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生体分子機能科学研究分野(永井研)

Department of Biomolecular Science and Engineering

スタッフ

  • Photo
    教授 永井 健治
    Prof.
    T. NAGAI
  • Photo
    准教授 松田 知己
    Assoc. Prof.
    T. MATSUDA
  • Photo
    助教 新井 由之
    Assis. Prof.
    Y. ARAI
  • Photo
    助教 中野 雅裕
    Assis. Prof.
    M. NAKANO
  • Photo
    特任准教授
    (常勤)
    和沢 鉄一
    Specially Appointed Assoc.Prof T.WAZAWA
  • Photo
    特任助教(常勤)
    岩野 恵
    Specially Appointed Assis.Prof M.IWANO
  • Photo
    特任助教(常勤)
    圓谷 徹之
    Specially Appointed Assis. Prof. T. ENTANI

研究内容

生命現象の本質の一つとして、“数個から数10個程度”の少数の要素分子から構成されるナノシステムが“協同的”に動作することか挙げられる。生体分子機能学研究分野では、生体分子、細胞レベルの生命現象を研究対象として、遺伝子工学技術に基づく生体分子可視化技術を駆使し、「個と多数の狭間が織りなす生命システムの動作原理」を明らかにすることを大きな研究テーマに掲げている。個々の分子、個々の細胞のふるまいを生きた状態で可視化するのみならず、蛍光共鳴エネルギー移動などを利用した細胞内斥候分子を細胞内や組織内のあらゆる部位に放つことによって、細胞内シグナル伝達を担うタンパク質のリン酸化状態や細胞内カルシウムイオン濃度の変化といった細胞内シグナルの流れを可視化し、さらには操作する。細胞内生体分子の数・個性をターゲットととした「少数性生物学」という新しい学問領域を切り開くために、研究を推進している。また、次世代の超省エネルギー社会の実現に向けて、高光度で多色に発光する植物の作出を進めている。

研究課題

  1. 1.蛍光および化学発光蛋白質を用いた指示薬開発
  2. 2.高性能指示薬開発のためのタンパク質立体構造解析
  3. 3.光照射による生体機能操作法の開発
  4. 4.個体レベルの機能イメージングに資する新型顕微鏡の開発
  5. 5.少数性生物学
  6. 6.高光度・多色発光性植物の作出

図・グラフ

  • Fig.1
    図1.超高感度Ca2+指示薬カメレオン-ナノで捉えた細胞集団に生じる自己組織的な細胞間シグナル伝達パターン
    Fig1. Self-organized intercellular signaling pattern within100,000 cell population visualized by a ultrasensitiveCa2+ indicator, cameleon-nano
  • Fig.2
    図2.レーザーレス共焦点顕微鏡システムで撮影した生きたHeLa細胞の5色蛍光画像
    Fig2. Five-color fluorescence image of a living HeLa celltaken by the laser-less confocal microscope system.
  • Fig.2
    図3.図2青色発光タンパク質を発現させたコケ
    Fig3. Fig2. Marchantia expressing a blue luminescent protein

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生体分子機能科学研究分野(永井研)

Department of Biomolecular Science and Engineering

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  • Photo
    教授 永井 健治
    Prof.
    T. NAGAI
  • Photo
    准教授 松田 知己
    Assoc. Prof.
    T. MATSUDA
  • Photo
    助教 新井 由之
    Assis. Prof.
    Y. ARAI
  • Photo
    助教 中野 雅裕
    Assis. Prof.
    M. NAKANO
  • Photo
    特任准教授
    (常勤)
    和沢 鉄一
    Specially Appointed Assoc.Prof T.WAZAWA
  • Photo
    特任助教(常勤)
    岩野 恵
    Specially Appointed Assis.Prof M.IWANO
  • Photo
    特任助教(常勤)
    圓谷 徹之
    Specially Appointed Assis. Prof. T. ENTANI

研究内容

生命現象の本質の一つとして、“数個から数10個程度”の少数の要素分子から構成されるナノシステムが“協同的”に動作することか挙げられる。生体分子機能学研究分野では、生体分子、細胞レベルの生命現象を研究対象として、遺伝子工学技術に基づく生体分子可視化技術を駆使し、「個と多数の狭間が織りなす生命システムの動作原理」を明らかにすることを大きな研究テーマに掲げている。個々の分子、個々の細胞のふるまいを生きた状態で可視化するのみならず、蛍光共鳴エネルギー移動などを利用した細胞内斥候分子を細胞内や組織内のあらゆる部位に放つことによって、細胞内シグナル伝達を担うタンパク質のリン酸化状態や細胞内カルシウムイオン濃度の変化といった細胞内シグナルの流れを可視化し、さらには操作する。細胞内生体分子の数・個性をターゲットととした「少数性生物学」という新しい学問領域を切り開くために、研究を推進している。また、次世代の超省エネルギー社会の実現に向けて、高光度で多色に発光する植物の作出を進めている。

研究課題

  1. 1.蛍光および化学発光蛋白質を用いた指示薬開発
  2. 2.高性能指示薬開発のためのタンパク質立体構造解析
  3. 3.光照射による生体機能操作法の開発
  4. 4.個体レベルの機能イメージングに資する新型顕微鏡の開発
  5. 5.少数性生物学
  6. 6.高光度・多色発光性植物の作出

図・グラフ

  • Fig.1
    図1.超高感度Ca2+指示薬カメレオン-ナノで捉えた細胞集団に生じる自己組織的な細胞間シグナル伝達パターン
    Fig1. Self-organized intercellular signaling pattern within100,000 cell population visualized by a ultrasensitiveCa2+ indicator, cameleon-nano
  • Fig.2
    図2.レーザーレス共焦点顕微鏡システムで撮影した生きたHeLa細胞の5色蛍光画像
    Fig2. Five-color fluorescence image of a living HeLa celltaken by the laser-less confocal microscope system.
  • Fig.2
    図3.図2青色発光タンパク質を発現させたコケ
    Fig3. Fig2. Marchantia expressing a blue luminescent protein