東京薬科大学 極限環境生物学研究室

深海底から宇宙へ、37億年前から未来へ、分子から社会へ

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教授:山岸明彦(理学博士) ホームページへ
准教授:玉腰雅忠(工学博士) ホームページへ
講師:横堀伸一(理学博士) ホームページへ
助教:河口優子(博士(生命科学)) ホームページへ

お知らせ


宇宙実験「たんぽぽ」の絵本の第二版を公開しました。 (16.8.4)

サイエンス倶楽部が開催する大学実習を、山岸教授と本研究室のTAが行いました。 (16.8.2)
サイエンス倶楽部

高校1年生の小林君が、本研究室において2週間タンパク質工学の研究を行いました。 (16.7.28)

富士Calmにてセミナー合宿が行われました。 (16.7.3)

修士課程2年生の笹本峻弘さんらが、第16回日本蛋白質科学会年会でポスター賞を授与されました。 おめでとうございます! (16.6.22)

嘱託助教 河口優子さんらのMini-reviewが国際誌Astorobiologyに掲載されました。 おめでとうございます! (16.5.25)

嘱託研究員 八木創太さんらの論文 De novo design of protein-protein interactions through modification of inter-molecular helix-helix interface residues. が受理されました、おめでとうございます! (16.4.13)

Evolution誌2015年11月号掲載の研究成果が早稲田大学人間科学部のニュースとして リリースされました。 (16.4.1)




本研究室では大きく分けて、タンパク質工学の研究と進化の研究の二つの分野の研究を行っている。




タンパク質工学の研究

現在のタンパク質工学は「工学」ではない。工学と言うからには目的の性質をもつものを「設計」できなければならないが現在これは不可能である。 本研究室の究極的目標は目的のタンパク質を自由にデザインできるようになり、医学、創薬、製造、環境保全、情報通信などの分野で役に立つタンパク質をつくることである。そのために以下の研究に取り組んでいる。

酵素の進化工学的改変

酵素は鏡像異性体を認識可能なタンパク質触媒と考えることができる。その工業利用をめざして、低温適応機構の解明や基質特異性変換など、好熱菌を利用した進化分子工学にとりくんでいる。耐熱性を保持したまま活性を上昇させることに成功している。

タンパク質を材料としたナノバイオテクノロジー

政府は21世紀の4つの科学研究課題を選定した。その一つがライフサイエンスであり、もうひとつがナノテクノロジーである。好熱菌のタンパク質は大変強いので、これをナノテクノロジーに使わない手はない。好熱菌のタンパク質を利用してタンパク質ナノブロックを作っている。究極的にナノマシン、ナノエレクトロニクスをめざす。

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バイオナノテクノロジーの材料としている好熱菌タンパク質と人工耐熱性タンパク質

タンパク質構造形成原理の研究

タンパク質の構造形成原理を解明しようとしている。そのために、好熱菌を宿主とした進化工学系を駆使して、タンパク質の耐熱性や折り畳み機構の解明をおこなっている。

好熱菌超分子構造の研究

好熱菌線毛やファージを調べることから、超分子複合体構造解明をめざしている。

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超分子複合体である好熱菌線毛の重合モデル


生命初期進化の研究

海底熱水地帯の微生物の研究

進化の研究では特に生命進化初期に焦点を当てて研究している。地球は今から45.5億年前に誕生し、その数億年後には生命は誕生したと推定されている。誕生した生命は海底の熱水地帯に生息していた可能性が高い。そこで、海底熱水地帯の好熱菌、超好熱菌 の遺伝子解析、培養を行っている。地球最古の生き物が実験室で培養できれば素晴らしい。

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マリアナトラフ海底熱水噴出孔の写真

無脊椎動物の進化の研究

微生物や無脊椎動物の分子進化を調べている。化石の残らない生物の進化は未知の部分が多い。ミトコンドリアゲノムの解析から無脊椎動物進化を解明する。
微生物や無脊椎動物の分子進化に関してはこちらも参照してください。
  

全生物の共通の祖先遺伝子の研究

現存する生物の遺伝子を元に、いまから40億年前の祖先生物の遺伝子を推定することができる。祖先生物の遺伝子を作ることから、地球最古の生物の姿を明らかにしようとしている。40億年前の生命はどんな生物だったのだろうか。
  

真核生物誕生過程の研究

生命誕生から20億年ほどして、その元となった生物にミトコンドリアが共生して真核生物が誕生した。しかし、共生の宿主となった生物や、細胞骨格、ステロイドなど多くの真核生物特有成分の起源は不明である。我々は、その謎を解く鍵が 古細菌サーモプラズマにあると考えている。古細菌サーモプラズマの細胞骨格やエーテル脂質合成系を研究することから、真核生物細胞の祖先を明らかにしようとしている。

大気圏微生物の研究

大気球を使って、成層圏の微生物を探索したり、宇宙生物学に取り組んでいる。生物は、地球から他の惑星へ移動したかもしれない。

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大気球を使ってのサンプリング


極限環境生物学研究室に関連する「まめ知識」


極限環境生物学研究室の「在学生の声」、「卒業生メッセージ」はこちら

本研究室卒業生の主な就職先

教材等



参考文献

  • 山岸明彦: 生体ナノマシンの分子設計の戦略分子進化の方法
  • 生体ナノマシンの分子設計、p. 70-84 共立出版 2001
  • 山岸明彦: 細胞の起源「化学進化・細胞進化」
  • 石川統編、p. 9-54岩波書店 2004

最近の論文等はホームページ参照 http://www.ls.toyaku.ac.jp/~lcb-7/publications.html


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