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講座紹介

酵素化学工学講座HP 

浅野泰久 教授、日比慎 准教授、松井大亮 助教
研究分野:タンパク質工学、応用微生物学、生物情報工学、有機化学
研究内容: 酵素を用いる物質転換法は温和な条件下で行われ、環境に優しく省エネルギーに役立ちます。また医療の場においても酵素を用いる各種疾病の簡易・迅速な診断方法が近年注目を集めています。酵素触媒をこれらの目的に利用するために、新しい微生物・動植物酵素の探索、酵素の構造情報を利用した酵素の改変および探索、ゲノム情報を駆使した組換え酵素発現技術、酵素による生体物質の検出、基質の有機合成などの研究を行っています。 これまでERATO「浅野酵素活性分子プロジェクト」などにおいてバイオテクノロジーを牽引する大きな成果を挙げており、現在も「動植物酵素の異種宿主における可溶性発現技術の開発とそれらの有用物質生産への利用」が科学研究費・基盤研究(S)に採択されています。動・植物を酵素探索の対象として開拓し、さらにタンパク質・酵素の高次構造を情報科学の側面から解析し、異種タンパク質・酵素の可溶性発現や酵素探索に用いる新しいタンパク質工学技術を開発しています。

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応用生物プロセス学講座HP 

伊藤伸哉 教授、牧野祥嗣 講師、戸田弘 講師
研究分野:遺伝子工学の最新技術や酵素および微生物細胞の触媒機能を利用し、医薬品、機能性食品素材などの有用物質を高効率で生産するバイオプロセス(微生物などによる有用物質生産)を研究する。
研究内容: バイオプロセスは、主に微生物を用いる有用物質の生産技術のことであり、抗生物質やアミノ酸などの生理活性物質の発酵生産を中心に発展してきた。この中でも、酵素、微生物細胞を触媒として用いる有用物質生産は、省エネルギー、環境調和型の有機合成法としてグリーンケミストリーの重要な一分野となっている。本研究室では、こうした生体触媒によるアルコールやエポキシド等の光学活性体や機能性食品素材の生産、抗体などの機能性蛋白質のバイオプロセス生産法について、基礎と応用の面から研究する。特に、多様な生物由来の新規生体触媒反応の探索と解析、酵素や抗体などの機能性蛋白質の蛋白質工学的改良、バイオプロセスのリアクター化について検討する。また、物質生産の視点から、有用酵素遺伝子のメタゲノムからの効率的探索技術の開発、有機溶媒耐性微生物の宿主-ベクター系の開発、宿主の代謝機能の改変など最新の遺伝子工学の手法や技術についても研究を行う。

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微生物工学講座HP 

五十嵐康弘 教授、奥直也 講師、春成円十朗 助教
研究分野:天然物化学、応用微生物学
研究内容: 天然物は医薬や農薬の重要かつ豊富な探索源である。生物の創り出す低分子有機化合物は人工的な合成化合物とは異質の構造多様性を有し,その構造的特徴を人為的に創出することは今日においても困難である。天然物はそれ自体が医農薬として実用化されているのみならず,その構造をヒントとして新薬が開発された例も少なくない。本研究室では,国内外の企業や研究機関と共同で世界各地から多様な微生物種を入手し,それらの生産物の構造解析を通じて,創薬に役立つ新規天然物の探索ならびに提供を行うと共に,微生物二次代謝の多様性を解明することを目指している。特に近年は,これまで蓄積してきた分離精製や構造解析技術のノウハウを生かして,抗生物質や抗癌剤など医薬開発のシーズとなる新規化合物の発見を目的に,調査報告が皆無もしくは乏しい未利用微生物種,例えば海洋微生物,好熱性細菌,希少放線菌等の微生物群からの新規生理活性物質探索に注力している。

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生物有機化学講座HP 

占部大介 教授、岸本崇生 准教授、深谷圭介 助教
研究分野:有機合成化学、計算化学、天然物化学、生物有機化学、木質化学
研究内容: 私たちの研究室では、有機合成化学と計算化学を基盤技術とした、生物活性物質の合成と設計に関する研究を行っています。天然に存在する重要な生物活性を有する有機化合物(天然物)を研究対象として設定し、効率的な分子構築法の開発と構造・配座活性相関による機能解析、合理的な分子設計により、医農薬品のシーズとなる有用分子の創製を目指します。さらに、地球温暖化防止のため、再生産可能な資源である木質バイオマス(セルロース、ヘミセルロース、リグニン)の成分分離法の開発や有用物質への変換を目指した研究も行っています。

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機能性食品工学講座HP 

生城真一 教授、鎌倉昌樹 講師、西川美宇 助教
研究分野:機能性食品工学、遺伝子工学、生化学、異物薬物代謝、分子遺伝学
研究内容: これからの超高齢化社会において、健康の維持・増進及び改善・予防に繋がる機能性食品の開発は社会的な要請の高い研究課題です。当研究室では、生理活性物質や食品中機能性成分の生理作用メカニズム及びヒト体内における代謝を解明することにより、機能性食品の開発に役立つ研究をしています。とくに、生体分子レベルから個体レベルにおける現象を解明するために、遺伝子工学から動物実験までさまざまな角度からの解析手法を用いています。(1)食品中機能性成分代謝に関与する酵素の構造と機能の解析およびその応用:異物代謝酵素によるポリフェノールなどの食品成分の代謝予測により機能性食品開発に貢献しています(2)モデル生物を用いた研究:生物の体サイズ、生殖機能、寿命の制御シグナルの解析:ショウジョウバエやミツバチを対象として、個体のサイズ、生殖機能、寿命の制御に関与するシグナルが食品や生育環境の変化によってどのような影響を受けるかについて解析し、機能性食品開発に貢献しています。

