教員名（職名 氏名）教 授 疋田 正喜教 授 久保田 広志講 師 藤田 香里助 教 Lydia Pui Ying Lam教 授 尾高 雅文教 授 寺境 光俊研究テーマ遺伝子制御による病気の治療法の開発を目指した研究生物の形づくりを探る記憶と報酬のしくみと関連疾患のメカニズム理解簡便かつ効率的な細胞の浮遊培養システムの設計細胞培養操作における細胞の力学的負荷の可視化細胞培養のためのコンピュータシミュレーション浮遊培養システムを用いた新しい安全性試験法の開発タンパク質の形と働きを知り、産業に導く研究生分解性高分子の合成と生体分野への応用■ 総合環境理工学部所属（学科・コース・講座等）応用化学生物学科 生物学コース応用化学生物学科 生物学コース 教 授 山崎 正和応用化学生物学科 生物学コース 准教授 山方 恒宏応用化学生物学科 生物学コース 准教授 堀口 一樹応用化学生物学科 生物学コース 准教授 堀口 一樹応用化学生物学科 生物学コース 准教授 堀口 一樹応用化学生物学科 生物学コース 准教授 堀口 一樹応用化学生物学科 有機・高分子化学コース応用化学生物学科 有機・高分子化学コース研究内容様々な病気から身体を守っている免疫系で働いている細胞群のうち、主にリンパ球の分化や活性化に重要な分子を発見し、その役割を遺伝子工学や細胞工学の手法を用いて動物の個体レベルで明らかにしようとしています。また、がん抑制遺伝子であるp53 と老化の関係についても研究しています。さらに、共焦点レーザー顕微鏡などで細胞内のタンパク質を可視化することで、様々な疾患の原因となる異常タンパク質の分解機構を明らかにしたいと考えています。生物は様々な形をつくります。形づくりの例は、体表面の模様、特定の方向に配向する体毛や繊毛、精緻な立体構造を呈する器官など枚挙に遑がありません。また、形をつくる過程の不具合が種々の病態と密接に連関することも周知の事実です。生物が呈する様々な形は、見た目の美しさのみならず、その形成プロセスの不思議さから多くの人々を魅了してきました。しかしながら、生物の形がどのように作られるのかはほとんど分かっていないのが現状です。我々は、遺伝学やライブイメージング、数理モデルを含む多角的な解析手法を駆使して、この謎の解明に挑戦しています。「好きな人にアプローチする」「嫌いなものは食べない」好き・嫌いは、私たちヒトを含む動物の行動原理であり、記憶メカニズムの根幹を成します。私たちの研究室では、ショウジョウバエ遺伝学と神経科学的手法を用い、好き・嫌いの脳神経基盤、その機能の変調がもたらす楽観や悲観といった認知バイアスのしくみ、さらにうつや依存症といった精神疾患の発症機序を明らかにすることを目指しています。細胞の浮遊培養では、細胞をいかに傷つけずに均一に混ぜるかが重要です。そこで本研究室では、緩やかな混ぜ方で効率よく細胞が混ざる培養容器を開発して、再生医療などに用いる細胞を簡便かつ効率的に培養できるシステムの設計を行います。将来的には、病院の細胞調製施設などで再生医療用の細胞の調製に使われるようなシステムを目指しています。細胞培養は細胞を含んだ液体の操作の連続です。その中で、細胞がどんな力を受けているかを知ることは細胞培養の設計では重要です。そこで本研究室では、高速度カメラを使って細胞の動きを観察し、細胞が受ける物理的作用を可視化しています。将来的には、細胞培養の自動化装置の設計や細胞培養の安定化などに貢献できる知見の確立を目指しています。細胞培養において細胞がどのような力を受けるかを知ることは重要である一方で、細胞のような小さい物体がどのような力を受けているかを実験的に理解することは困難です。そこで、目に見えない駅の流れや細胞が受ける力を流体シミュレーションを使って解明を目指しています。さらに、実際の培養結果と結びつけることで細胞の応答を予測するシステムの開発や、機械学習を使ったより高度な推測を目指しています。化粧品や化学物質の安全性を動物実験を使わずに評価する手法の開発が求められています。特に、化粧品で使われる物質は水に溶けないことが多く、細胞を使った試験法は発展途上です。そこで、細胞の浮遊培養技術を応用して、新たな難水溶性化学物質の安全性試験法の開発を行っています。タンパク質には、例えばヒトには10万種類が存在すると考えられ、様々な生命現象で主役を担っています。我々は、産業用触媒として役立つモノ、環境浄化に役立つモノ、あるいは、ナノマテリアル材料となるモノなど、重要なタンパク質を選択し、それらの働き(機能)と形(構造)を分子レベルで明らかにすることで、科学技術の発展や環境に優しい社会の実現に貢献する研究を行っています。また、秋田県の県魚であるハタハタのタンパク質の性質を調べることで、地域資源の活用、地域貢献を目指して研究しています。ポリ乳酸などの生分解性高分子は自然界で加水分解されることから、環境に優しい高分子です。我々は生分解性高分子を生体内で無毒で吸収・分解されることに着目し、生体内に埋め込み可能な新しい生分解性高分子の開発を行っています。医学部との共同研究を行っており、材料界面が血液と接触した時の挙動や分子構造と加水分解特性について検討しています。-43-
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