木賀研究室

About研究室について

ありえた生命をつくってみる。

木賀研究室は、遺伝子工学の発展形である合成生物学を手段として研究しています。
合成生物学は、ゲノム情報など蓄積された生体分子の情報をもとに、DNA・RNA・タンパク質といった生命の「部品」を組み合わせ、人工的な生命システムを試験管内や細胞内に構築することを目指す分野です。
生命の起源の理学的な探求から、生物の設計手法を確立して産業へ応用するところまでを扱います。
研究紹介に記した仕事を進める予定ですが絶対的な縛りではなく、志望する人が独自の問題意識を持って取り組むことを応援すると教員は書いています。

Research研究テーマ

遺伝子工学の発展形である合成生物学を手段とし、生命の起源の理学的な探求から、生物の設計手法の確立による産業応用までを行っています。実験で分子をつくる仕事と、AIで配列や回路を設計する仕事を組み合わせて進めます。

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アミノ酸の種類が変化したタンパク質の人工進化↗

生命がなぜ現在の20種類のアミノ酸を用いているのかは、生命の起源に関わる根源的な疑問です。人工的に改変した遺伝暗号を用いた翻訳系や人工細胞を使い、アミノ酸の種類を変化させたタンパク質をつくり、人工的に進化させる実験に取り組んでいます。

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タンパク質をAIでデザイン↗

同じ働きを持つタンパク質でも、生物ごとに少しずつ違う配列がデータベースに多数登録されています。これを学習データとして深層学習で配列空間をモデル化し、新しい配列を生成します。立体構造予測AIで有望な候補を選び、実際に合成して生物実験で確かめます。

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発想に対応した人工遺伝子回路を自動生成↗

遺伝子には「何をつくるか」と「いつつくるか」という二つの情報があり、後者は研究者が設計する必要があります。これまで人間が膨大な組み合わせを評価していたところにAIを使い、研究者の発想に応じた制御系を自動で生成することを目指しています。

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生命誕生のカギとなる分子を再現↗

RNAワールドに存在したリボザイムなど、生命誕生の初期段階で鍵となる生体高分子を再現し、その機能を明らかにすることで生命の起源に迫ります。地球とは異なる環境下で生体分子がどう振る舞うかを探る研究も進めています。

Voices先輩の声

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