研究室紹介

研究室紹介

生命分子工学研究室

教授:春木 満

生命分子の機能向上・新機能付加を行い、健康増進および環境や産業への応用を目指す

seimei_seimeibunsi_2酵素などの生命分子は非常に複雑である一方、優れた機能を色々と持っています。その性質を生かし、健康の増進と持続可能な社会の構築に応用する研究を行っています。たとえば、ペプチドという生命分子を用いて、癌細胞の増殖を抑える方法を探っています。さらに癌細胞をターゲットとして結合するナノ粒子と組み合わせ、癌細胞に選択的に作用する薬剤の開発をめざします。また、バイオエタノール生産に役立つ酵素を進化工学的手法を用いて改良したり、堆肥中の微生物から有用な酵素をみつけることも目指しています。

【主な研究テーマ】
●ペプチド・核酸ライブラリーを用いた新機能分子の創製
●培養細胞を用いた癌や高血圧の予防物質の開発
●クリックケミストリーにより機能性分子を付加したナノ粒子の開発
●進化工学的手法による酵素の活性向上・耐熱化
●高機能性堆肥からの有用バイオマス分解酵素の探索

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酵素学研究室

准教授:平野 展孝

多様な機能を持つ酵素を材料に生命反応を“創る”

seimei_kosogaku生命反応は、多種多様な生体分子の協働作用によって成り立っています。当研究室では、多様な機能を持つ生体分子(酵素)を材料に、新しい生命反応を“創る”ことを目指しています。例えば、様々な生物由来の多様な酵素を用いて、植物バイオマスからのバイオ燃料・化成品製造に役立つ生命反応を創り出すことや、環境・健康に役立つ有用物質を合成する生命反応を創り出すこと、また、それらの生命反応を遺伝子組換え技術によって微生物へ導入することで、環境・健康に役立つ有用物質を生産する微生物を創り出すことを目指しています。

【主な研究テーマ】
●植物バイオマス利用を目的とした酵素の開発
●健康に役立つ物質を合成する酵素の開発
●有用物質生産を目的とした微生物の開発

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ナノバイオ研究室

准教授:齋藤 義雄

バイオとナノテクが融合したバイオナノテク分野の世界最先端研究

seimei_nanobio当研究室でのバイオナノテク分野の研究で、特に力をいれているのは遺伝子診断装置、診断チップ、診断キット等の開発研究で、これからの個人化医療(テーラーメイド医療)には欠かせないものです。例えば、薬が効くか効かないかの個人差は、その人の薬物代謝酵素の遺伝子の違いを調べればたちどころに分かります。このような遺伝子診断を簡便に安く同時多量に行う装置と試薬を、大手民間企業と共同で開発しています。人工DNAをナノテクノロジーの材料とするDNAナノテクノロジーの研究も精力的に行っています。

【主な研究テーマ】
●遺伝子診断のための新しい蛍光プローブの開発
●蛍光性核酸塩基のデザインと合成
●画期的なDNAチップの開発
●機能性核酸の合成と応用
●蛍光センサー核酸塩基の開発

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生体材料工学研究室

教授:石原 務

患者に優しく難治性疾患を治療可能にするDDS医薬品を開発する

医療技術の進歩は多くの疾患の治療を可能にしましたが、依然としてほとんどの薬物療法には副作用などの課題が存在します。DDS(ドラッグデリバリーシステム)とは、既存薬物に工夫(加工や修飾)を施した薬物投与形態であり、副作用を低減し患者の生活の質を向上させることができます。当研究室では、難治性疾患治療と副作用の低減を目指し、工学的手法を駆使し化学修飾タンパク医薬や遺伝子治療用核酸キャリア、そして合成高分子を利用したナノ粒子型製剤などの開発をおこない、医薬品としての臨床利用の可能性を検討しています。

【主な研究テーマ】
●化学修飾を施した改良型タンパク質医薬の開発
●肝炎や肝硬変治療を目指した肝臓選択的薬物キャリアの開発
●siRNAを封入した高分子ナノ粒子による遺伝子治療法の確立
●プロスタグランジンのステルス化による閉塞性動脈硬化症治療薬の開発
●既存薬物ライブラリーを用いたドラッグリポジショニング研究
●ナノ粒子化化粧品の開発

