微生物や植物が産生する「小分子化合物」は、様々な生理活性をもち、医薬品や機能性食品の有効成分や生命科学研究におけるバイオプローブとして重要です。本教育研究分野では、「小分子化合物」を切り口としたケミカルバイオロジーの研究手法を活用した生体分子機能解析を行っています。
　具体的には、がん、生活習慣病、炎症性疾患等の治療や予防への貢献を目指し、ヒトやマウス等の動物細胞の複雑な情報伝達や細胞応答の仕組みの解明を試みています。
　また、本教育研究分野では、がん細胞やウイルス感染細胞を殺傷する細胞傷害性T細胞やナチュラルキラー細胞がもつ特殊な細胞小器官「細胞傷害顆粒」の機能解析や応用研究にも取り組んでいます。

　ヒトの身体は、様々な機能をもつ37兆個以上の細胞によって構成されています。そのうち神経細胞や内分泌細胞は、神経伝達物質やホルモンをシグナルとして使用し、全身の様々な生命活動を調節し、維持しています。
　本教育研究分野では、主に哺乳類を研究対象として、関連疾病に対する医療への社会的要求に応えることを視野に入れながら、神経系や内分泌系における細胞機能の調節機構を解明することを目指しています。特に消化管の神経支配、神経細胞や内分泌細胞の受容体やチャネルの機能などをテーマとして、免疫組織化学、電子顕微鏡、細胞培養、遺伝子およびタンパク質解析などの手法を用いることにより、研究を行っています。

　微生物の代謝や生理に関する基礎的な研究とそこで得られた知見を有用物質の生産や環境の保護に結びつける応用研究をとおして、私たちの生活をもっと豊かに、快適にすることを目指しています。
　具体的には、①生物細胞にとって還元剤や解毒剤の役割を果たしているグルタチオン・細胞が活発に生育するのに必要なポリアミンのバクテリアにおける代謝機構（代謝制御）、②再生可能なバイオマスから効率的に物質生産するために必要な微生物の育種、③微生物酵素を用いた呈味性の改善、④酵母のストレス耐性機構について研究を行っています。基礎から応用にいたる幅広い視野を持った人材の育成を目指しています。

　植物は地球上のすべての生物に欠かせない存在であり、食料や、地球環境問題を解決するバイオ燃料等の原料としても重要です。
　本教育研究分野では、植物のもつ様々なはたらきについて、生化学・分子生物学的レベルから生理生態学的レベルで研究を行っています。光合成のときに二酸化炭素が植物に吸収される過程に注目して、「葉の内部のつくり」や「葉の内部にあるタンパク質」がどのように二酸化炭素の運搬にかかわっているのかを調べています。
　また、植物を襲う害虫やカビに対しては、地球にやさしい天然の農薬といえる、植物が作る殺虫タンパク質や抗菌成分などの新しい防御物質を探して、その作用機構を調べ、農業への応用を目指します。

　視床下部や延髄などの脳幹は、体温、体液、血圧のホメオスタシス、食欲、嘔吐、睡眠など身体に不可欠な機能を持っています。
　本研究室では、ほとんど機能解明が進んでいない脳幹における神経幹細胞の意義について調べています。まず、脳幹の脳室周囲器官が脳と血液情報の直接的コミュニケーションによりホメオスタシスを維持する機構を調べています。次に、脳幹にある神経幹細胞が新しい細胞を生み出すことでホメオスタシス維持に働くだけでなく、脳の疾病後の修復に大きな働きをしていることを調べています。
　私達の研究から、新しい脳の機能について理解が進み、医学・薬学・生命科学の発展に貢献できることを期待しています。

　研究の対象は主にヒト（人間）です。スポーツの場面や日常の生活場面などあらゆる場面でヒトは身体を動かし、行動をおこなっています。ヒトの行動を生理学的、バイオメカニクス的、心理学的な様々な手法を用いて測定・評価し、統計学に基づいた解析を通してヒトの身体や機能の仕組みの解明に取り組んでいます。
　人間の行動（Human Performance）には多くの謎や不思議が潜んでいて、この謎に対して、身体の機能（骨格、筋、神経など）、行動を制御する機能（神経－筋機能、呼吸循環機能、運動学習能力など）、行動に関わる環境（運動要因、体内要因、心的要因、社会的要因）の3つの観点から、総合的な研究を進めています。

　タンパク質は生命現象の中心的な役割を果たしている生体高分子です。本教育研究分野では、タンパク質の立体構造をX線解析で決定し、タンパク質がどのように働いて機能を発揮するのかを分子レベルで明らかにすることを目指しています。同時に、タンパク質の立体構造をドラッグデザインにつなげるための応用研究も行っています。
　主な研究対象は南米のシャーガス病やアフリカの睡眠病の原因となっているトリパノソーマ原虫、赤痢アメーバやトキソプラズマ原虫のタンパク質です。これら寄生虫の生息に必須のタンパク質の立体構造を明らかにし、その立体構造に基づいて抗寄生虫薬につながるタンパク質の阻害剤を論理的に発見することを目指しています。

