東京大学産学連携プロポーザル

当研究室は、有機化学・高分子化学をベースに、生命科学や物質科学の課題に挑戦する研究室である。有機分子や高分子をマイクロメーターサイズまで集合化し、その分子の化学反応や動きをトリガーとして分子集合体のダイナミクスを誘導することで、階層化した時間発展システムや、階層化した機能をもつ物質をつくりあげることに力を注いでいる。 研究から生まれたソフトマイクロリアクターや分析用デバイスなどの応用・実装にむけた連携が可能である。

触媒技術に基づくエネルギー資源の創成を目指し、以下のような研究に取り組んでいる。 １．新しいエネルギー資源の創成と社会システムの構築 　現代の人類は、地球規模でのエネルギー問題に直面している。在来型化石燃料や地下資源等のエネルギーに主に依存している現状から脱却する方法の一つとして、人工光合成に代表されるような新しいエネルギー”資源”の創成が模索されている (エネルギー資源のパラダイムシフト)。現実的な方法の一つは、太陽光、風力、潮力、地熱発電等の再生可能エネルギーを利用することだが、この再生可能エネルギーを効率的に利用するためには、そのエネルギーを物質エネルギーへと変換し、社会で広く利用可能な新しいエネルギー”資源”を創成する必要がある。当研究室では、この新しいエネルギー”資源”の創成とそれを利用した革新的な社会システムの構築に挑戦している。 ２．アンモニアを資源に変える触媒技術の開発 　アンモニアは大気中の窒素から合成でき、水と窒素のみを排出する新しいエネルギー資源として期待されている。アンモニアをエネルギー資源として利用する「アンモニア社会」の実現に必要な次世代型窒素固定触媒の開発を行っている。分子触媒である窒素錯体をデザインし、常温常圧の温和な条件下で進行する触媒的なアンモニア合成反応の開発に取り組んでいる。 ３．資源・エネルギーの観点からの触媒反応開発 　身の周りにあるプラスチックや医薬品等の化成品等は、触媒を用いた化学反応の積み重ねで合成されている。より効率的な合成法の開発は資源、エネルギーの観点から重要であり、我々は触媒技術を用いることで、未来を担う化学反応の開発に取り組んでいる。 研究成果の応用・実用化に関心のある企業との連携を希望する。

当研究室では、様々な酵素（タンパク質）に対して個々の立体構造を解き明かしながら、その機能や働きの成り立ちを探る研究を進めている。現在の研究対象は、ビフィズス菌が腸内で各種のオリゴ糖・糖鎖を分解する酵素、様々な刺激や分子の入り口となる受容体や輸送体タンパク質、バイオ燃料の生産に用いられるバイオマス分解酵素などである。これらの酵素やタンパク質には、基礎の枠を超えて実用面でも関心の高いもの、あるいは未だ解析されずにいるタンパク質が多く含まれており、改変をほどこすことにより有用物質の生産に用いられるものもある。 産業上有用な控訴の応用技術開発に関心のある企業との連携を希望する。

生物環境工学研究室では、生物生産システムの効率化や生産物の高品質化、さらには環境問題の解決を念頭に置きながら、おもに植物と環境の関係を組織、器官、個体、あるいは群落レベルで解析し、新たな知見の獲得と新たな領域の開拓を目指して研究を進めている。基本的には工学と生物学の境界領域を研究対象としており、その内容は、生物生産システムのための光、水、ガス環境制御法の開発などの工学的色合いの濃いものから、環境要素に対する植物の光合成応答の解析などの植物環境生理学に近いものまで、比較的広範囲に及ぶ。 以下のような研究を行っており、研究成果の応用・実用化に関心のある企業との連携が可能である。 　　分光分布を制御可能なLED人工太陽光光源システムの光植物学研究および植物栽培用LED光源開発への利用 　　温室作物の生産性及び品質向上ののための二酸化炭素および光環境調節 　　人工環境下の光合成の生理生態学・モデル化と施設園芸への応用 　　植物を利用した有用タンパク質生産における環境調節

