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研究内容紹介

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微生物は、成層圏から地下数kmの岩盤まであらゆる環境に生息し、地球環境の創成にも関与しています。多種多様な微生物が環境に生息していますが、ほんの少数のみが病原菌やヒトにとって有用な微生物として認識されています。ほとんどの場合において、どんな機能をもったどんな微生物が生息環境において何をしているのかは不明のままです。

現在、生命に関する多様なデータが大量に得られるようになっています。これらのデータは相互に、また複雑に連携していますが、その基盤となるのはゲノム情報です。私たちは、ゲノム情報を核として、バイオインフォマティクスを駆使し多種多様な情報を結びつけることで、新たな生物学的知見を導こうとしています。私たちの研究室では、

1. 微生物ゲノム解析：主に病原性細菌を対象としたゲノム解析および比較ゲノム解析により、病原因子の特定や進化に関する研究、
2. ヒトメタゲノム解析：細菌叢をまるごとゲノム解析するメタゲノム解析の手法により、腸内、口腔内や皮膚などの細菌叢とヒトとの関係の解明を目指す研究、
3. 環境メタゲノム解析：土壌や河川、海洋などの自然環境中に存在する細菌叢をメタゲノム解析し、環境中の遺伝子プールを明らかにし、遺伝子のダイナミクスの解明を目指す研究、

をテーマとして研究しています。

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研究内容紹介

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生物は、様々な高次機能を発現する多彩な生体分子群を緻密に制御することにより、精巧な生命活動を維持している。多くの生体分子の中でも、タンパク質は最も多様かつ高度な機能を発現する分子である。タンパク質に代表されるこれら生体分子を、我々人類が高機能材料として最大限に利用するためには、単に天然の生体分子を利用するだけでなく、積極的に改良・改造を施したり、あるいは全く新しくデザインしたりして天然の生物機能を超える生体分子群を創出していくことが重要である。我々はこれを「超生物機能材料工学」と位置づけ、独自に開発したタンパク質ユニット合成法や、生体外遺伝情報発現系を利用した進化分子工学的手法等を駆使し、様々な新規超生物機能材料を創出している。その主なターゲットは、細胞機能制御とバイオセンシングである。細胞機能制御では、成長因子、転写因子、細胞外マトリクス等を改造・設計して構築した超生物機能タンパク質材料を利用して、接着、伸展、増殖、分化等、様々な細胞機能を制御し、組織工学・再生医療へのアプローチを図っている。一方、バイオセンシングでは、設計・構築した分子材料・システムを利用して、超高感度バイオセンシングシステム、分子間相互作用解析法、生細胞内の分子計測法等、世界に先駆けて独創的な研究開発を展開している。