[構造生命科学] ライフサイエンスの革新を目指した構造生命科学と先端的基盤技術

※ 所属・役職は、活動終了時点のものです。

戦略目標

多様な疾病の新治療・予防法開発、食品安全性向上、環境改善等の産業利用に資する次世代構造生命科学による生命反応・相互作用分子機構の解明と予測をする技術の創出

研究総括

若槻　壮市（米国SLAC国立加速器研究所　光科学部門　教授／スタンフォード大学　医学部　構造生物学　教授）

概要

　本研究領域は、先端的ライフサイエンス領域と構造生物学との融合によりライフサイエンスの革新に繋がる「構造生命科学」と先端基盤技術の創出を目指します。すなわち最先端の構造解析手法をシームレスに繋げ、原子レベルから細胞・組織レベルまでの階層構造ダイナミクスの解明と予測をするための普遍的原理を導出し、それらを駆使しながら生命科学上重要な課題に取り組みます。具体的には、様々な生命現象で重要な役割を果たしているタンパク質を分子認識のコアとして位置づけ、以下の研究を対象とします。

（1）タンパク質同士または核酸や脂質等の生体高分子との相互作用や、糖鎖修飾、ユビキチン化、リン酸化、メチル化などの翻訳後修飾及び生体内外の化合物による時間的空間的な高次構造の変化等を階層的に捉えることにより機能発現・制御機構を解明する研究
（2）ケミカルバイオロジー等の手法による将来の分子制御、分子設計に資する研究
（3）結晶構造解析、溶液散乱、核磁気共鳴（NMR）、電子顕微鏡、分子イメージング、質量分析、計算科学、バイオインフォマティクス、各種相互作用解析法等、様々な位置分解能、時間分解能（ダイナミクス）、天然度（in situ からin vivo）で構造機能解析を行う新規要素技術開発
（4）要素技術を相補的かつ相乗的に組み合わせることで、重要な生命現象の階層構造ダイナミクスの解明をめざす相関構造解析法の創出
こうした目標達成に向け、最先端の構造生物学的アプローチとの融合により生命科学上の挑戦的なテーマを独自の視点で取り組む研究、または、独自に開発した革新的構造機能解析手法で細胞分子生物学、医学、薬学分野の重要な課題解決に取り組む研究を奨励します。

　本研究領域は、文部科学省の選定した戦略目標「多様な疾病の新治療・予防法開発、食品安全性向上、環境改善等の産業利用に資する次世代構造生命科学による生命反応・相互作用分子機構の解明と予測をする技術の創出」のもとに、平成24年度に発足しました。

領域アドバイザー

上村　みどり	帝人ファーマ株式会社生物医学総合研究所　創薬化学研究所　上席研究員
稲垣　冬彦	北海道大学先端生命科学研究院次世代ポストゲノム研究センター　特任教授
岩田　想	京都大学大学院医学研究科　教授
小椋　利彦	東北大学加齢医学研究所　教授
木下　タロウ	大阪大学微生物病研究所　教授
栗栖　源嗣	大阪大学大学院理学研究科蛋白質研究所　教授
阪下　日登志	産業技術総合研究所バイオメディカル研究部門　総括研究主幹
杉尾　成俊	東京工業大学　科学技術創成研究院　特任教授
高木　淳一	大阪大学大学院理学研究科蛋白質研究所　教授
永田　和宏	京都産業大学総合生命科学部　教授/タンパク質動態研究所所長
中村　春木	大阪大学蛋白質研究所所長　蛋白質情報科学研究室　教授
濡木　理	東京大学　大学院理学系研究科　生物化学専攻　構造生物学・生化学　教授
原田　慶恵	大阪大学蛋白質研究所蛋白質ナノ科学研究室教授
宮脇　敦史	理化学研究所脳科学総合研究センター　副センター長
吉田　稔	理化学研究所吉田化学遺伝学研究室　主任研究員

