個別ラボ訪問実施研究室

	合成生物学研究チーム　上田泰己生命科学研究は還元論的アプローチから、生命の部品を組み合わせて生命現象を再現・設計する構成論的アプローチへパラダイムシフトが起こりつつあります。合成生物学が新しい生命科学研究の領域として認識されつつある一方で、遺伝子やタンパク質などの生命の部品を調整・設計・制御し、生命を創るための技術は十分確立されていません。当グループでは、このような状況を鑑み、概日時計や睡眠現象をモデル系として生命システムの制御および設計の先見的な実現例を示すとともに、合成生物学の基盤テクノロジーを開発することを目指します。
	脳エピトランスクリプトミクス研究チーム　王丹エピトランスクリプトミクスは、種類・部位特異的なRNA化学修飾に基づき、遺伝情報を読み取る新分野です。この転写後制御経路は中枢神経系において、多様かつ強力な役割を果たしていることが明らかになってきているが、その機能はまだ解明の途上です。我々は、定量的なオミックス技術、蛍光イメージング、細胞生物学、動物モデルを組み合わせて、この奥深い遺伝子制御の層を理解するための制御機構と分子経路を明らかにすることを目的としています。これらの知見は、認知機能の発達や衰え、自閉症や統合失調症などの神経疾患の理解に応用されます。Epitranscriptomic regulation of synapse dynamics over cognitive development and decline.
	細胞極性統御研究チーム　　岡田康志近年の分子生物学と構造生物学の進歩は著しく、CG を駆使した美麗なイラストや動画を目にする機会も増えました。しかし、「生命とは何か？」には、まだ答えられません。私たちは、想像図ではなく、生きた細胞の中で生命現象の現場を分子レベルで直接見ることで「生命とは何か？」を理解したいと考え、そのための技術開発とそれを利用した計測に並行して取り組んでいます。具体的な研究対象としては、キネシンなどの分子モーターによる細胞内輸送を中心に、シグナル伝達分子の核輸送から遺伝子発現調節まで、細胞の中での輸送・動きを一分子レベルで直接イメージングすることで解析しています。
	発生動態研究チーム　大浪修一私たちの研究室では、主に光学顕微鏡ライブイメージングと画像情報処理、ビッグデータ解析、計算機シミュレーションの技術を駆使し、多細胞システムの４次元的な動態の定量的な計測や、数理モデルの構築、未来の予測等を行う技術を開発し、多細胞生物の発生と多細胞システムの創成の予測可能な理解を目指した研究開発を展開しています。
	栄養応答研究チーム　小幡史明我々の健康寿命は、食環境により大きく影響されていますが、そのメカニズムの多くは不明です。当研究室では、食餌によって変化する各種栄養素や腸内細菌の生理機能を研究しています。ショウジョウバエを利用し、生物の老化・寿命を規定する普遍的な分子機構を解明します。
	染色体分配研究チーム　北島智也哺乳類卵母細胞における染色体分配の機構を研究しています。ライブイメージングや分子生物学、細胞生物学、生殖工学的なアプローチを使っています。卵子の老化で見られる染色体数異常の原因を明らかにしたいと考えています。
	心臓再生研究チーム　木村航哺乳類の成体には心筋再生能力がありませんが、胎児期や生後すぐの新生児期の心筋には再生能力があります。我々の研究室では、環境変化により心筋再生能が制御される分子的・進化的機構を明らかにし、新しい心臓再生の方法を確立することを目指します。
	神経器官創出研究特別プログラム　坂口秀哉近年の幹細胞研究の著しい進歩によって、ヒト３次元脳組織(脳オルガノイド)を培養皿の上で作ることが可能となり、ヒトの神経疾患解明への応用が期待されています。私たちの研究チームでは、ヒトES/iPS細胞から3次元の神経組織を作成する系を利用して、大脳や海馬領域を中心に、ヒト発生学における領域形成のメカニズムの解明や、アルツハイマー病や統合失調症などの神経疾患の治療に貢献できる応用研究を進めています。
	細胞システム動態予測研究チーム　　城口克之光学顕微鏡を用いた蛋白質１分子動態観察と次世代シークエンサ関連技術の開発経験を基に、バイオイメージング・オミックス解析・機械学習などを組み合わせた新規１細胞計測法を開発しています。新しい技術を用いて新しいものを“見る”ことにより、細胞、オルガノイド、組織サンプルなどを対象に、生命の新しい理解や医科学への貢献を目指しています。
