先進工学研究科 生命システム工学専攻

［専攻］分子生態学　［指導教員］有村 源一郎 教授　［キーワード］遺伝子工学,エコロジー,生理学
［テーマ例］❶植物の病害虫応答機構の解明 ❷植物のケミカルコミュニケーションの分子基盤の解明 ❸健康に役立つ植物成分サプリメントの開発

生物は他の生物と相互作用することで多様な進化を遂げてきました。本研究室では、生物が他の生物を認識するメカニズムを明らかにするため、最先端の遺伝子工学とエコロジーを融合した研究に取り組んでいます。植物の防御応答を誘導する情報因子（エリシターや植物の香り）が植物の防御やコミュニケーションに如何に機能するか？これらを解き明かすことで、食料・環境問題に活路を見出します。

［専攻］ゲノム工学　［指導教員］近藤 周 准教授　［キーワード］遺伝子工学,ゲノム生物学
［テーマ例］❶網羅的遺伝子ノックアウトによるゲノム機能解析　❷動物ゲノムの人工合成を可能にする巨大DNA構築技術の開発　❸ショウジョウバエを用いたヒト疾患モデルの開発

私たち人間を含むすべての生物は、染色体DNAに書き込まれたゲノム情報を基にして、生命の発生と維持に関わる様々な機能を実行しています。私たちの研究室では、ショウジョウバエを用いてゲノム中の遺伝子の機能を網羅的に解析し、ゲノムが働く仕組みの解明を進めています。また、ゲノムを人工的に設計・合成し、有用な生物を作出するための基盤技術開発も行っています。

［専攻］ゲノム工学　［指導教員］清水 公徳 教授　［キーワード］微生物遺伝学,遺伝子工学,応用真菌学
［テーマ例］❶物質生産に関与する転写因子活性制御機構の解明　❷真菌遺伝子およびタンパク質機能解析ツールの開発　❸有用未知微生物の発掘

地球上にはさまざまな微生物が生息し、いろいろな形でわれわれの生活に深く関わっています。本研究室では、これらの微生物機能を制御することが人間生活に役立つと考え、遺伝学や分子生物学手法を駆使して研究を進めています。また、未知微生物は数百万種ともいわれ、われわれが認識している生物種の数十倍以上と見積もられており、これらの発掘を通じて、微生物機能の開発を多面的に推進することを目指しています。

［専攻］機生体高分子工学　［指導教員］白石 充典 准教授　［キーワード］タンパク質工学,生物物理学,構造生物学
［テーマ例］❶Gタンパク質共役型受容体の構造機能解明　❷疾患関連タンパク質に対する新規抗体分子の創製　❸バイオ医薬・診断薬に向けたタンパク質の高機能化

病気の多くは体内のタンパク質が異常に働くことで引き起こされます。私たちはこのようなタンパク質分子（主として細胞表面受容体）の構造や機能を分子・原子レベルで明らかにし、より良い薬の設計につなげることを目指しています。また抗体分子に関する研究も行っており、医薬や診断薬としての応用を目指しています。

［専攻］発生・再生工学　［指導教員］瀬木（西田） 恵里 教授　［キーワード］生体機能学・病態生理学・神経薬理学
［テーマ例］❶うつ病の病態メカニズム解明　❷海馬におけるうつ治療標的の同定　❸痛覚によるストレス応答増幅メカニズムの解明

生体を一つの調節機構と捉え、分子から細胞・組織・生体までの相互作用解明を目指します。うつ病モデルやうつ治療モデルを用いて、新たな治療標的の同定を目指しています。さらに、標的とする遺伝子の発現制御を行うことで、神経機能における分子の役割の解明を行います。これにより、これまでに知られていない脳機能の制御メカニズムの一端を明らかにするとともに、精神疾患の治療分子標的の同定も試みます。

［専攻］植物分子生物学　［指導教員］高橋 史憲 准教授　［キーワード］分子生物学,遺伝子工学,分子育種
［テーマ例］❶植物の環境ストレス応答機構の解明　❷離れた器官間をつなぐ長距離シグナル伝達の解明　❸環境ストレス耐性作物の開発

ヒトを含むすべての生物は、植物なしでは生きていけません。本研究室では、植物が環境ストレスに応答する際に重要な遺伝子群を探索し、分子・細胞・個体レベルでの機能について研究しています。特に、脳や神経を持たない植物における、環境ストレスの認識・適応メカニズムの解明を進めています。さらに基礎的な研究成果を、作物の品質改善や生産性向上に応用すべく、環境ストレス耐性作物の開発にも取り組んでいます。

［専攻］生体物質化学 ［指導教員］田村 浩二 教授　［キーワード］進化生命化学,RNA科学
［テーマ例］❶遺伝暗号の分子論的基礎づけ　❷リボザイムの機能解明　❸RNAとタンパク質の起源と進化