脳内の神経細胞の複雑なネットワークの物理的実体、そこを巡る情報、学習を実現する可塑性を、２光子イメージング、光遺伝学、電気生理学、分子生物学、統計数理などの方法論を組み合わせることで明らかにすることを研究目標としている。現在は、マウスにおいては前頭皮質回路、前頭皮質―大脳基底核ループ、前頭皮質―小脳ループに、小型霊長類であるマーモセットにおいては前頭連合野・頭頂連合野・側頭連合野ネットワークに注目し、将来予測、意志決定、運動企画・実行を実現する回路実体と情報の流れの解明を目指している。 脳内情報処理機構を理解するための測定装置等の開発について産学連携研究を希望している。

植物と環境の関係を解析し，植物生産に応用することを目的として研究している。LEDを活用して光合成の光環境応答を解析する植物生理学的研究や，温室・植物工場における環境制御法の開発など，生物学と工学の境界領域が研究対象である。特に近年は，植物を利用してワクチンや抗体などの有用タンパク質を生産する技術に興味を持ち，植物工場を用いた効率的な生産のための栽培技術・環境制御法の開発に取り組んでいる。 このような技術の共同開発、研究成果の実用化などに関心にある企業との連携を希望している。

生物は命を維持するために様々な環境に適応する必要がある。私たち体の中の細胞は、ゲノム、タンパク質ネットワーク、代謝システム、そして後天的ゲノム修飾であるエピゲノムを総動員して、環境に適応している。「エピゲノム」はDNAメチル化やヒストンの翻訳後修飾により規定される遺伝情報であり、外的環境に適応するための細胞記憶である。脂肪細胞は栄養を脂肪として貯蔵する器官であり、本来飢えと寒さから生命を守るために発達してきた。しかし文明が進歩し便利になった現代社会では、過剰な脂肪の蓄積によって脂肪細胞が正常な生理的機能を発揮できず、糖尿病や高脂血症などの生活習慣発症の一因となっている。脂肪細胞が栄養環境や寒さに適応するしくみを明らかにするために、遺伝子発現解析、エピゲノム解析、メタボローム解析、プロテオミクス解析などのシステム生物学的アプローチによる研究を行っている。脂肪細胞の環境適応のしくみが分かることで、脂肪を蓄えやすい、燃焼しにくいといった体質を改善することが可能となり、メタボリックシンドロームの予防・治療へとつながる。 この研究に関心を持つ企業・団体との連携を希望する。

放射線によるDNA二重鎖切断から細胞応答に到る情報伝達経路を包括的に理解することによって、放射線被ばくや放射線治療に対する生物学的研究を推進するのみならず、これらの成果を応用して放射線以外の内因性のゲノム損傷に起因するすべての疾患研究を展開している。研究の結果得られた科学的知見を活用した創薬・治療法開発に関心のある企業・団体との連携を期待する。

この研究室では、癌化と進展の分子機構を解明し、予防、診断、治療へ応用する目的で、細胞接着分子に属する癌抑制遺伝子群の機能解析やゲノムの機能解析を行なっている。 以下のような研究課題に取り組んでいる。 　1. 細胞接着分子の異常とがんの浸潤、転移の研究 　2. がんにおけるコピー数多型異常の研究 研究成果の応用・実用化に関心のある企業との連携を希望する。

この研究室では、身体運動及び情動の制御、学習・記憶、予測における脳の働きについて、分子・遺伝子レベルから個体（マウス、ラットおよびヒト）における運動・行動レベルまで幅広く関連性を持って研究している。 具体的には以下のような研究を行っており、医療、創薬、介護等において研究成果が活用されることを希望している。 １： Split-belt Treadmillを用いた歩行の適応制御機構の解明 ２： 予測的姿勢制御における大脳小脳連関の解明 ３： 脳梗塞の予防や発症後の機能回復に対する習慣的運動及び抗酸化物質摂取の影響についての基礎研究 ４： 不活動あるいはオーバートレーニングによる小脳皮質神経回路の変容についての基礎研究 ５： 情動及び心拍の制御における小脳の役割についての基礎研究 ６： 種々の病態モデル動物における運動機能障害の解析 ７： 脳の健康・ウェルネスを維持・向上させる運動プログラムの開発