教員・研究室紹介
多彩な専門分野をもつ教員が教育・研究を共同でサポート
FIRSTには、4つのフロアに研究ゾーン(バイオサイエンスフロア、ナノバイオサイエンスフロア、ナノサイエンスフロア、ケミカルサイエンスフロア)があり、各フロアには様々な専門分野をもつ教員がそれぞれ3、4名ずつ配置されています。
3F バイオサイエンスフロア
バイオサイエンスフロアには、生命高分子科学、腫瘍分子生物学、分子細胞発生学、遺伝子薬学を専門とする4つの研究室があり、バイオテクノロジーだけにとどまらず、化学や物理学の視点も取り入れた幅広い視野で基礎研究を押し進めるとともに、常に臨床応用や治療・診断を視野に入れ、病院や医療関連企業とも連携しながら、人の命を救い、人の健康に役立つ研究に取り組んでいます。
生命高分子科学研究室
研究分野
高分子科学、生体材料学、細胞工学、医科学
研究内容
当研究室では、生命高分子科学をベースにした分子設計、及び細胞工学的手法を駆使した細胞機能制御により、新規な高次機能バイオ分子・バイオマテリアル、バイオテクノロジー、自然界にはない機能を有する人工細胞の創製を目標としています。さらに、それらを活用することで従来にはない医療技術や治療概念を生み出し、それらを世界に向けて発信・提供することにより、既存の医療では救えなかった多くの人々を救うことに挑みます。
主な研究テーマ
- 細胞移植用スマートゲルの開発と再生医療への応用展開
- 細胞-合成高分子ハイブリッド材料の創製と機能創発
- 高分子ナノゲルを用いた細胞核内物質輸送技術の開発
研究キーワード
ドラッグデリバリーシステム、再生医療、バイオマテリアル
腫瘍分子生物学研究室
研究分野
分子生物学、腫瘍生物学、生物物理学
研究内容
細胞外の物理的な環境は、特異的なシグナル(メカノシグナル)として細胞内に伝達され、分化や増殖といった細胞の運命を左右します。がん病態と深く関係しているアクチン細胞骨格やミトコンドリア機能とメカノシグナル伝達機構との関係を明らかにし、がん細胞の機能・性質の理解を深めます。特に、代表的ながん抑制遺伝子p53のメカノシグナル伝達機構における役割を解明することで、新たながん分子標的治療法の開発を目指しています。
主な研究テーマ
- メカノシグナル伝達機構におけるp53の役割
- がん化によるメカノシグナル伝達機構の変化
- ミトコンドリアの恒常性破綻に伴うアクチン構造の変化
研究キーワード
p53、アクチン、ミトコンドリア、メカノバイオロジー
分子細胞発生学研究室
研究分野
発生学、腫瘍学、ガン治療、自然免疫
研究内容
発生学は、卵から身体をつくる過程で細胞が分化するメカニズムを解明します。一方、iPS細胞も線維芽細胞などを変化させて作製しますし、ガン細胞が時々刻々変化していることも明らかにされつつあります。そのような細胞の変化を「細胞応答」と捉え、その調節メカニズムを明らかにすることで、形態形成メカニズムや細胞生物学の諸課題を明らかにするとともに、免疫、ガン治療、皮膚のアンチエイジングなどへの貢献を目指しています。
主な研究テーマ
- ホヤ母性因子輸送メカニズムの解析
- マクロファージ活性化の分子メカニズムとガン免疫治療
- ガン微小環境と多様性を生じるメカニズムの解明
研究キーワード
ミトコンドリア、微小管、GcMAF、乳ガン、初代培養細胞
遺伝子薬学研究室
研究分野
核酸医薬、RNA工学、遺伝子工学
研究内容
