研究内容

生体分子計測技術の開発

代謝計測技術の開発

生物は細胞内の代謝機能を通じて、栄養源である糖(グルコースなど)を分解して生存に必要なエネルギーを取り出し、さらに、新たな細胞を構築するために必要なビルディングブロックを合成しています。この生物機能の基幹システムである中枢代謝の振る舞いを定量化するための機器分析技術を開発します。とくに代謝物濃度、代謝フラックス、酵素タンパク存在量の測定の実現を目指しています。糖分解を担う中枢代謝経路の中間代謝物を高精度に計測する技術を島津製作所と共同で開発し、がん細胞内の中枢代謝経路の流れを詳細に測定することに成功しました。今後も時々刻々と変化する細胞内多階層システムを計測する技術の開発を進め、得られた計測データをビッグデータとして統合し、蓄積、処理、分析活用するための技術開発を行います。

生体システムの解析と改変に関する技術開発

トランスオミクスデータ解析と計算機シミュレーション

細胞内多階層システムから得られた計測データから有益な知識を抽出(マイニング)するには、計測データに潜む規則性や異常性を見出し、生物の表現型と関連して意味づける必要があります。新学術領域「代謝アダプテーションのトランスオミクス解析」計画研究班「薬剤耐性の代謝アダプテーション」に着手し、細胞が殺虫剤、抗がん剤に対して示す環境適応性に背景にある代謝適応機構の解明を目指して、中枢代謝の異なる階層(代謝物濃度、代謝流量、酵素量)のデータを統合した解析を進めています。さらに、産業有用微生物である出芽酵母のエタノール生産能力を支える頑健性を解明するために、計測データに基づく中枢代謝機能の計算機シミュレーションを試みています。

生命システムの大規模改変技術の開発

近年、ゲノム改変などの遺伝子工学技術の発展によって、人間は生命システムのもつ情報を自由に改変できるようになっています。しかし、これまでの技術で改変できるのゲノム情報のごく一部に限られています。さらに生命システムの持つ情報はゲノムだけではなく、細胞質の化合物組成や脂質膜組成など他にも様々ありますが、これらを改変したり制御したりすることは未だにできません。そこで私達のグループでは、上記の代謝計測技術やトランスオミクスデータ解析技術を用いることにより、生命システム全体を大規模に改変し制御する技術の開発を行っています。