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環境分析化学研究室

教授:佐藤 健二

各種電磁波分析法を利用した食と生活に関する安全・安心への取り組み 

【主な研究テーマ】
●国内外産の食品・食材および環境試料などの産地判別法の開発
●麻薬・覚せい剤など乱用薬物の化学発光分析および呈色簡易識別法の開発
●赤外光音響分光法による食品中トランス脂肪酸の非破壊定量法に関する研究
●汚染土壌中放射性セシウムの除去法の開発
●放射性物質による健康影響の時間的推移とリスクコミュニケーションに関する研究

kankyokagakubunseki_sato人間は、電磁波の一種である可視光線によって物体の存在や形・大きさ、そして色合いまでも認識することができますが、それには限界があります。そのような場合、各種の分析機器を利用したり紫外線や赤外線、それにX線やγ線などの放射線を含む電磁波を利用することで様々な物質を認識することができます。ここ数年の間、私達を取巻く食や生活環境は色々な問題を抱え、特に農・海産物など食品の産地偽装問題、違法薬物の乱用問題、さらには放射性物質による健康問題などが取りざたされています。そのような中、安全・安心へつなげていくために各種分析機器を用いた産地判別、違法薬物の鑑定、それに放射性セシウムによる環境汚染問題などにも取組んでいます。

 

環境分析化学研究室

専任講師:小林 以弦

 

【主な研究テーマ】
●固体高分子型燃料電池用金属セパレータ材料の開発
●色素増感太陽電池の新規レドックスの開発
●クロムフリー亜鉛めっき表面処理法の開発
●コンクリート中の鉄筋腐食の評価法と新規防錆剤の開発
●玄米中に含まれる微量Cdの電気化学的定量法の開発

 

環境分析化学研究室

専任講師:佐藤 公俊

汚染防止の研究開発で、安全な水環境を実現する

seimei_kankyobunsekikgaku人はもちろん動植物への影響も心配されるのが水の汚染です。当研究室では、海水・河川水・湖沼水・地下水などの環境水中の有害物質の測定や有害物質を除去する研究を行っています。環境水中の極微量金属を定量する方法としては、金属を吸着して集める吸着法を利用した濃縮法が有効です。そこで私たちは、シリカゲルに特別な試薬を加えた吸着剤の開発を進めています。作物の肥料や下水処理装置などから出るリン酸や窒素化合物が環境中に流れ出ると、富栄養化の原因となります。リンや窒素を除去する除去剤を開発する研究にも取り組んでいます。

【主な研究テーマ】
●環境水中の新規有害金属測定法の開発
●排水中のリンおよび窒素回収法の開発
●微量有用成分の新規濃縮法の開発

 

環境化学工学研究室

准教授:児玉 大輔

人類の課題・地球環境の保全に向けて全力を注ぐ

seimei_kankyokagakukogaku重要な問題となっている地球温暖化。イオン液体によって温室効果ガスの二酸化炭素を分離・回収し、地中や深海に隔離・貯留するための研究に取り組んでいます。私たちが扱うイオン液体とは、陽イオン(カチオン)と陰イオン(アニオン)のみからなる室温で液体状態の塩(えん)です。目的に合わせてイオン液体を合成し、研究室で開発した測定装置でガス吸収特性などを調べています。一方、二酸化炭素は、皆さんの生活を支える重要な物質の1つ。穏和な臨界条件を持つ二酸化炭素を利用し、次世代電子材料や医薬品など機能性ナノ微粒子を創る研究、バイオマスから有用成分を抽出する研究など超臨界流体を利用した地球環境保全技術の開発や地球にやさしい省エネルギー分離プロセスの開発にも取り組んでいます。

【主な研究テーマ】
●イオン液体を利用した温室効果ガス吸収特性の解明と応用
●超臨界流体を利用した省エネルギー分離プロセスと環境保全技術の開発
●超臨界流体を利用した機能性微粒子および薄膜の創製
●冷媒および熱媒体の物性評価と発電サイクルの開発
●高圧相平衡など熱力学物性の精密測定および推算

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環境システム研究室

教授:田中 裕之

自然との共存共生・人と地球の健やかな未来を築く

seimei_kankyosystem20世紀に科学技術が劇的に進歩しました。しかし、地球に存在する自然界の循環サイクルに異変を生じさせる結果となり、今や深刻な問題になっています。そこで、未利用農水産資源を活用し、マイクロ波加熱や超音波エネルギーを用いて医薬品への変換・抽出技術の研究や、燃料ガスを用いて、大量に廃棄される野菜クズから、ポリフェノールなどの植物由来医療物質を抽出する研究、さらに、植物系廃棄物を原料としたセルロースのバイオコンバージョンによる燃料電池用ガス発酵技術の開発にも取り組んでいます。また、レーザーラマン光を用いて、血液や細胞組織内の特定物質を高精度で分析する新たな医療診断技術の開発も行っています。自然との共存共生・人と地球の健やかな未来を築くことを夢見て、現在の暮らしはそのままに、未来に負の遺産を残さない自然環境に配慮した循環型社会を目指しています。

