ある種の微生物は、人類が到底生存することができない高温環境下や、強酸性・強アルカリ性環境下などの過酷な環境（極限環境）でも活発に生育できます。私たちは、こうした微生物が示すユニークな機能に着目し、それらの機能を支える生体分子（遺伝子や酵素タンパク質など）の働きや分子進化のメカニズムを解明しています。また、これらの生体分子を工学的発想に基づき人為的に組み合わせることで、産業的利用価値を有した新たな（天然には存在しない）生物機能を創り出すことに取り組んでいます。
私たちの研究室では、様々な生物（微生物、昆虫、植物、哺乳類細胞）を宿主とした医療用タンパク質生産技術の開発を行っている。特に、薬効に大きく影響する医療用タンパク質の糖鎖修飾に着目している。糖鎖修飾は生産に用いる細胞に依存し、ヒトと異なる構造の糖鎖で修飾された場合、ヒトに対して抗原性・アレルギー性を起こす可能性がある。そこで我々は、これら生産細胞の糖鎖修飾改変技術を開発し、ヒトに優しい構造を持った医療用タンパク質の生産にチャレンジしている。
「生命とは何か？」この素朴で、しかし深遠なテーマに迫るために、私たちの研究室はバイオイメージングという生きた細胞の中で起こる分子レベルの現象を見て理解する研究を行っています。具体的には、光を放つ生きものから発光タンパク質の遺伝子を単離し、生命の理解に役立つバイオセンサーやイメージング法の開発を行っています。このような研究は、生命現象の根源的な理解はもとより、医療や創薬にも大きく貢献します。さらに、光るタンパク質の遺伝子を植物に組み込み、最終的には電力を必要としない照明システムなど、未来社会を変革する技術の開発も進めています。
我々は、蛋白質結晶学とクライオ電子顕微鏡の手法で複合体蛋白質の立体構造を解析し、立体構造に基づいて生命機能を理解しようという研究室です。蛋白質の構造を解析することだけで、全ての生命現象を理解できるとは思いませんが、生命が持つ基本的なシステム、例えば「呼吸」「光合成」「生体運動」などに限って考えた場合、その働きは複合体蛋白質の結晶構造を基に理解することができます。研究対象は主として蛋白質の複合体と膜蛋白質であり、「光合成生物」「分子モーター」「生体超分子」をキーワードに構造研究を進めています。
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