきました。
現在は、生体分子の修飾の中でも、とりわけクロマチンや核膜の機能制御に関わるユビキチン様タンパク質SUMO（スモ）とSUMOによる分子修飾、およびSUMO修飾にリンクする化学修飾群（アセチル化やメチル化）に着目して研究を進めています。SUMO修飾の研究を通じ、エピジェネティックな遺伝子発現制御や細胞の環境応答の分子基盤の理解に貢献したいと考えています。
メンバー
教授 斉藤寿仁
（略歴）
1985年 東北大学農学部農芸化学科卒業
1990年 東北大学大学院農学研究科博士課程後期終了
1989年-1991年 日本学術振興会特別研究員
1990年 The Johns Hopkins Univ., School of Medicine, USA, Postdoctoral Fellow
1993年 The Burnham Institute, USA, Postdoctoral Associate
1994年 National Institutes of Health (NIH), NICHD, USA, Visiting Associate
1998年 The Picower Institute for Medical Research, USA, Principal Investigator
2001年 九州大学大学院医学研究系分子生命専攻細胞工学研究員
2002年 熊本大学発生医学研究センター再建医学部門・助教授
2006年 熊本大学大学院自然科学研究科理学専攻生命科学講座・教授
（関連学会・研究会）
日本分子生物学会、日本生化学会、日本農芸化学会、日本RNA学会、バイオインダストリー協会、米国細胞生物学会、日本エピジェネティクス研究会、SUMO研究会
博士課程
（後期） 宇和田淳介
（前期） 関 大亮
４年生
河崎 梓
笹野貴司
田中新菜
橋口耕太郎
村松みゆき
松元信太郎
研究内容
現在、私達の研究室では、ユビキチン様のタンパク質翻訳後修飾因子SUMOを中心に研究を進めています。SUMO修飾によるタンパク質の機能変換のメカニズム、SUMO修飾システムとその他の分子修飾システムとの関わり合い、そしてSUMO修飾の進化、といった点に着目して研究を進めています。特にSUMO修飾が、DNAやヒストンのメチル化修飾をはじめとするクロマチン修飾システムとどのような関わりを持つのか、あるいは核タンパク質の輸送や品質管理にどのような影響を与えるのかといったことに焦点を当てています。
現在、研究室では大きく分けて４つのプロジェクトが進行中です。
A: SUMO修飾とメチル化修飾の連係による細胞記憶の確立と維持機構の分子基盤の研究
B: SUMO修飾とその他の分子修飾システムによる核リモデリングの研究
C: 発生・分化におけるSUMO修飾の役割の研究
D: SUMOを用いた新規バイオコンジュゲートの研究
一緒に研究を始めませんか
現在、私達と一緒に研究を推進して下さる学部学生・大学院生・ポスドクを募集中です。個々の研究活動をサポートするのはもちろんですが、研究室メンバー全員参加によるセミナーや論文紹介を通じて、分子生物学、生化学、細胞生物学、ゲノム科学、エピジェネティクス、タンパク質・染色体・細胞工学といった学問領域の最先端の知識と技術をラボの構成員すべてで共有します。一緒に研究してみたいと感じた方は、気軽にラボを訪ねてください。
研究室では、卒論研究、修論研究、博士論文研究が日夜継続的に行われているのはもちろんですが、その他、以下のような活動を定期的に、あるいは不定期な形で行っています。
１） Journal Club（毎週１回）：Cell, Nature, Scienceといった一流の論文に触れます。
２） スモクラブ（毎月１回）：SUMO修飾あるいはその他の分子修飾のトピックスに関する論文を読みます。
３） グループミーティング（毎週）：少人数で研究成果や今後の研究計画について発表します。
４） Writing Winning SOTSU-RON（不定期・年３回程度）：卒論の書き方、良い図の作り方、プレゼンのしかたについて、斉藤が極意を伝授します。
５） 研究室行事：花見BBQ（４月）、ビアパーティー（７月）、３年生歓迎会・忘年会（１２月）、卒業生・修了生追い出しコンパ（２月）など。
６） リトリート・研究室旅行（不定期）
斉藤担当の講義と実習
基盤科目・生物学IB（１年生）
展開科目・分子細胞生物学（３年生）
細胞分子生物学演習（３年生）
基礎講読（３年生）
生物多様性学概論（４年生）
特別演習A & B（４年生）
分子細胞生物学I（博士課程前期）
分子細胞生物学II（博士課程後期）
先端科学特別講義（博士課程後期）
いずれも、斉藤の専門である分子生物学＋細胞生物学（分子細胞生物学）を中心とした内容です。分子細胞生物学は、皆さんの体の中で常日頃起こっていることを研究する学問分野ですが、空気がふだん見えないのと同じように、細胞の中で繰り広げられている核酸やタンパク質の動きを実測し正確に理解することは難しく、そのため分子細胞生物学は高度かつ精緻な実験手技を開発し、それらを巧みに用いることで還元論に根ざした独自の学問体系を構築してきました。そのため論理的な思考や記憶力に加えて、柔軟な発想力、そして想像力と物事を抽象化する能力が強く要求される学問分野となっています。斉藤の担当する講義や実習では、分子細胞生物学を合理的かつ批判的に読み解くための理論を学ぶとともに、学んだことを最先端の研究論文に適用して論じる能力を磨くことに力を注いでいます。