【主な研究テーマ】
●高圧熱水や高出力超音波照射による難分解化学物質の処理技術の開発
●マイクロ波を利用した医薬品製造技術の開発
●紫外線照射による高毒性ガスおよび臭気の処理技術開発
●レーザーラマン分光法を利用した新しい定量法の開発
●産業廃棄野菜からファイトケミカルの抽出技術の開発
●食品廃棄物の燃料電池用ガス化や家畜飼料化技術の開発
●レーザー光を用いた生体物質の医用定量法の開発

 

有機材料化学研究室

教授:根本 修克

新しい機能性有機材料及び高分子材料の創製を目指す

seimei_yukizairyokagakuプラスチック製品の形で私たちの生活に密着している「高分子」は、電子産業などにおいても精密成型材料、注型材料、封止材料あるいは接着剤などとして用いられています。その中で耐熱性、すなわち熱に強い高分子は幅広い用途に用いられています。また、天然に豊富に存在する元素であるケイ素を含む高分子は優れた耐熱性を示すため、ケイ素を含む新しい骨格の有機材料・高分子材料を作り出すための研究を行っています。

【主な研究テーマ】
●ケイ素を有する光機能性高分子材料の創製
●生体適合性に優れたシロキサン系高分子材料の創製
●ポリシロキサン系イオン液体の創製
●UVナノインプリントリソグラフィー用ケイ素含有有機材料の創製
●固体高分子型燃料電池に用いる新しい非貴金属含有炭素電極触媒の創製

 

無機材料化学研究室

准教授:上野 俊吉

構造と組織を制御して、新しい高温セラミックス材料を開発

seimei_mukizairyokagaku航空機エンジンやガスタービンあるいはその周辺の新技術で用いられる高温セラミックス材料は、常に”これまで以上”の過酷な環境(耐熱性、耐食性など)に耐えるスペックが求められる。そのため、新しい構造と組織の制御が必要とされる。新しい構造や組織を形成させるとき、無理に形作ると、破壊や剥離の原因となる。無理のない構造や組織を形成させるには、気晶反応や共晶反応のような反応を利用した組織制御、ΔTや融解エントロピーを制御した凝固や、自然酸化膜を利用した原子の拡散による成膜など、自然現象や化学反応をうまく利用することが重要である。多くの自然現象を組み合わせることで、構造制御法や組織制御法は、まだまだ無限に存在する。本研究室では、社会的に要求のある新規材料に対して、新たな製法を提案し、新規材料の開発研究を進めている。

【主な研究テーマ】
●機能性セラミックスの合成と物性解明
●凝固に伴う諸反応を利用したセラミックス複合材料の作製
●セラミックスの水蒸気腐食に関する研究
●産業廃棄物を原料としたセラミックスの作製プロセスに関する研究

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糖質生命化学研究室

准教授:小林 厚志

糖質の多様性を知り、糖質の可能性を引き出し、糖質の活用法を開発する

植物由来の再生可能資源である糖質は、基本的な構成成分の構造が単純であるものの、その多様性は非常に大きいものとなっています。同じ構成成分から成り立っているセルロースと澱粉の性質が大きく異なることからもそのことがよくわかります。このような単純な構造から引き出される多様な性質を活用し、我々の生活をよりよくするための有用物質の開発をおこないます。具体的には環境調和型反応である酵素反応や無駄エネルギーを必要としない常温常圧で起こる反応を用いる製造方法を開発します。

【主な研究テーマ】
●酵素触媒を用いる有用糖質生産
●高機能多糖ゲルの合成
●生体内糖鎖のラベル化法の開発

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分子認識工学研究室

教授:玉井 康文

注目を浴びる酵素の分子認識機能の応用研究に取り組む

seimei_bunshininshiki今、環境にやさしい優れた触媒機能を持つ酵素が注目され、工業的な活用が進んでいます。酵素の触媒機能は高度な分子認識機能が基盤になっており、これを人工的に実現することを目指しています。工業的に利用可能な触媒や分離機能材料の開発に応用できるよう検討を重ね、研究に取り組んでいます。

【主な研究テーマ】
●人工酵素触媒の開発を指向した新規高分子不斉場の創製と機能の研究
●高速液体クロマトグラフィー用新規分離材料の開発
●新規不斉分子の創製と機能の研究

 

光物理化学研究室

教授:奥山 克彦

蛍光現象の多角的研究から物質の構造の探究とその機能を利用した有機EL素子の開発をめざす

seimei_hikaributsurikagaku分子にレーザー光をあてると蛍光やりん光が出ます。この光を解析すると分子の変化や構造が分かります。また、有機物質の薄膜に電場をかけると様々な色を出す有機EL素子は未来のディスプレイとして有望です。このように基礎から応用までの幅広い研究を行っています。

