研究室の学び

ヒトから大腸菌まで、すべての生物は生命の本質を担う全遺伝情報ゲノムをもっています。1万種類を超える生物のゲノムが解読された現代、「ゲノム科学」は重要な学問として注目されています。当研究室では、単細胞生物である細菌の環境適応能力や増殖能力を、ゲノム機能ネットワークとして理解する研究を行っています。また、これらの成果から医療、食品、環境などへ応用する課題にも取り組んでいます。

社会との接点

目に見えない微生物は19世紀初めて確認されました。1953年のDNA構造の発見は遺伝子を分子レベルで理解でき、その後多種微生物遺伝子の解析から、1977年に新しい生物分類三大ドメイン説が提唱されました。これは地球上でもっとも多様な生物が微生物であることを示します。さらに、最近の微生物ゲノム解析から、地球上に存在する99%以上の細菌が未同定であることも分かりました。このような微生物には、私たちにとって有用な機能をもつものがあります。例えば、アミノ酸を大量に生産する細菌、抗生物質を合成する細菌、極端なアルカリ条件下で生存する微生物などです。これらを利用した科学技術は、人類に大きな利便性をもたらせてきました。現在1万種類を超える生物ゲノムが明らかとなり、ゲノムから生物機能を包括的に捉える「ゲノム科学」は著しく発展しています。微生物の多様な機能もゲノム上の複数遺伝子の働きとして理解するだけなく、ゲノム編集で遺伝子機能を改変する技術が開発されています。当研究室では、原核生物の環境応答機能とその適応下で発動する増殖(適応増殖)について複数遺伝子が働くゲノム機能として理解を目指す研究を行っています。そのため、新しいゲノム編集技術HoSeI(Homologous Sequence Integration)法を開発し、ゲノム上の複数遺伝子を一塩基レベルで改変することを可能としました。
このような知見や技術をもとに、ゲノム機能を支える複数遺伝子を改変するゲノム育種から、新しい機能をもつ大腸菌の開発とその産業利用を目指す研究にも取り組んでいます。

主な研究テーマ

  • 細菌の増殖開始に関する研究
  • 細菌の増殖におけるゲノム構造の役割に関する研究
  • 細菌の環境応答システムによる適応増殖の研究
  • CRISPR-Cas9システムを用いた大腸菌ゲノムの遺伝子多重変異導入法の開発
  • ゲノム育種テクノロジーを利用した細菌によるレアメタル回収技術開発
© Hosei University
メニュー