	ヒト器官形成研究チーム　髙里実私たちは、試験管内で任意の臓器を完全な形で創り上げることが、その再生医療研究の究極的な目標の一つであると考えています。この目標に近づくため、当研究チームでは、ヒトiPS細胞から腎臓オルガノイドを作成する系を利用して、移植可能な、更に高次のレベルの腎臓組織の構築を目指すとともに、腎臓以外の尿路系組織の再構築にも挑戦しています。また、純粋なヒト発生学への貢献も目指し、分化誘導過程のヒトiPS細胞の挙動を詳しく観察することで、ヒトの中胚葉系臓器や腎臓の発生メカニズムを解明したいと考えています。
	バイオコンピューティング研究チーム　高橋恒一私たちは、研究現場にAIなどの情報科学やロボットなどの工学を持ち込むことで、生命科学にパラダイムシフトをもたらすことを目標に研究しています。具体的には、「実験をプログラミングにする」を合言葉にしたロボットによる実験自動化とそのiPS細胞培養やオミクス解析などの具体的対象への応用や、ゲノム規模の全細胞シミュレーション技術E-Cellの開発などを行っています。
	集積バイオデバイス研究チーム　　田中陽当研究室では、コンピュータの素子作製などに使われる半導体加工技術により作製した、髪の毛や蚊の針の太さ（10～100 μm）と同じかそれ以下のきわめて微小な構造体や流路などのデバイスを、化学やバイオ分野に展開することで、細胞や分子の精密な操作を可能とし、バイオ実験の集積化・次世代化を推進しています。また、未来の理想の機械のモデルを示すことを目標に、現在の科学技術では再現が難しい、生物の細胞や組織の特異的な機能に着目し、これと微細加工技術を融合した新原理の機械の創成に取り組んでいます。
	バイオインフォマティクス研究開発チーム　二階堂愛我々はこれまで高精度・高出力な1 細胞RNA シーケンスであるQuartz-Seq2 の開発や、世界初の1 細胞完全長Total RNA シーケンス法RamDA-seq の開発に成功してきました。我々のグループは、これらの技術をもとに、ゲノム編集技術、マイクロ流体デバイス、人工知能技術なども駆使しながら、細胞の命運や機能、エピゲノム変化などを捉える新しい1 細胞シーケンス技術の開発を目指します。
	発生エピジェネティクス研究チーム　平谷伊智朗私たちは、既存の解析⼿法では⾒えていないエピゲノム変化を明らかにすべく、メガベース（100万塩基対）単位のゲノム三次元⾼次構造（＝3Dゲノム）に着⽬し、胚発⽣・細胞分化に伴う3Dゲノム変化を１細胞レベルで全ゲノム解析しています。1細胞データを丹念に⾒ていくことで、3Dゲノム変化を⽣み出す仕組みの解明に取り組み、ゲノム・染⾊体が持つ知られざるポテンシャルを明らかにしたいと考えています。
	比較コネクトミクス研究チーム　宮道和成私のたちの一生の間に神経回路はどのように変化するでしょうか？当研究室は、主にマウスをモデルに、性成熟や妊娠・出産など大きなライフイベントに伴う神経回路の変化を捉え、その分子機構や意義を研究しています。
	動的恒常性研究チーム　Sa Kan YOO 生物は、傷や病気、老化といった、生体内の恒常性の破綻にある程度まで対応することができます。その結果、恒常性の回復を達成できることもあれば、組織や最終的には個体の死に至ることがあります。私たちは、このような現象を、遺伝学的アプローチやイメージングのできる実験系に落とし込むことで、そのメカニズムを、細胞・組織・個体レベルで明らかにすることを目指します。具体的には、ショウジョウバエを使い、老化・癌・細胞死・栄養といった切り口で研究を行なっています。
	上皮形態形成研究チーム　Yu-Chiun WANG Epithelial tissue deforms to produce body and organ structures. We use a multiscale, quantitative approach, combining genetics, live imaging and optogenetics to study the interplay between gene expression, mechanical forces and cell polarity during this process. 上皮は、体や臓器の構造を作り出すために変形します。私たちは、この上皮の変形の分子機構を理解するために、遺伝学・ライブイメージング・オプトジェネティクスを組み合わせて、多階層で定量的な手法をとることで、遺伝子発現・力学的な力・細胞極性の相互作用を研究しています。