欧文論文・総説（過去５年）
特に大学院に進学を考えている方は、早い段階で小さくてもいいですから英文で国際学術誌に論文を一つ創ることをお進めします。論文発表は皆さんの実力を客観的に示す上で大いに役立つと同時に、世界とのコミュニケーション、自然とのコミュニケーションの証でもあります。
S. Tsuruzoe, K. Ishihara, Y. Uchimura, S. Watanabe, Y. Sekita, T. Aoto, H. Saitoh, Y. Yuasa, H. Niwa, M. Kawasuji, H. Baba, M. Nakao. Inhibition of DNA binding of Sox2 by the SUMO conjugation. Biochem Biophys Res Commun. 351, 920-926, 2006.
M. A. Suico, H. Nakamura, Z. Lu, H. Saitoh, T. Shuto, M. Nakao, H. Kai. SUMO Down-regulates the Activity of Elf4/Myeloid Elf-1-like Factor. Biochem. Biophys. Res. Comm., 348, 880-888, 2006.
Y. Uchimura, T. Ichimura, J. Uwada, T. Tachibana, S. Sugahara, M. Nakao, H. Saitoh. Involvement of SUMO modification in MBD1 and MCAF1 mediated heterochromatin formation. J. Biol. Chem., 281, 23180-23190, 2006.
N. Saitoh, Y. Uchimura, T. Tachibana, S. Sugahara, H. Saitoh, M. Nakao. In situ SUMOylation analysis reveals a modulatory role of RanBP2 in the nuclear rim and PML bodies. Exp. Cell Res., 312, 1418-1430, 2006.
H. Motohashi, F. Katsuoka, C. Miyoshi, Y. Uchimura, H. Saitoh, C. Francastel, J.D. Engel, M. Yamamoto. MafG Sumoylation Is Required for Active Transcriptional Repression. Mol. Cell. Biol., 26, 4652-4663, 2006.
D. Baba, N. Maita, J-G. Jee, Y. Uchimura, H. Saitoh, K. Sugasawa, F. Hanaoka, H. Tochio, H. Hiroaki, M. Shirakawa. Crystal Structure of SUMO-3-modified Thymine-DNA Glycosylase. J. Mol. Biol., 359, 137-147. 2006.
D. Baba, N. Maita, J-G. Jee, Y. Uchimura, H. Saitoh, K. Sugasawa, F. Hanaoka, H. Tochio, H. Hiroaki, M. Shirakawa. Structure of SUMO1-conjugated thymine DNA glycosidase provides mechanistic insight into DNA product release and functional protein transfer. Nature, 435,979-982, 2005.
H. Takahashi, S. Hatakeyama, H. Saitoh, K.I. Nakayama. Noncovalent SUMO-1 binding activity of thymine DNA glycosylase (TDG) is required for its SUMO-1 modification and colocalization with the promyelocytic leukemia protein (PML). J. Biol. Chem., 280, 5611-5621, 2005.
A. Pichler, P. Knipscheer, H. Saitoh, T.K. Sixma, F. Melchior. The RanBP2 SUMO E3 ligase is neither HECT nor RING type. Nat. Struct. Mol. Biol., 11, 984-989, 2004.