遺伝子の本体であるDNAやRNA(核酸)を医薬品として利用する試みが始まっています。核酸医薬は、もともと体の中にある物質を使用するため副作用が少なく、また既存の医薬と全く異なるメカニズムで働くため、有効な薬がない難治性の病気に対する治療薬が開発できるのではないかと期待されています。我々の研究室では、あらゆる病気に適用することができる、効果的な核酸医薬の設計方法を提供する研究に取り組んでいます。また、この技術を遺伝子工学へ応用し、生物の機能を制御する機能性核酸の開発も行っています。
主な研究テーマ
- アンチセンス核酸医薬の薬効予測法の開発
- 機能性核酸の細胞内機能評価
- 新しい核酸酵素(リボザイム)の開発
研究キーワード
遺伝子発現制御、リボザイム、アプタマー、アンチセンス核酸、特異的相互作用
4F ナノバイオサイエンスフロア
ナノバイオサイエンスフロアには、生体分子工学、生体機能化学、生命物理化学を専門とする3つの研究室があり、生体分子(タンパク質、ペプチド、DNA、RNAなど)を使って、生体分子の機能の解明、ペプチドや核酸を利用した創薬・診断・治療システムの開発、がん細胞の検出や治療に役立つ機能性分子の開発、機能性ナノ材料の開発などの研究に取り組んでいます。
応用細胞生物学研究室
石川 真実 助教
(Mami Ishikawa)
(居室417)
- 研究者データベース
- 研究室ホームページ
研究分野
幹細胞生物学、免疫学、歯学
研究内容
幹細胞の一つとして知られている間葉系幹細胞は、再生医療の臨床応用において最も使用されている細胞ソースです。本研究室では、間葉系幹細胞と老化に焦点を当てて研究を行っています。細胞自身だけでなく細胞が分泌する生体分子の検出や解析を行い、間葉系幹細胞の特性を多角的に理解することで、間葉系幹細胞や生体分子を用いた老化に対する効果的かつ実用化可能な再生治療法の開発を目指しています。
主な研究テーマ
- 歯髄幹細胞を含む間葉系幹細胞の老化メカニズム解析
- 光老化に対する間葉系幹細胞を用いた治療技術の開発
- 移植細胞の輸送技術開発
研究キーワード
間葉系幹細胞、老化、再生医療
バイオ計測化学研究室
研究分野
生体分子工学、生体機能関連化学、タンパク質・ペプチド工学
研究内容
“バイオ”高分子、特にタンパク質の小型版であるペプチドに着目し、ナノバイオ分野における“計測”・検出・解析・制御システムの構築を“化学”的なアプローチで目指しています。天然のアミノ酸のほか、人工のアミノ酸、蛍光分子、光反応分子などを組み合わせて、人工のペプチドを構築し、それに構造や機能を持たせる方法で、バイオテクノロジーはもちろんのこと、ナノテクノロジー分野までの幅広い工学分野への展開を行っています。
主な研究テーマ
- ペプチド-DNAのハイブリッド四重鎖構造の構築とその応用
- ペプチドを利用したタンパク質検出アレイや細胞アレイの構築
- アミロイド線維化の制御と材料利用
- ペプチドを用いたバイオミネラリゼーションの精密制御
研究キーワード
ペプチド、マイクロアレイ、アミロイド、バイオミネラリゼーション
分子設計化学研究室
研究分野
生体機能関連化学、核酸化学、生物物理化学
研究内容
細胞の中で、核酸などの生体分子は、どのような構造を形成し、どのような機能を発現しているのでしょうか。本研究室では、細胞内の特殊な分子環境下における生体分子の物性を解明することを試みています。さらに、得られた知見を、(1)細胞のがん化に関与する核酸の高次構造と結合する分子の合理設計、(2)細胞環境に応答するナノバイオデバイスの構築、(3)細胞と試験管を橋渡しする新規実験系の構築、に繋げていきます。
主な研究テーマ
- 生体分子や合成高分子を用いた細胞内環境の精密化学模倣
- テロメア核酸が形成する四重らせん構造の物性解明とリガンド開発
- 様々な化学シグナルに応答する核酸デバイスの合理設計
研究キーワード
核酸(DNAとRNA)、テロメア、ナノバイオデバイス、分子クラウディング、がん
