生体分子学研究室
研究室のこれまで・これから
人間生活になくてはならない植物起源の有用物質の効率的な生産を目的とした「植物組織培養の成分と生合成」研究が出発点です．有機化学／生化学的な手法により，ニガキ科やキク科などの植物培養細胞の成分検索やマメ科フラボノイドの生合成に関与する酵素の同定などを行いました．
現在は分子生物学の手法を取り入れ「高等植物の二次代謝制御」を研究しています．重要な成果として フラボノイド生合成系のシトクロム P450など生化学的にはほとんど解析不可能な酵素の遺伝子を世界に先駆けてクローニングし，植物の生体防御における機能を明らかにしました．またマメ科モデル植物ミヤコグサを用いて二次代謝の調節機構の分子遺伝学的な解明に取り組んでいます．さらに変異酵素タンパク質を用いて反応機構を解明したり，酵素同士の相互作用による効率的な生合成メカニズムを調べています．
研究の特徴
私たちは，分子遺伝学的方法と生化学的方法の両方を用いて，これまでに知られていない新しい遺伝子を同定したり，新しい機能を発見することに力を注いでいます．素材を仕入れて鮮やかに料理する三つ星レストランというよりは，大海原で新鮮な獲物（未知の遺伝子）をとってくる漁船に近いといえましょう．現在は，地球環境の保全と有効利用において重要で，なおかつ有用物質生産のための遺伝資源としても有用なマメ科植物の研究が中心です．また，植物代謝工学に使える有用遺伝子を求めて他の植物も扱っています．
主な研究
植物成分の代謝と生態機能の解明
植物の進化と生合成酵素遺伝子の分子進化の解析
組換え植物を用いた植物成分の役割の解析
生合成遺伝子を過剰発現または抑制させた組換え植物を作成し，遺伝子の機能の解析や植物成分の役割の解析を行っています．
組換え微生物での有用物質生産
大腸菌・酵母などにフラボノイドなどの生合成酵素遺伝子を導入し，生合成系を組換え微生物で再構築させ，有用物質の生産を行っています．
生合成酵素の細胞内局在・タンパク質間相互作用の解析
生合成酵素が細胞内のどのオルガネラに局在しているのか，GFPなどの蛍光タンパク質を用いて解析しています．
生合成酵素の活性検出．酵素の特徴づけ
培養細胞や植物体から酵素を抽出し，酵素活性の検出を行っています．
植物の代謝産物誘導系の確立
植物の組織培養
生合成酵素・遺伝子の解析に用いる培養細胞系を確立しています．
エリシター処理による化合物誘導
培養細胞や植物体にエリシター（ストレスの誘導物質）を投与した際に蓄積する植物成分の分析を行っています．
機器分析 (HPLC, MS, NMR) による代謝物の同定
各種クロマトグラフィーを用いて植物成分を精製し，構造解析を行ったり，定量解析を行っています．
RNA-seq解析
植物の環境適応機構の解明
様々な自生地から採取したミヤコグサ，根粒菌の解析
根粒菌の耐塩性機構の解析
根粒形成における植物成分の役割の解析
その他
植物生態生理機能物質に関する機能ゲノム学的研究
- 生態生理（共生と生体防御）と成分変異の原遺伝子探求
- メタボローム解析
マメ科植物の分子遺伝学的解析
- マメ科モデル植物ミヤコグサのアクティベーションタギングによる形態・共生変異体の解析
- 生合成遺伝子のポジショナルクローニング
- 感染糸数を制御する遺伝子の解析
- 成分含量調節遺伝子
地球環境の保全向上に役立つ植物
- 植物に耐酸性を付与する遺伝子の解析
- 化学合成農薬への依存を減らした作物／Phytoremediation
植物 P450 の構造生物学 [structural biology]・分子進化
- 触媒機能のアミノ酸残基レベルでの理解（タンパク質の推定三次元構造に基づく点変異導入・鍵アミノ酸残基の同定・反応機構解析）
- 植物界でのP450の分布と分子進化の解析
有用二次代謝産物を生産する植物
- 既知化合物の効率的生産／改変酵素による新規化合物の生合成