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植物機能工学講座HP 

加藤康夫 教授、野村泰治 准教授、北岡直樹 助教
研究分野:生化学、有機化学、植物細胞工学、分析化学、分子生物学の融合領域
研究内容: 植物機能工学講座では、「二次代謝」や「分化全能性」という植物に特有の機能に着目し、生物工学における各分野の技術を複合的に用いて、基礎から応用までの幅広い研究を行っています。すなわち、植物がどのように、そして何のために多様な二次代謝産物を作り出しているのかを解明し(基礎研究)、酵素や植物培養細胞を用いて、ヒトにとって有用な植物二次代謝産物を効率的に生産する技術の開発(応用研究)を行っています。  具体的には、植物二次代謝産物の、1) 代謝関連酵素の精製、酵素遺伝子単離、酵素機能解明と改変、酵素の分子進化機構の解明、2) 生合成経路の解明、3) 生理学的存在意義の解明、4) 探索(単離、構造解析)、5)植物培養細胞を用いた生産、の5つを柱とし、それ以外にも機能性脂質を効率よく生産する高機能な緑藻の探索を進めています。このような研究によって得られた成果が、医農薬、化粧品、化成品、食品などの様々な分野で実用化されることを目指して日夜研究に励んでいます。

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応用生物情報学講座HP 

西田洋巳 教授、大島拓 准教授、高橋裕里香 助教
研究分野:微生物科学、ゲノム科学、細胞工学、バイオインフォマティクス
研究内容: 「生物情報=DNA」と考えて、研究を行っています。DNAは細胞の中において、転写されRNAとなり、翻訳されてタンパク質になります(セントラルドグマ)。しかし、異なる生物種由来のDNAは一般的には、細胞内で機能しません。他方、生物進化の過程において、DNAは水平伝播によって異なる生物種間を移動しています。また、海水、河川、土壌などいかなる環境においても、細胞外にも多くの種類のDNAが存在しています。生物進化はゲノムDNAの変化(進化、多様化)によって導かれてきました。DNAにおける変化は、点突然変異だけではなく、遺伝情報の水平伝播によるダイナミックな変化が生物進化に大きな影響を与えてきました。このような背景により、本研究室では、化合物であるDNAがどのような条件のもと、生物情報として機能するかについて、真正面から取り組んでいます。

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製薬化学工学部門(専攻のみ)

中島範行 教授、村上達也 教授竹井敏 教授小山靖人 准教授、大坂一生 准教授、濱田昌弘 講師
研究分野:有機合成化学、計算化学、天然物化学、生物有機化学、木質化学
研究内容: 製薬化学工学部門では、医薬品を安全、安定的に商業スケールで生産できるようにするための研究を行います。さらに、新しい医薬品・生体医工材料や医療デバイスの開発、「必要な薬を必要な時間、適切な場所」に届けることを可能にする技術であるDDS(ドラッグデリバリーシステム)の開発を目指し、以下のような研究に取り組んでいます。
・有機合成化学を基盤とした、医薬品やその原料となる天然物の合成研究。
・医薬品の安全かつ簡便で副生物のない、環境に配慮した工業的合成法の開発。
・生理活性天然物・生体高分子の有機合成と構造改改変および化合物特性に基づく医薬品・生体医工材料の開発。
・植物を原料とする電子・機能性材料およびナノ加工技術を用いた医療デバイスの開発。

バイオ医薬品工学部門(専攻のみ)

榊利之 教授、米田英伸 教授、長井良憲 教授、磯貝泰弘 准教授、河西文武 講師、安田佳織 助教
研究分野:分子生物学、ドラッグデザイン、薬理学、抗体工学、細胞工学、薬物動態学、免疫学、再生医療工学
研究内容: 現在、抗体医薬品がその市場を拡大しており、新しい抗体医薬品が次々と生み出されています。また、次世代の医薬品として注目されている核酸医薬品やiPS細胞を用いた再生医療など、最先端のバイオテクノロジーを用いた研究が活発に行われています。バイオ医薬品工学部門では医薬品・医療技術の開発を目指し、以下のような研究に取り組んでいます。
・生物情報学や生物物理学・分子生物学の手法を用いたペプチド医薬や新規医薬品製造 酵素の設計と合成。
・医薬品製造酵素や医療用タンパク質の探索、構造と機能の解析、高機能化、および動物培養細胞を用いた糖タンパク質の生産と機能解析。
・自然免疫経路を制御する薬剤の探索や鶏卵を介した新規の抗体医薬品生産方法の開発。
・ゲノム編集技術を用いた疾患モデル動物の作出および創薬・遺伝子治療への応用。
・幹細胞の分化と3次元構築および3次元細胞組織の薬効・安全性評価や再生医療への応用。

 

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