平成24年度採択課題

新規赤外分光法とXFEL結晶構造解析の融合によるタンパク質の動的精密構造解析

研究者

久保稔（理化学研究所播磨研究所　専任研究員）

構造から迫る細胞内輸送マシナリー

研究者

昆隆英（大阪大学大学院理学研究科　教授）

Secタンパク質膜透過装置の次世代構造生物学

研究者

塚崎智也（奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科　准教授）

アクチンフィラメント網動態の電子顕微鏡法による階層的理解

研究者

成田哲博（名古屋大学大学院理学研究科　准教授）

ATP作動性陽イオンチャネルP2X受容体の時空間ダイナミクスの解明と制御

研究者

服部素之（復旦大学（中国）生命科学学院　教授）

革新的低温電顕単粒子像解析法による筋収縮制御機構の解明

研究者

藤井高志（科学技術振興機構　さきがけ研究者）

立体構造に基づく化学プローブ設計と蛋白質の機能制御・局在イメージング

研究者

堀雄一郎（大阪大学大学院工学研究科　助教）

顕微鏡による膜蛋白質1分子の3次元構造変化・機能マッピング

研究者

政池知子（東京理科大学理工学部　講師）

DNA複製フォーク複合体の構築原理及び遷移・制御機構の解明

研究者

真柳浩太（九州大学生体防御医学研究所　助教）

膜超分子モーターの相関構造解析による分子メカニズムの解明

研究者

村田武士（千葉大学大学院理学研究科　教授）

クロマチン構築に連携した転写dynamicsの構造解明

研究者

山田和弘（科学技術振興機構さきがけ研究者　）

平成25年度採択課題

転写基本因子TFIIDの結晶構造解析を介したクロマチン転写制御機構の解明

研究者

安達成彦（高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所・構造生物学研究センター　特別助教）

細胞内NMR計測法によるタンパク質の構造多様性解析

研究者

猪股晃介（理化学研究所生命システム研究センター　特別研究員）

NMRによる脂質二重膜中におけるGPCRの動的構造平衡の解明

研究者

上田卓見（東京大学大学院薬学系研究科　助教）

新規高速原子間力顕微鏡で解き明かすミオシンVの化学－力学エネルギー変換機構

研究者

古寺哲幸（金沢大学理工研究域　准教授）

小胞体糖タンパク質フォールディング装置の作動メカニズムの解明

研究者

佐藤匡史（名古屋市立大学大学院薬学研究科　准教授）

原子間力顕微鏡を駆使した膜中イオンチャネル集団動作機構の革新的理解

研究者

角野歩（科学技術振興機構　さきがけ研究者）

Argonauteによる遺伝子発現制御機構の構造生物学的基盤

研究者

中西孝太郎（オハイオ州立大学（アメリカ）化学・生化学科　アシスタントプロフェッサー）

立体構造にもとづく次世代ゲノム編集ツールの創出

研究者

西増弘志（東京大学大学院理学系研究科　助教）

ウイルスゲノム転写装置の動態解析

研究者

野田岳志（京都大学ウイルス研究所　教授）

ナノスケール細胞内位置情報・3次元超微細膜構造を基盤とするオートファジータンパク質ネットワークの相関構造解析

研究者

濱崎万穂（大阪大学大学院医学系研究科　准教授）

緩和モード解析によるタンパク質構造ダイナミクスの解明

研究者

光武亜代理（慶應義塾大学理工学部　専任講師）

膜タンパク質の構造変化と物質輸送の1分子同時計測技術の開発

研究者

渡邉力也（東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻　助教）

平成26年度採択課題

DNA維持メチル化の構造基盤とその応用

研究者

有田恭平（横浜市立大学大学院生命医科学研究科　准教授）

転写メディエーター複合体CDKモジュールの構造機能解析

研究者

今崎剛（科学技術振興機構　さきがけ研究者）

過渡的複合体を介したシャペロンネットワークの分子機構解明

研究者

齋尾智英（北海道大学大学院理学研究院　助教）

グルタミン酸のシナプス小胞充填機構の構造生物学的展開

研究者

樹下成信（岡山大学自然生命科学研究支援センター　助教）

汎特異的相互作用を基盤とする多剤耐性機構の動的立体構造解析

研究者

竹内恒（産業技術総合研究所創薬分子プロファイリング研究センター　主任研究員）

細胞の電気的信号を様々な生理活性へ変換する膜電位センサーの作動機構の解明

研究者

竹下浩平（大阪大学蛋白質研究所　招へい研究員）

中性子散乱と計算機科学の融合による蛋白質のドメインダイナミクスの解析

研究者

中川洋（日本原子力研究開発機構量子ビーム応用研究センター　研究副主幹）

X線結晶構造解析と低温電子顕微鏡単粒子解析による膜タンパク質複合体の構造基盤と分子機構の解明

研究者

西澤知宏（東京大学大学院理学系研究科　助教）

超薄膜を利用した膜タンパク質の迅速・高分解能構造解析手法の開発

研究者

平田邦生（理化学研究所放射光科学総合研究センター　専任技師）

構造生物学とケミカルバイオロジーの融合による概日時計研究

研究者

廣田毅（名古屋大学トランスフォ－マティブ生命分子研究所　特任准教授）