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生物工学科

自然環境と調和するバイオテクノロジーの
教育?研究拠点です

生命現象を工学的視点から研究する生物工学(バイオテクノロジー)の役割はますます大きくなっています。生物は様々な化学物質を介して活動しています。本学科では、この化学物質を介した生命現象を解明し、化合物の機能や生命現象の機構を利活用する研究を行うため、化学と生物学を重視した教育プログラムを実施します。すなわち、有機化学、生化学、分子生物学を基盤とし、これらを酵素化学、応用微生物学、食品科学、植物工学、生物情報学まで発展させ、幅広い生物工学の知識や考え方を身に付けた人材を育成します。自然環境と調和するバイオテクノロジーによる豊かな社会をつくり、生命?食?環境にかかわる課題を解決する研究を展開します。


生物工学科ホームページ

学科キーワード

  • ■バイオテクノロジー
  • ■微生物
  • ■抗生物質
  • ■酵素
  • ■ゲノム情報利用
  • ■有機合成
  • ■機能性食品
  • ■バイオマス
  • ■バイオインフォマティクス

教育理念

近年、生命科学は目覚ましく発展し、生命現象を工学的視点から研究する生物工学の役割はますます大きくなっています。生物は様々な化学物質を介して活動しています。本学科では、この化学物質を介した生命現象を解明し、化合物の機能や生命現象の機構を利活用する研究を行うため、化学と生物学を重視した教育プログラムを実施します。すなわち、有機化学、生化学、分子生物学を基盤とし、これらを酵素化学、応用微生物学、食品科学、植物工学、生物情報学まで発展させ、幅広い生物工学の知識や考え方を身に付けた人材を育成します。

本学科の特徴

  • 1年生から4年生まで有機化学を中心とした体系的な講義および演習の実施
  • 3年生前期までに生物工学の基礎的実験手法を習得し、3年生後期から研究室に配属して専門的な実験?研究ができる教育環境
  • 充実した先端実験機器をいつでも使用できる研究?教育環境

関連資格

  • ■上級バイオ技術者
  • ■危険物取扱者
  • ■毒物劇物取扱責任者
  • ■放射線取扱主任者
  • ■バイオインフォマティクス技術者

想定される進路

  • ■医薬品製造企業
  • ■化学関連企業
  • ■食品製造企業
  • ■環境関連企業
  • ■香料?化粧品関連企業
  • ■公的研究機関研究員、大学教員

講座紹介

■酵素化学工学講座


 酵素を用いる医薬品原料の効率的な合成法や健康診断法の開発などについて研究しています。酵素反応は温和な条件下で行われ、環境に優しく省エネルギーに役立ちます。酵素触媒をこれらの目的に利用するために、生物情報を活用した遺伝子発現、酵素?タンパク質の改変、並びに新しい微生物?動植物酵素の探索などの基礎的研究を行い、医薬品原料の合成などへと応用展開しています。これらの研究は、ERATO浅野酵素活性分子プロジェクトの成果に基づき、科学研究費?基盤研究(S)や「くすりのシリコンバレーTOYAMA」などの大型研究プロジェクトを強力に推進することにより行っています。

■応用生物プロセス学講座

固体力学講座
 生物(バイオ)プロセスは、酵素や微生物等を用いる有用物質生産技術のことであり、「CO2排出量ゼロ」の社会を実現するための鍵となる技術分野です。本研究室では、熱水環境に生息する超好熱菌に高い水素生産能力があることを見出し、本菌を用いた非可食性バイオマスから水素生産プロセスの開発を進めています。また医薬品や機能性素材の合成に向け、高度なタンパク質工学技術の開発と利用により、機能改良型や新規機能を示すタンパク質の創出を進めると共に、これらのタンパク質を効率よく生産する技術について開発しています。また、各種光学活性アルコールやエポキシドの合成を担う酵素遺伝子を微生物やメタゲノムから取得し、さらには取得した遺伝子の発現宿主として有機溶媒耐性菌を用いることで、従来よりも高効率な生物プロセスの開発を進めています。

