創域理工学研究科 生命生物科学専攻

［専攻］微生物学、分子遺伝学　［指導教員］鎌倉 高志 教授　［キーワード］微生物遺伝子の機能解明
［テーマ例］❶真菌の分化関連遺伝子の研究 ❷真菌に対する各種薬剤の作用 ❸新規乳酸菌の特徴的な代謝に関わる遺伝子の研究

真菌（カビの仲間）等の真核微生物は、複雑な多細胞生物より小さな染色体を持ち、分子生物学的な解析が容易でありながら、真核生物の基本機能をほぼ完全にそろえている研究材料です。この材料を用いて、いまだ明らかにされていない基本生命現象の解明を目指しています。また、細菌や真菌などの微生物に固有の能力を研究することにより、それらの能力をどのように獲得したのかという問題にも取り組んでいます。

［専攻］植物分子生理学、細胞生物学　［指導教員］朽津 和幸 教授　［キーワード］植物免疫,環境応答,生体情報処理
［テーマ例］❶環境ストレスや病原菌感染に対する植物の応答機構の解明 ❷細胞内、細胞間の情報の処理・伝達のバイオイメージング ❸植物の免疫力を高める新規手法の開発

地球環境･食糧･エネルギー問題の解決のためには、植物の生き様の理解が鍵となります。本研究室では、ゲノム情報に基づく分子遺伝学、生物機能を生きたまま非破壊的に解析する分子生理学、情報分子の動態を可視化するバイオイメージング技術などを活用しながら、植物が外界を認識し、情報を処理、伝達する仕組みを分子レベルで解明することに挑戦し、病気に強く低農薬で栽培できる、環境ストレスに強い、環境を浄化できる植物の作出・栽培など、新世代のバイオテクノロジーの展開を目指した基礎研究を進めています。

［専攻］生物有機化学　［指導教員］倉持 幸司 教授　［キーワード］ケミカルバイオロジー,天然物化学,有機合成化学
［テーマ例］❶天然物をリード化合物とした医薬・農薬の開発 ❷アフィニティービーズを用いた医薬・農薬の作用機構解析 ❸天然物の生合成経路の有機化学的検証

化学的手法によって生命現象を解明するケミカルバイオロジーは世界中で急速に発展しています。これはひとえに、生命の諸現象を分子レベルで解明することが生命科学の進歩ひいては人類の健康増進に不可欠と考えられ、生命科学の基盤としての化学の重要性がこれまで以上に認識されるようになったためにほかなりません。本研究室では、自ら合成した化合物を、生命現象を解明するための道具に利用し、生命の諸現象を分子レベルで明らかにすることを目指します。

［専攻］分子生物学、細胞生物学、遺伝学　［指導教員］定家 真人 准教授　［キーワード］がんの脆弱性の探索とがん抑制手法の開発
［テーマ例］❶がん細胞が必要としている、テロメアや染色体の維持機構を邪魔する薬剤や方法を見つける ❷がん細胞だけを狙い撃ちできるような遺伝子変異を探す ❸細胞の老化に関わる分子や現象をつきとめる

がんは生体内の環境に適応し、増殖や生存を維持します。近年、がんの特徴を明らかにする研究が進み、治療法の開発につなげられてきていますが、がんのなかにはまだ特別な治療法が存在しないものもあります。当研究室では、基礎生物学的手法を用いてがんの弱点を見つけ出し、がんの治療標的（分子・経路）の発見と、治療法の開発につなげることを目標とした研究を進めています。がん抑制のために、標的細胞を死へ誘導する方法だけではなく、老化させる方法をつかう取り組みも行っています。

［専攻］生化学　［指導教員］中島 将博 准教授　［キーワード］タンパク質科学
［テーマ例］❶新しい反応を行う酵素の探索 ❷酵素の立体構造解析 ❸酵素の反応メカニズムの解明

タンパク質は生命現象に不可欠な分子であり、その種類も豊富です。タンパク質の働きはその三次元的な構造が決めていますが、この“構造”は未だに正確には分からない複雑かつ精巧なメカニズムで組み上げられています。私たちはこのメカニズムの解明に向け、特に「酵素」という化学反応を触媒するタンパク質群を題材として、新しい機能を持つ酵素の探索やX線などを用いたタンパク質の構造解析を行っています。

［専攻］細胞生物学、脂質生物学　［指導教員］中村 由和 准教授　［キーワード］細胞膜脂質の生理的、病理的役割の解明
［テーマ例］❶細胞膜脂質の異常を示すマウスモデルを用いた疾患発症機構の解明 ❷細胞膜脂質による細胞個性決定機構の解明 ❸細胞膜脂質を操作する方法の開発

細胞を包む細胞膜は細胞内外の物質輸送や細胞外刺激の細胞内への伝達など大事な働きを持っています。そのため細胞膜に異常が生じると細胞の様々な機能が乱れ、疾患の発症に繋がってしまいます。本研究室は細胞膜の異常と疾患の関連を理解し、細胞膜の正常化による疾患の克服を目指した研究を進めています。

［専攻］分子神経科学、神経情報科学　［指導教員］古市 貞一 教授　［キーワード］脳の発達とその障害および記憶や認知の分子・細胞・神経基盤の研究, 脳発達遺伝子のデータベース開発
［テーマ例］❶シナプスや神経回路の発達と機能に関連する遺伝子機能と細胞動態の研究 ❷精神神経疾患マウスモデルを利用した疾患発症機序の研究 ❸脳遺伝子発現のデータベース化とニューロインフォマティクス研究