RNAとアミノ酸の対応関係である「遺伝暗号」は、すべての生命体に共通に存在するアルゴリズムであり、生命体の本質や構成原理に関わっています。本研究室では、遺伝暗号の起源と成立原理を解明することで、生命の起源の謎に迫っています。また、触媒機能を有するRNAの開発などの、ナノテクノロジーの創出にもつながる研究も指向しています。さらに、L-アミノ酸のみが使われている生物界の非対称性の謎の研究や、遺伝暗号を利用した新規タンパク質の合成へ向けた基礎研究も行っています。

［専攻］細胞生物学　［指導教員］十島 二朗 教授［キーワード］細胞内物質輸送,細胞増殖制御
［テーマ例］❶医薬品の主要な標的分子であるGタンパク質共役受容体の活性制御機構の解析　❷細胞増殖の制御機構とがん化に関する研究（エンドサイトーシスによる調節機構）　❸創薬の標的としてのプロトン輸送体の研究（細胞内pHの制御機構の研究）

医薬モデル生物工学はモデル生物を用いて得られた研究成果を、病気の原因解明や医薬品の開発につなげていく研究です。私たちの研究室では、人間の細胞に類似した機能を持つモデル生物である出芽酵母を用いて、医薬品の主要な標的分子であるGタンパク質共役受容体や、がん疾患の治療薬として期待されるプロトン（H＋）輸送体の研究を行っています。また、病原体の排除や、ウィルス感染に関わるエンドサイトーシスの研究を行っています。

［専攻］生体高分子工学 ［指導教員］西野 達哉 教授［キーワード］染色体工学,タンパク質工学,構造生物学
［テーマ例］❶遺伝情報の維持継承に関与するタンパク質の立体構造解析　❷がんや遺伝病に関与するタンパク質の立体構造解析　❸立体構造をもとにした新規プラスティック分解酵素のデザイン

生命現象に必須なタンパク質は、特定の形によって機能を発揮します。遺伝情報の維持伝達や小分子の代謝を行う酵素まで、様々なものが存在し、その異常はがんや遺伝病など様々な病気につながります。私達の研究室では、タンパク質の立体構造を手掛かりに、生体内での機能を明らかにします。また、プラスチックなど環境に影響を与える高分子を分解する新規酵素をデザインし、世の中に役立つタンパク質を作り出すことを目指します。

［専攻］免疫学　［指導教員］西山 千春 教授　［キーワード］分子生物学,ゲノム医科学,応用生命工学
［テーマ例］❶アレルギーや自己免疫疾患の発症機序解明　❷幹細胞から免疫系細胞分化における遺伝子発現制御機構の解明　❸食品や腸内細菌代謝副産物による免疫応答調節

免疫は私たちの体を感染から守るために本来備わっている機能ですが、アレルギーや自己免疫疾患、移植、がんなど、さまざまな病態と関わります。免疫応答を司る細胞たちが機能を発現する仕組みを解き明かすべく、遺伝子、分子、細胞、マウス個体、ヒト検体、と多様な視点で取り組んでいます。学生の皆さんに研究の面白さ、醍醐味を経験してもらえるよう、楽しみながらもしっかり研究していきたいと思います。

［専攻］発生内分泌学 ［指導教員］宮川 信一 准教授［キーワード］発生生物学,内分泌学,環境生物学
［テーマ例］❶生殖器官の発生・分化・疾患に関する研究　❷内分泌かく乱物質の作用メカニズムの解明　❸環境に依存する性決定メカニズムの解明

脊椎動物の生殖や性決定に関して、環境から受ける影響を加味し、発生生物学・内分泌学・環境生物学の見地から研究を行っています。実験材料はマウスのほか、動物の性決定や生殖戦略の多様性を鑑み、魚類や爬虫類など野生生物も対象とし、分子から生体レベルまでの総合的な研究視野から研究を行っています。

［専攻］有機化学 ［指導教員］吉田 優 准教授［キーワード］有機合成化学・ケミカルバイオロジー
［テーマ例］❶高効率分子連結法の開発　❷炭寿命化学種を利用した有機化学反応に関する研究　❸ 典型元素を利用した有機合成手法の開拓

有機化学は、ライフサイエンス研究を支える基盤技術のひとつです。私たちは、ライフサイエンスを加速させる、独創的な有機化学反応の創出を目指して研究に取り組んでいます。特に、学生の皆さんの個性を発揮しながら、生体分子に機能付与できる手法や医薬品創製などに役立つ反応を開発しています。研究の中で出会う、有機化学の可能性を大きく拡げる発見を、学生の皆さんと一緒に楽しみながら未来を切り拓きたいと考えています。