研究

DNAやRNAに代表される核酸は、遺伝情報の伝達、遺伝子発現の制御、分子認識、触媒といった様々な生化学的な機能を有します。核酸化学・工学ユニットでは、生物が持つ核酸や人工核酸の多様な機能を活かした、機能性核酸を創ることを目指しています。

実際に博士研究員や大学院生が取り組む研究テーマは、個々の経歴や興味に基づいて、核酸化学や核酸工学という枠組みの中で決めていきます。現在進行中のプロジェクトの例としては、高速シーケンシング法の核酸化学・工学への応用、動物細胞およびバクテリアにおけるリボスイッチの応用、非天然核酸の合成と応用、リボザイムの実験室進化、などがあります。


手法の開発

高度な機能を持つ核酸の創成には、新しい、もしくはより有用な手法を開発することが非常に重要です。当ユニットでは、これまで機能性核酸の設計と解析に役立つ新しい手法を多く開発してきており、これからも積極的に新しい手法の開発を行います。当ユニットでは、これらの手法を用いて様々な応用研究も行います。 

生物への応用

人工核酸、特に人工RNAは生きている細胞の中にある様々な生体分子と相互作用することにより、細胞の挙動を制御することが可能です。当ユニットでは、これまで化学物質に応答する遺伝子発現制御スイッチ(リボスイッチ)として働く人工RNAを開発し、動物細胞やバクテリアの遺伝子発現制御に応用してきました。当ユニットでは、これらの人工RNAデバイスを代謝工学や遺伝子治療などに応用することにも関心を持っています。

化学的システム

当ユニットでは複数の核酸分子から構成されるシンプルもしくは複雑な化学的システムを設計することも行っています。最近では、化学センサー、信号増幅、蛍光出力の機能を統合した、RNAのみからなる核酸回路を発表しました。このような核酸で構成される人工化学システムは、核酸化学の限界を探るとともに、将来の医学・生物学的な応用のためのモデルとして、興味深いと考えられます。