心や行動を生み出す脳の複雑で精緻な神経ネットワークは、どのようにして発達し機能するのでしょうか。本研究室では、脳の正常な発達と記憶や認知などの脳機能、およびその異常によって生じる精神神経疾患や認知障害について、遺伝子やタンパク質などの分子レベルからマウスモデルなどを利用した行動レベルまで、多次元で異分野融合型の研究アプローチを駆使することで研究しています。また、脳遺伝子発現データベースの開発をはじめとする神経情報科学の研究も行っています。

［専攻］応用生物化学、生物化学工学　［指導教員］古屋 俊樹 准教授　［キーワード］微生物工学,酵素工学,生物環境化学
［テーマ例］❶新規微生物・酵素の探索と機能の解明 ❷微生物・酵素機能を活用した有用物質生産 ❸微生物・酵素機能を活用した環境浄化

土１gには約１億、ヒトの腸内には約100兆も存在する微生物は、生態系や生体内において重要な役割を担っているにもかかわらず、機能が明らかにされている微生物はごくわずかです。本研究室は、この微生物の無限の可能性に問いかけ、新規微生物・酵素の発見や機能の解明、さらには「有用物質生産」や「環境浄化」への応用を目的として研究に取り組んでいます。

［専攻］エピゲノム動態学　［指導教員］前澤 創 准教授　［キーワード］生殖科学,イメージング,エピジェネティクス,クロマチン動態,トランスオミクス
［テーマ例］❶トランスオミクス技術を用いた精子形成の統合的理解 ❷精巣における温度感受性の解明 ❸減数分裂期開始機構の解明

個体発生や細胞分化は、DNAに刻まれた遺伝情報を必要に応じて取り出すことにより制御されています。DNAやヒストンに付いている目印「エピゲノム」によって、使われる遺伝子が決まります。私達は、生命の連続性を担う重要な細胞である、「生殖細胞」のエピゲノム制御機構の解明を目指しています。生殖細胞のエピゲノムは、生物の世代継承にも大きな役割を担っています。また、本研究成果による生殖医療への応用が期待されています。

［専攻］ナノバイオサイエンス、生物物理学、生化学　［指導教員］政池 知子 准教授　［キーワード］分子・細胞の１単位計測,構造変化・反応・機能の相関生物学
［テーマ例］❶モータータンパク質F1-ATPaseの1分子構造変化観察 ❷気管上皮生細胞の繊毛運動の3次元解析 ❸高感度リン酸バイオセンサーデバイスによる1分子酵素反応測定

１酵素分子から１細胞まで、各生物学的階層の単位構造が機能を発揮する仕組みを解明するのが目標です。改造型顕微鏡を駆使した動画撮影と生化学測定により、構造変化・反応・機能の因果関係を時空間軸と定量性のある物語として理解します。これらの研究を通じて、呼吸器疾患の解明や高感度バイオデバイスの開発にも繋げます。

［専攻］発生生物学　［指導教員］和田 直之 教授　［キーワード］頭顔面や手足の形成・再生
［テーマ例］❶頭部や顔面の形態形成 ❷手足の形成と細胞・組織間相互作用 ❸ゼブラフィッシュの硬組織再生

脊椎動物の「骨格の形」は実に様々です。これは骨格を作る細胞群の挙動（移動や接着、増殖、分化など）が、発生の時期や場所に応じて変化するためです。同じようなしくみは、器官が再生される過程でも働くと考えられています。本研究室では、骨格の発生や再生過程で細胞の挙動を調節するしくみについて、遺伝子から組織に至る多面的な視点から解析しています。このような研究により、多様な形ができる仕組みを理解でき、さらに先天性形態異常の原因解明や、骨格の再生を促す知見が得られると考えています。

［専攻］分子細胞生物学、植物生理学、進化発生生物学　［指導教員］西浜 竜一 教授　［キーワード］細胞増殖、植物幹細胞、植物分化全能性、光環境応答、シグナル伝達
［テーマ例］❶光合成からのシグナルによる成長制御機構の研究　❷植物幹細胞の確立・維持機構に関する研究　❸植物細胞リプログラミングの分子機構

光合成という宿命をもつ植物は、光合成を最適化するための成長調節様式を進化の過程で獲得してきました。その仕組みを理解することは、地球規模の諸問題の解決に大きく貢献します。単一の共通祖先から進化した陸上植物は、遺伝子セットや機能制御機構を共有しています。本研究室では、初期に分岐したコケ植物に属し、モデル生物でもあるゼニゴケを主に用いて、遺伝子改変技術やオミクス解析を駆使しながら、光合成と調和した成長や発生の調節機構を解き明かす研究を行っています。

［専攻］脳・神経科学、微細形態　［指導教員］萩原 明 准教授　［キーワード］神経・シナプス伝達機構と制御
［テーマ例］❶脳内における神経ネットワークの形態学的解析　❷神経伝達を制御する光遺伝学とマウスの行動解析　❸電子顕微鏡による微細構造の観察

脳は様々な外的刺激の入力を受け、その情報を統合し、再び行動として出力します。脳を構成する神経細胞は、情報伝達の基本ユニットとなるシナプスを介した神経回路網を形成し、伝達と統合を行うことで脳の機能を制御しています。本研究室では、シナプスを中心として神経ネットワークの形態、生理機能を解析し、脳がもつ様々な機能の理解を深め、また神経精神疾患の原因解明や治療法の開発に貢献することを目指します。