大阪大学大学院 情報科学研究科 代謝情報工学講座 清水浩研究室

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メッセージ

この研究室に興味をもたれた皆さんへ

私たちの体の中では非常に多くの反応が同時に動いています。細胞は外界から栄養や酸素を取り込んでエネルギーや構成成分を生成し、自らを維持しています。生命活動を支える化学反応は「代謝」と呼ばれています。生命の設計図は遺伝子に書き込まれていますが、生物が書き込まれた情報をもとに、どの反応を活性化させているかを解析することは生命活動を理解することに繋がります。例えば、出芽酵母はエタノールを作ります。がん細胞は正常細胞に比較して多く乳酸を排出するよう代謝を動かしています。光合成生物は光のエネルギーを使って生きています。しかし、それぞれの生物がどの反応をなぜ好んで使うのか、環境に適応して代謝を変化させるのか、完全に理解されているわけではありません。

私たちの研究室では、いろいろな微生物の細胞の代謝を実験的に解析し(ウェット生物学)、生物の代謝の駆動原理を探求し、コンピュータシミュレーション(ドライ生物学)によって細胞がどのような代謝状態を取るのかという謎を解き明かそうとしています。ゲノム情報が明らかにされた生物はどの反応が細胞内に存在するのか、わかりつつありますが、次は、どの反応がアクティブになるのかがわかれば、生命活動の理解が深まるばかりでなく、微生物を使った物質生産、がんや代謝異常のなどの疾病の状態の理解や適切な薬の開発に繋がると考えています。

私たちは大腸菌、出芽酵母、枯草菌、シアノバクテリアなどを用いて化学品、燃料、薬品、生理活性物質、食品、醸造飲料など、私たちの生活を支えるのに必要な物質を生産することができます。バイオの力で有用物質生産を行うことを「発酵」といいますが、これを支えているのは細胞内にあるたくさんの「代謝」反応です。コンピュータシミュレーションによって生物の代謝を予測したり、改良のための遺伝子操作の戦略を合理的にデザインすることができるようになると考えられます。また実際の細胞の代謝反応の大きさを実験的に決定することができれば、細胞の表現型がどのような代謝状態を反映して実現されているのかを直接的に議論できます。

最近では、このような研究は医学、植物学、光合成などの研究分野でも大きく注目されています。がん細胞は正常細胞と比較して酸素が豊富な条件でも多く乳酸を生成することがよく知られています。がん化のメカニズムは従来遺伝子の変異やシグナル伝達、細胞周期制御の異常などに注目して研究が盛んにおこなわれてきましたが、がんの進展と代謝状態の遷移つまり「リワイヤリング」に関する研究が盛んに研究されています。代謝状態の遷移を明らかにするためには細胞状態を代謝フラックスを用いて解析することが一番です。私たちの研究室ではそのための解析手法の開発と生命科学への応用に力を入れています。

私たちの研究室の最大の特徴は、生物工学、分析科学、コンピュータサイエンスの力を結集し、代謝工学の地平を切り開こうとしている点です。この研究室に集う教員・研究スタッフのバックグラウンドは、代謝工学はもちろん、生物プロセス工学、農芸化学、オミクスサイエンス、分子生物学、システムバイオロジーと様々ですが、新しい代謝情報工学の地平を開拓するために、それぞれの強みを生かし合います。それぞれの分野の重要性を認め、実験と理論の両面からのアプローチを大事にしています。このようなサイクリックな方法を代謝情報工学として確立していきたいと考えています。

新しい研究手法は多くの研究機関、企業に興味を持たれており、いくつもの共同研究が行われています。この研究室に興味を持たれ、一緒に研究してみたい人は下記まで、ご連絡ださい。修士や、博士の課程で研究したい人は、一度、研究室を訪問されることを是非お勧めします。

連絡先

〒565-0871 吹田市山田丘1-5 大阪大学大学院情報科学研究科 バイオ情報工学専攻
Tel:06-6879-7446 Fax:06-6879-4359
e-mail: shimizu@ist.osaka-u.ac.jp (@マークが全角になっていますので半角にかえて送信下さい)
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