■微生物工学講座

 ペニシリンをはじめとするさまざまな医薬品が微生物の培養により生産され、私たちの健康維持に役立てられています。微生物工学講座では、自然界からカビや放線菌などの微生物を分離、収集し、それらを培養したときに生産される物質の中から、医薬や農薬に役立つ活性物質を探索しています。特に近年は、これまで蓄積してきた経験と技術を生かして、抗生物質や抗癌剤など医薬開発のシーズとなる新規化合物の発見を目的に、これまで研究がなされていない未利用微生物種や新種微生物、例えば海洋微生物、好熱性バクテリア、超希少放線菌などの微生物からの新規有用物質探索に注力しています。

■生物有機化学講座

 私たちの研究室では、有機合成化学と計算化学を基盤技術とした、生物活性物質の合成と設計に関する研究を行っています。天然に存在する重要な生物活性を有する有機化合物(天然物)を研究対象として設定し、効率的な分子構築法の開発と構造?配座活性相関による機能解析、合理的な分子設計により、医農薬品のシーズとなる有用分子の創製を目指します。さらに、地球温暖化防止のため、再生産可能な資源である木質バイオマス(セルロース、ヘミセルロース、リグニン)の成分分離法の開発や有用物質への変換を目指した研究も行っています。

■機能性食品工学講座

 21世紀の超高齢化社会において、健康の維持?増進及び疾病の予防?改善に繋がる機能性食品の開発はきわめて重要な研究課題です。本講座では、生理活性物質や食品中の機能性成分の生理作用メカニズムおよびヒト体内における代謝を解明することにより、機能性食品や医薬品の開発に役立つ研究をしています。特に、遺伝子、酵素などの分子レベルから、細胞、動物個体レベルにいたるまで、さまざま解析手法を用いた研究を展開しています。

機能性食品工学講座

■植物機能工学講座

 植物機能工学講座では、「二次代謝」や「分化全能性」という植物に特有の機能に着目し、生物工学における各分野の技術を複合的に用いて、基礎から応用までの幅広い研究を行っています。すなわち、植物がどのように、そして何のために多様な二次代謝産物を作り出しているのかを解明し(基礎研究)、酵素や植物培養細胞を用いて、ヒトにとって有用な植物二次代謝産物を効率的に生産する技術の開発(応用研究)を行っています。具体的には、植物二次代謝産物の、1)代謝関連酵素の精製、酵素遺伝子単離、
酵素機能解明と改変、酵素の分子進化機構の解明、2)生合成経路の解明、3)生理学的存在意義の解明、4)探索(単離、構造解析)、5)植物培養細胞を用いた生産、の5つを柱とし、それ以外にも機能性脂質を効率よく生産する高機能な緑藻の探索を進めています。このような研究によって得られた成果が、医農薬、化粧品、化成品、食品などの様々な分野で実用化されることを目指して日夜研究に励んでいます。

■応用生物情報学講座

応用生物情報学講座

 「生物情報=DNA」と考えて、研究を行っています。DNAは細胞の中において、転写されRNAとなり、翻訳されてタンパク質になります(セントラルドグマ)。しかし、異なる生物種由来のDNAは一般的には、細胞内で機能しません。他方、生物進化の過程にお
いて、DNAは水平伝播によって異なる生物種間を移動しています。また、海水、河川、土壌などいかなる環境においても、細胞外にも多くの種類のDNAが存在しています。生物進化はゲノムDNAの変化(進化、多様化)によって導かれてきました。DNAにおける変化は、点突然変異だけではなく、遺伝情報の水平伝播によるダイナミックな変化が生物進化に大きな影響を与えてきました。このような背景により、本研究室では、化合物であるDNAがどのような条件のもと、生物情報として機能するかについて、真正面から取り組んでいます。

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