【主な研究テーマ】
●「光と分子」に関わる様々な研究
●レーザー分子分光学、特にフレキシブルな分子の光励起挙動
●分子素子に関する基礎研究および設計

 

環境照射化学研究室

教授:沼田 靖

光を使って新しい分析方法を開発する

semei_kankyosyosyakagaku21世紀は光の世紀といわれています。光はいろいろな科学技術の進歩に貢献しています。特にレーザーは高出力や高分解能という利点をもっており、分子の電子状態や量子準位を測定するのに最適です。レーザーを物質に照射したときの散乱光のひとつであるラマン散乱を使って新たな定量分析法の開発を行っています。また、いろいろな電磁波(光)や超音波を物質に照射し、廃棄物から有用成分の抽出方法を開発しています。

【主な研究テーマ】
●マイクロ波や超音波を用いた環境リサイクル技術の開発
●種々の分光法によるその場定量法の開発
●三次元イメージングを用いた生体物質の構造解析と定量分析

 

光エネルギー変換研究室

教授:加藤 隆二

太陽の光を利用する新しい化学反応系の解明と探索

seimei_hikarienelgy現在、人類は深刻なエネルギー問題に直面しています。その解決に向けて、太陽光をエネルギー利用する様々な光化学反応の研究が進められています。新しい光エネルギー変換反応系として注目を集めている色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池に注目し、その機能発現機構を主にレーザーを用いた分光学的な手法を用いて解明する研究を進めています。これらの研究から得られる”反応の仕組みに関する知識”を生かして、新しい光エネルギー変換反応系を開発することが最終目標です。

【主な研究テーマ】
●新しい光エネルギー変換反応系の探索とデバイス化
●レーザー分光を用いた光エネルギー変換デバイスの反応機構解明
●光エネルギー変換材料の機能を評価する新しい計測技術の開発

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バイオシグナル研究室

准教授:岸 努

タンパク質分解系から生命の仕組みを読み解く

seimei_biosignal癌や免疫疾患をはじめとした様々な疾患の研究から、細胞内には分解されることが重要なタンパク質が多数存在していると推測されています。このようなタンパク質の同定に多くの関心が向けられていますが、ほとんど解明されていません。私たちは、分解されることが重要な制御タンパク質を系統的に突き止める独自の手法を開発することに成功し、生命現象の未知のメカニズムの解明に取り組んでいます。これまでに、細胞周期やカルシウム・シグナリングの新しい制御機構を提唱しました。また、タンパク質分解をコントロールする薬剤開発にも取り組んでいます。

【主な研究テーマ】
●細胞周期を正常に維持する分子機構の解明
●細胞周期と細胞分化のスイッチング機構の解明
●カルシニューリン(カルシウムシグナル伝達系)の活性制御機構の解明
●Conditional Two-hybridシステムを用いた薬剤スクリーニング系の開発

 

生体無機化学研究室

准教授:内野 智裕

生体組織修復材料の開発により生活の質を向上する

seimei_seitaimuki病気やけが等で失われた組織の修復に、人工材料による修復が求められています。本研究室では,主に骨や歯などの生体硬組織に焦点を当てています。セラミックスを基軸に、金属、有機高分子を用い材料の表面形態や化合物の微構造(結晶構造)を分子レベルで制御することにより、生体組織と同等の機械的性質や、異物反応を示さない高い生物学的親和性を示す材料の設計を進めています。このような材料の設計開発は、再生医療工学の基盤技術として期待されています。

【主な研究テーマ】
●セラミックスを基材とした生体組織修復材料の創製
●金属イオンおよび薬物の放出挙動を制御したインテリジェント材料の創製
●結晶形態制御による機能性材料の創製

 

バイオインフォマティクス研究室

専任講師:山岸 賢司

生命現象のメカニズムを原子・分子のレベルで解明、医薬品開発に応用

タンパク質や核酸などの生体分子は、私たち生命体が生きていく上でとても重要な役割を担っています。そこで当研究室では、これらの生体分子を介した生命現象のメカニズムを、原子・分子のレベルで明らかとすることを目指し、最新のコンピュータシミュレーション(第一原理計算)を用いた研究を行っています。そして、現代の私たちが抱える様々な疾病(新型インフルエンザウイルスや骨粗鬆症、生活習慣病など)に有効な治療薬の設計開発に応用しています。

【主な研究テーマ】
●タンパク質をはじめとした生体分子系に対する分子シミュレーション解析
●環境ホルモン類の毒性作用発現メカニズムの解明
●新型インフルエンザウイルスに対する新規治療薬の理論的分子設計
●遺伝子発現機構の分子論的なメカニズムの解明とその応用

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