	合成生物学研究チーム　上田泰己生命科学研究は還元論的アプローチから、生命の部品を組み合わせて生命現象を再現・設計する構成論的アプローチへパラダイムシフトが起こりつつあります。合成生物学が新しい生命科学研究の領域として認識されつつある一方で、遺伝子やタンパク質などの生命の部品を調整・設計・制御し、生命を創るための技術は十分確立されていません。当グループでは、このような状況を鑑み、概日時計や睡眠現象をモデル系として生命システムの制御および設計の先見的な実現例を示すとともに、合成生物学の基盤テクノロジーを開発することを目指します。
	脳エピトランスクリプトミクス研究チーム　王丹エピトランスクリプトミクスは、種類・部位特異的なRNA化学修飾に基づき、遺伝情報を読み取る新分野です。この転写後制御経路は中枢神経系において、多様かつ強力な役割を果たしていることが明らかになってきているが、その機能はまだ解明の途上です。我々は、定量的なオミックス技術、蛍光イメージング、細胞生物学、動物モデルを組み合わせて、この奥深い遺伝子制御の層を理解するための制御機構と分子経路を明らかにすることを目的としています。これらの知見は、認知機能の発達や衰え、自閉症や統合失調症などの神経疾患の理解に応用されます。Epitranscriptomic regulation of synapse dynamics over cognitive development and decline.
	細胞極性統御研究チーム　　岡田康志近年の分子生物学と構造生物学の進歩は著しく、CG を駆使した美麗なイラストや動画を目にする機会も増えました。しかし、「生命とは何か？」には、まだ答えられません。私たちは、想像図ではなく、生きた細胞の中で生命現象の現場を分子レベルで直接見ることで「生命とは何か？」を理解したいと考え、そのための技術開発とそれを利用した計測に並行して取り組んでいます。具体的な研究対象としては、キネシンなどの分子モーターによる細胞内輸送を中心に、シグナル伝達分子の核輸送から遺伝子発現調節まで、細胞の中での輸送・動きを一分子レベルで直接イメージングすることで解析しています。
	発生動態研究チーム　大浪修一私たちの研究室では、主に光学顕微鏡ライブイメージングと画像情報処理、ビッグデータ解析、計算機シミュレーションの技術を駆使し、多細胞システムの４次元的な動態の定量的な計測や、数理モデルの構築、未来の予測等を行う技術を開発し、多細胞生物の発生と多細胞システムの創成の予測可能な理解を目指した研究開発を展開しています。
	栄養応答研究チーム　小幡史明我々の健康寿命は、食環境により大きく影響されていますが、そのメカニズムの多くは不明です。当研究室では、食餌によって変化する各種栄養素や腸内細菌の生理機能を研究しています。ショウジョウバエを利用し、生物の老化・寿命を規定する普遍的な分子機構を解明します。
	染色体分配研究チーム　北島智也哺乳類卵母細胞における染色体分配の機構を研究しています。ライブイメージングや分子生物学、細胞生物学、生殖工学的なアプローチを使っています。卵子の老化で見られる染色体数異常の原因を明らかにしたいと考えています。
	心臓再生研究チーム　木村航哺乳類の成体には心筋再生能力がありませんが、胎児期や生後すぐの新生児期の心筋には再生能力があります。我々の研究室では、環境変化により心筋再生能が制御される分子的・進化的機構を明らかにし、新しい心臓再生の方法を確立することを目指します。
	神経器官創出研究特別プログラム　坂口秀哉近年の幹細胞研究の著しい進歩によって、ヒト３次元脳組織(脳オルガノイド)を培養皿の上で作ることが可能となり、ヒトの神経疾患解明への応用が期待されています。私たちの研究チームでは、ヒトES/iPS細胞から3次元の神経組織を作成する系を利用して、大脳や海馬領域を中心に、ヒト発生学における領域形成のメカニズムの解明や、アルツハイマー病や統合失調症などの神経疾患の治療に貢献できる応用研究を進めています。
	細胞システム動態予測研究チーム　　城口克之光学顕微鏡を用いた蛋白質１分子動態観察と次世代シークエンサ関連技術の開発経験を基に、バイオイメージング・オミックス解析・機械学習などを組み合わせた新規１細胞計測法を開発しています。新しい技術を用いて新しいものを“見る”ことにより、細胞、オルガノイド、組織サンプルなどを対象に、生命の新しい理解や医科学への貢献を目指しています。