バイオ分子機能研究室
研究分野
物理化学、核酸化学、生体機能関連化学、分子生物学
研究内容
DNA・RNA・タンパク質がもつ優れた機能を物理化学的な視点から解明し、医療や産業分野に利用するための研究を行っています。化学的手法・分子生物学的手法・機器分析法などを用いることで、遺伝子発現やシグナル伝達機構の物理化学的な側面を明らかにし、その制御技術の開発と予測法の構築を目指しています。新しい遺伝子診断法や診断キットの開発、高感度分子検出システムの構築、機能性生体材料の創製につながる技術研究も行っています。
主な研究テーマ
- 細胞環境がDNAとRNAに与える影響に対する物理化学的評価とその生物学的意義の解明
- DNA構造やRNA酵素(リボザイム)の制御が可能な機能性物質の開発
- 脂肪酸結合性タンパク質とリガンド分子の結合性の評価
研究キーワード
DNA、RNA、機能性核酸、核酸結合分子、分子クラウディング
5F ナノサイエンスフロア
ナノサイエンスフロアには、機能システム化学、ナノ材料化学、無機光化学を専門とする3つの研究室があり、サイズや形状を制御した機能性無機ナノ材料(金属錯体、金属・半導体ナノ粒子など)の精密合成や、それらと異種材料(有機分子、高分子、生体材料)との複合化、薄膜材料への機能性付与と回路基板の開発、およびセンサーや電子材料への応用などの研究に取り組んでいます。
機能システム化学研究室
研究分野
有機―無機ハイブリッド材料、自己組織化
研究内容
材料の機能を設計する上においては、その材料を構成する物質をいかに配列させるかが極めて重要です。本研究室では、物質の精密集積化とそれに伴う革新的機能の発現を目指しています。有機分子から無機材料まで幅広い物質群をその研究対象としており、それぞれの物質の個性(機能)が最大限に発揮される“機能システム”の構築に向け、研究に取り組んでいます。
主な研究テーマ
- 多孔性金属錯体の細孔を用いた機能性物質の精密集積化
- かご型金属錯体の精密配列化
研究キーワード
多孔性材料、錯体化学、無機ナノ粒子、有機化学
ナノ材料化学研究室
研究分野
ナノ材料化学、無機化学、電気化学
研究内容
無機ナノ粒子をユニットとする機能性複合体を対象として、構造を厳密に制御したナノ構造材料を調製し、微細構造制御による複合体の電気、光および磁気特性制御およびナノエレクトロニクスへの応用を目指した研究に取り組んでいます。ナノ粒子が分散した高分子薄膜の合成、pH応答性マイクロゲルと金ナノ粒子の複合体の合成、およびそれらの誘電体デバイス、磁気記録材料およびバイオセンサーへの応用について検討を進めています。
主な研究テーマ
- 無機ナノ粒子集積体の精密合成と機能制御
- 機能性ナノ粒子の湿式合成と高分子材料との複合化
- 微細回路形成技術の開発
研究キーワード
ナノ粒子、ナノコンポジット、ナノエレクトロニクス
無機光化学研究室
研究分野
光化学、ナノ複合化学
研究内容
「光」は我々の生活に欠かすことのできないものであり、本研究室ではナノテクノロジーを駆使することにより新たな発光材料の開発や、光を利用したデバイスの開発に取り組んでいます。また、興味深い光特性を備えたナノ材料を異なる性質を示す材料と複合化させることにより両者の性質を兼ね備えた新たな材料の作製、および物質検出システムや触媒への応用について検討しており、基盤技術と応用技術の調和・融合による新たな領域の展開を目指しています。
主な研究テーマ
- 無機ナノ結晶・多孔性有機金属錯体複合材料の開発
- 高効率発光半導体ナノ結晶構造体の構築
- 球状フォトニック結晶の構築と光学特性制御
研究キーワード
無機ナノ結晶、多孔性材料、発光材料
