アニマルバイオサイエンス学科

齊藤 修（さいとう・おさむ）
Osamu Saitoh

専門分野／分子生物学、神経生物学、生化学

職位：学科長、教授
学位：理学博士（東京大学）

• 東京大学大学院理学研究科博士課程修了
• バーモント大学（米国）医学部、国立精神・神経センター神経研究所、東京都神経科学総合研究所の研究員を歴任。

研究テーマ

（1）脳内信号の調節機構の解明
（2）味覚の情報処理機構の解明
（3）カスミサンショウウオの生態調査と遺伝的系統解析

　細胞表面には、細胞外からのさまざま信号や物質を特異的にキャッチするGPCR(Gタンパク質共役受容体)があって、細胞内に情報が伝えられる。 さらに、細胞は、同じ物質刺激でも、初めてのものか、連続してきたかなど状況に応じて応答性を変化させるシステムを持っている。
　そして、この調節システムが、記憶、刺激への順応・可塑性といった生物現象に結びついていると考えられている。当研究室では、このGPCR調節システムの全貌解明を目指している。

　現在の主な研究プロジェクトは、分子生物学的手法を用いて、GPCR調節が重要な働きを持つ脳神経系のGPCR調節因子を検索し、それらの働きを明らか にする研究、また味覚系にはどのようなGPCR系があり、どんな反応を引き起こして、高等動物の摂食行動が調節されているかを明らかにする研究である。
　これまでに、脳関連では、脳内の信号調節因子のRGS８を発見し、神経の細胞応答を顕著にスピードアップする機能があること、特定の受容体を選んで作用すること、また神経内で分布が調節されていることなどを明らかにし、それらの機構を研究してきた。
　また、味覚については、舌の味らいで味を感じる仕組みについては、近年その機構の概要が明らかにされている。一方、口から入った食物は、胃・腸へと移動 して、消化・吸収が行われる。当然そこにも、どんな食物成分が含まれるかを知るもう一つの仕組みが存在する。しかし、この腸内での成分感知の詳細な機構は まだ多くの謎が残されている。この点について、私たちは、最近、消化器官の小腸の細胞が味物質を感じていて、舌で感じる５基本味全てに反応できる能力を 持っていることを突き止めた。現在、腸の味覚受容体候補遺伝子の探索、腸で味を感じる細胞内情報伝達の仕組み、さらに腸で味を感じた後何が起こるのか研究 を進めている。

Topics of research

Numerous extracellular signals such as hormone, neurotransmitters, tastants, and odor stimulate seven transmembrane-spanning receptors that activate heterotrimeric G proteins. We are studying how extracellular signals activate cells, how each signaling pathway is interacting with each other, and how the strength and duration of signaling are adjusted to achieve an appropriate response in the receptor-G protein system. Especially, we are focusing on the G protein-mediated systems in the brain and the taste percepting cells.

1. There are many G protein signaling pathways which regulate important functions such as neural transmission in the brain. We searched for G protein regulators specifically expressed in neural cells and identified RGS8. Then, we found that RGS8 significantly accelerates both turning on and off of G protein-coupled receptor systems. These acceleration properties of RGS8 are considered to play important roles in the rapid regulation of neural excitability and the cellular responses to short lived-stimulations. Now, we are studying the mechanism for this acceleration function of RGS8 and the RGS8-interacting proteins required for specified functions in the brain.

2. In vertebrates, tastants are detected mainly on the tongue surface. In the past decade, much progress has been made in studies on molecular mechanism of the gustatory system. Cells and receptors for tastants have been identified. In addition to this gustatory system, chemosensory information perceived during the gastric and intestinal phases of digestion is important for the regulation of various gastro-intestinal functions. Recently, we found that the gastrointestinal system can sense all five basic taste stimuli as oral system and demonstrated that the taste receptor signaling similar to the oral taste system might be present. Now, we are studying the molecular mechanisms for the taste signaling in the gastrointestinal system.

主な業績論文等

1. Fukunaga, Y., Kimura, M., and Saitoh, O. NMDA receptor in intestinal enteroendocrine cell, STC-1. Neuroreport 21, 772-776(2010)
2. Fujii, S., Yamazoe, G., Itoh, M., Kubo, Y. and Saitoh, O. Spinophilin inhibits the binding of RGS8 to M1-mAChR but enhances the regulatory function of RGS8. Biochem. Biophys. Res. Comm. 377, 200-204 (2008)
3. Masuho, I., Tateyama, M. and Saitoh, O. Characterization of bitter taste responses of intestinal STC-1 cells. Chem. Senses 30, 281-290 (2005)
4. Saitoh, O., Murata, Y., Odagiri, M., Itoh, M., Itoh, H., Misaka, T. and Kubo, Y. Alternative splicingof RGS8 gene determines inhibitory function of receptor-type specific Gq signaling. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 10138-10143 (2002)
5. Saitoh, O., Kubo, Y., Miyatani, Y., Asano, T., and Nakata, H. RGS8 accelerates G protein-mediated modulation of K+ currents. Nature 390, 525-529(1997)