	ヒト器官形成研究チーム　髙里実私たちは、試験管内で任意の臓器を完全な形で創り上げることが、その再生医療研究の究極的な目標の一つであると考えています。この目標に近づくため、当研究チームでは、ヒトiPS細胞から腎臓オルガノイドを作成する系を利用して、移植可能な、更に高次のレベルの腎臓組織の構築を目指すとともに、腎臓以外の尿路系組織の再構築にも挑戦しています。また、純粋なヒト発生学への貢献も目指し、分化誘導過程のヒトiPS細胞の挙動を詳しく観察することで、ヒトの中胚葉系臓器や腎臓の発生メカニズムを解明したいと考えています。
	バイオコンピューティング研究チーム　高橋恒一私たちは、研究現場にAIなどの情報科学やロボットなどの工学を持ち込むことで、生命科学にパラダイムシフトをもたらすことを目標に研究しています。具体的には、「実験をプログラミングにする」を合言葉にしたロボットによる実験自動化とそのiPS細胞培養やオミクス解析などの具体的対象への応用や、ゲノム規模の全細胞シミュレーション技術E-Cellの開発などを行っています。
	集積バイオデバイス研究チーム　　田中陽当研究室では、コンピュータの素子作製などに使われる半導体加工技術により作製した、髪の毛や蚊の針の太さ（10～100 μm）と同じかそれ以下のきわめて微小な構造体や流路などのデバイスを、化学やバイオ分野に展開することで、細胞や分子の精密な操作を可能とし、バイオ実験の集積化・次世代化を推進しています。また、未来の理想の機械のモデルを示すことを目標に、現在の科学技術では再現が難しい、生物の細胞や組織の特異的な機能に着目し、これと微細加工技術を融合した新原理の機械の創成に取り組んでいます。
	バイオインフォマティクス研究開発チーム　二階堂愛我々はこれまで高精度・高出力な1 細胞RNA シーケンスであるQuartz-Seq2 の開発や、世界初の1 細胞完全長Total RNA シーケンス法RamDA-seq の開発に成功してきました。我々のグループは、これらの技術をもとに、ゲノム編集技術、マイクロ流体デバイス、人工知能技術なども駆使しながら、細胞の命運や機能、エピゲノム変化などを捉える新しい1 細胞シーケンス技術の開発を目指します。
	発生エピジェネティクス研究チーム　平谷伊智朗私たちは、既存の解析⼿法では⾒えていないエピゲノム変化を明らかにすべく、メガベース（100万塩基対）単位のゲノム三次元⾼次構造（＝3Dゲノム）に着⽬し、胚発⽣・細胞分化に伴う3Dゲノム変化を１細胞レベルで全ゲノム解析しています。1細胞データを丹念に⾒ていくことで、3Dゲノム変化を⽣み出す仕組みの解明に取り組み、ゲノム・染⾊体が持つ知られざるポテンシャルを明らかにしたいと考えています。
	比較コネクトミクス研究チーム　宮道和成私のたちの一生の間に神経回路はどのように変化するでしょうか？当研究室は、主にマウスをモデルに、性成熟や妊娠・出産など大きなライフイベントに伴う神経回路の変化を捉え、その分子機構や意義を研究しています。
	動的恒常性研究チーム　Sa Kan YOO 生物は、傷や病気、老化といった、生体内の恒常性の破綻にある程度まで対応することができます。その結果、恒常性の回復を達成できることもあれば、組織や最終的には個体の死に至ることがあります。私たちは、このような現象を、遺伝学的アプローチやイメージングのできる実験系に落とし込むことで、そのメカニズムを、細胞・組織・個体レベルで明らかにすることを目指します。具体的には、ショウジョウバエを使い、老化・癌・細胞死・栄養といった切り口で研究を行なっています。
	上皮形態形成研究チーム　Yu-Chiun WANG Epithelial tissue deforms to produce body and organ structures. We use a multiscale, quantitative approach, combining genetics, live imaging and optogenetics to study the interplay between gene expression, mechanical forces and cell polarity during this process. 上皮は、体や臓器の構造を作り出すために変形します。私たちは、この上皮の変形の分子機構を理解するために、遺伝学・ライブイメージング・オプトジェネティクスを組み合わせて、多階層で定量的な手法をとることで、遺伝子発現・力学的な力・細胞極性の相互作用を研究しています。