Y. Uchimura, M. Nakamura, K. Sugasawa, M. Nakao, H. Saitoh. Overproduction of eukaryotic SUMO-1- and SUMO-2-conjugated proteins in Escherichia coli. Anal Biochem., 331, 204-206, 2004.
Y. Uchimura, M. Nakao, H. Saitoh. Generation of SUMO-1 modified proteins in E.coli: towards understanding the biochemistry/structural biology of the SUMO-1 pathway. FEBS Lett., 564, 85-90, 2004.
H. Saitoh. Unraveling the SUMO-2/3 conjugation and de-conjugation pathways. In Sumoylation: Molecular Biology and Biochemistry (Edited by V.G. Wilson), Horizon Scientific Press, 175-208, 2004.
K. Matsuzaki, T. Minami, M. Tojo, Y. Honda, Y. Uchimura, H. Saitoh, H. Yasuda, S. Nagahiro, H. Saya, M. Nakao. Serum response factor is modulated by the SUMO-1 conjugation system. Biochem Biophys Res Commun., 306, 32-38, 2003.
S. Isik, K. Sano, M. Seki, T. Enomoto, H. Saitoh, K. Tsutsui, K. Tsutsui. The SUMO pathway is required for selective degradation of DNA topoisomerase II-induced by a catalytic inhibitor ICRF-193. FEBS Lett., 546, 374-378, 2003.
T. Hayashi, M. Seki, D. Maeda, W. Wang, Y. Kawabe, T. Seki, H. Saitoh, T. Fukagawa, T. Enomoto. Ubc9 is essential for viability of higher eukaryotic cells. Exp. Cell Res. 280, 212-221, 2002.
H. Zang, H. Saitoh, M.J. Matunis. Enzymes of the SUMO modification pathway localize to filaments of the nuclear pore complex. Mol. Cell. Biol., 22, 6498-6508, 2002.
H. Saitoh, M. Dellipizzi, J. Wang. Perturbation of SUMOlation Enzyme Ubc9 by distinct domain within RanBP2/Nup358. J. Biol. Chem., 227, 4755-4763, 2002.
和文総説・解説（過去５年）
斉藤寿仁. SUMOはユビキチンにならぶ細胞機能の修飾因子である, 分子細胞治療, 6, 30-35, 2007.
斉藤寿仁, 内村康寛, 三代剛, 宇和田淳介, 水流添周. SUMOによるクロマチンの修飾制御, 実験医学, 臨時増刊号「エピジェネティクス医科学」, 24, 105-110, 2006.
斉藤寿仁, 内村康寛, 三代剛, 宇和田淳介.SUMO研究の十年：分子構造からエピゲノム制御へ, 蛋白質 核酸 酵素, 臨時増刊号「ユビキチン-プロテアソーム系とオートファジー」 2006
斉藤寿仁, 内村康寛,宇和田淳介, 三代剛.SUMO化酵素によるバイオコンジュゲートおよびポリマーの合成, バイオサイエンスとインダストリー, 64, 92-95, 2006.
三代剛, 斉藤典子, 内村康寛, 宇和田淳介, 中尾光善, 斉藤寿仁.PMLとNPMの機能制御と白血病の分子病態, 血液・腫瘍科, 51, 577-585, 2005.
斉藤寿仁, 内村康寛, 中村秀明, 三浦さき子, 土山幸美. SUMOコードの謎を解く, 実験医学, 23, 1229-1234, 2005.
内村康寛, 斉藤寿仁. ユビキチンファミリーの制御機構, 医学のあゆみ, 211, 30-33, 2004.
水流添周, 内村康寛, 斉藤寿仁. SUMO蛋白質修飾システムのヒト疾患関連性, 医学のあゆみ, 210, 1076-1077, 2004.
斉藤寿仁. SUMO meets ubiquitin, 実験医学, 22, 1260-1266, 2004.
斉藤寿仁. SUMO修飾:タンパク質の新しい機能変換システム, 細胞工学, 22, 996-1002, 2003.
斉藤寿仁, 内村康寛, 藤田英明. ユビキチンファミリーSUMOとタンパク質輸送, 実験医学, 21, 45-50, 2003.
斉藤寿仁. SUMO修飾：タンパク質の新しい機能変換システム, 細胞工学, 22, 996-1002, 2003.
斉藤寿仁. 分岐ペプチド結合によるタンパク質の修飾：見えて来たSUMOシステム, 化学と生物, 40, 618-623, 2002.