6F ケミカルサイエンスフロア
ケミカルサイエンスフロアには、生物有機化学、生物無機化学、有機合成化学、機能性高分子を専門とする4つの研究室があり、有機化学をベースに、人工酵素や凝集発光色素、診断用知的材料のような有用な機能材料の合成、高度医療診断システムの開発、環境センサーや天然素材を利用する機能性食品・化粧品の開発などの研究に取り組んでいます。
生物有機化学研究室
研究分野
有機化学、生体機能関連化学、酵素工学、糖鎖工学
研究内容
生物のもつ優れた機能に倣い、有機化学のアプローチから生体に働きかけることのできる新しい分子を設計・合成しています。現在は、生物が環境に適応するために産生する代謝物質やキノコや海藻の細胞壁を構成する柔軟性に富んだ多糖(β−グルカン)に注目し、その酵素活性化機能や、薬物包接機能をもとにした医療診断薬の高感度化試薬の開発、医薬品・食品・化粧品の機能化を目指した研究に取り組んでいます。
主な研究テーマ
- 代謝物質の機能を模倣、利用する新しい酵素活性化システムの開発
- ベタイン構造をもつ新規機能性分子群の創製
- 多糖β-1,3-グルカンの機能を利用した機能性食品・医薬品への展開
研究キーワード
有機合成、生体模倣、酵素、β-グルカン、薬物包接・徐放
生物無機化学研究室
研究分野
生物無機化学、錯体化学、ペプチド、生体機能関連化学
研究内容
生体中では様々な金属イオンが極微量ながら非常に重要な役割を果たしています。そのような生体中の金属イオンがタンパク質や他の生体分子とどのように関係しつつ、機能を発揮しているのかに注目して研究し、得られた知見の実社会へ応用を図っています。現在は、新規に開発した金属—ペプチド錯体の医療への応用や、金属酵素のモデル錯体の人工触媒としての応用に取り組んでいます。
主な研究テーマ
- アルツハイマー型認知症の早期診断システムの開発
- denovo金属タンパク質の開発と応用
- ニトリルヒドラターゼモデル錯体の合成と応用
研究キーワード
遷移金属イオン、アルツハイマー型認知症、ペプチド、denovoprotein、モデル錯体、人工触媒
有機合成化学研究室
研究分野
有機合成化学、生体機能関連化学、機能性色素化学
研究内容
有機合成という手段を用いて、1新しい機能を持つ化合物の合成、2生命分子と有機分子の機能融合、3医療やバイオテクノロジーに利用可能なプローブの合成、4新規有機反応の探索、などを行っています。現在はガンの早期診断のための分子センサーに利用できる機能性色素や分子プローブを作っています。研究室での発見が少しでも社会の役に立つことを目標に研究に取り組んでいます。
主な研究テーマ
- 病気の診断に利用できる分子センサーの開発
- 新しい機能をもった色素の合成
- 生命分子と有機化合物の機能を融合させた新材料の創出
研究キーワード
機能性色素、分子プローブ、診断用分子センサー
機能性高分子研究室
研究分野
高分子化学、生体機能関連化学、バイオセンサー
研究内容
“プラスチックの中に分子の型を取る”という方法により、生理活性物質や環境負荷物質を認識して捕捉する高分子を設計・合成しています。“分子の型”は、特定の生理活性物質や環境負荷物質に合わせてつくられるので、河川水や農作物から特定の物質を除去したり抽出したりすることができます。また、それらの分子を捕まえると高分子の色や形が変わるように設計する試みを行っています。
主な研究テーマ
- 神経伝達物質に応答して色が変わるセンサー高分子の設計
- 合成・環境ホルモンを認識して除去する吸着高分子の設計・合成
- 人工抗体高分子を使ったハーブからの生理活性物質の抽出
研究キーワード
診断センサー、環境センサー、高分子ナノコンポジット