　昆虫および昆虫ウイルスの機能を利用したバイオテクノロジーに関する教育・研究に取り組んでいます。その一つとして、カイコの染色体遺伝子を人為的に組換えるトランスジェニック技術を用い、新しい有用性を付加したカイコを作り出す研究を行っています。特に、細胞の増殖や分化を制御するタンパク質を含む繭や絹繊維の開発、新しい性質を持つ絹タンパク質やセリシンの開発により、組織工学に貢献できるバイオテクノロジーに取り組んでいます。
　また、将来の、より広範な昆虫利用を念頭において、甲虫（コクヌストモドキ）をモデルとして、細胞死や生殖細胞の発達などがステロイドホルモンによって制御される機構の解明も行っています。さらに、昆虫に感染するウイルスを有用タンパク質の大量生産に利用したり、ウイルス封入体機能をタンパク質工学に利用する応用研究を進めています。

　昆虫は多種多様な生物として、様々な自然環境に自らのライフサイクルを適応させることで進化し、今日の地球上で繁栄しています。昆虫たちの環境に対する適応力に注目し、彼らの生存戦略にひそむ様々な生理機能の解明を目指しています。
　本教育研究分野では、植食性幼虫の色彩の発現に関わる色素の生合成機構と色素結合タンパク質の生理機能の解明、幼虫から蛹への変態期における幼虫表皮タンパク質のリサイクルシステムとその分子機構の解明を進めています。また、カイコ精子成熟カスケードの解明、カイコ絹糸腺組織抽出液を用いた新規無細胞タンパク質合成系の構築などを行っています。

　遺伝学や発生工学の手法が豊富なショウジョウバエをモデル生物として、遺伝子の機能発現の機能解析といった基礎研究から、ヒト疾患のモデル系となるショウジョウバエ系統の作出と、その系統を用いた疾患の発症機構の解析及び治療薬のスクリーニングなどの応用研究まで行っています。
　転写されたmRNAは翻訳されタンパク質として機能します。これまで、タンパク質は翻訳された後、必要な領域へ輸送されると考えられてきました。
　しかし最近の研究から、翻訳される前に、タンパク質として機能すべき領域へ予め輸送されるmRNAが数多く存在し、そのmRNA輸送の重要性が明らかになってきました。ショウジョウバエを用い、mRNAの輸送機構の解明を目指しています。

　これまで細分化の一途をたどってきた生物学の各分野が、「遺伝子」や「ゲノム」の視点によって統合され、生命の理解が大きく発展しつつあります。
　本分野ではカイコやショウジョウバエなどの昆虫を材料として、①転移因子（動く遺伝子）の制御機構とその生物学的意義、②遺伝的多様性の生成と維持機構、③性的二型に関与する遺伝子システム、④塩基配列の変化をともなわない表現型の制御機構（エピジェネティック制御）、などの解明に取り組んでいます。真核生物の遺伝システムを探求するとともに、遺伝子改変生物作出や生物多様性の保全などへの応用を目指しています。

　生物資源の有効活用を図るには「生き物」や「生物多様性」に対する理解を深める必要があります。それを踏まえ、当研究分野では、[1]昆虫・植物由来物質の機能解明と有効利用、[２]異種・同種昆虫個体間や昆虫・植物間の相互作用解明を念頭におき、産業や農業害虫防除への有効利用を目指した研究に取り組んでいます。
　生理活性物質の微量分析技術と、行動/活性評価の技能・技術を駆使し、昆虫・植物に由来する有用物質の機能解明とその利用、環境への影響が大きい真社会性昆虫（アリ・シロアリ）の行動・化学生態の解明、花粉媒介者や農業害虫の化学的行動制御法の開発を目指しています。

　本研究室は自然豊かな嵯峨キャンパスにあります。広い圃場に食用作物、工芸作物、飼料作物などの有用な植物を栽培し、それらの生理生態機能を調べるとともに、栽培管理法についても研究しています。
　人類が直面している食糧問題や資源エネルギー問題の解決のためには、化学肥料や農薬の過度の使用や土壌の劣化などの環境問題をもたらすことなく、作物を安定的に栽培し持続的に利用していくことが必要と考えます。そのような観点から、作物栽培と土壌生態系との関係、農業生態系における物質循環、作物や雑草の植生による土壌の評価、未利用資源を活用した作物栽培法などのテーマに取り組んでいます。

　生命活動は正確であるとともに頑健（ロバスト）でなければなりません。遺伝子の調子がちょっと悪かろうが、間違いが起ころうが、少々の逆境にもへこたれないシステムがゲノムのなかに構築されています。一方で、生命は進化することを止めることもありません。環境に適応する進化能を併せもちます。
　遺伝学、分子・細胞生物学などのウエットな実験と集団遺伝学はじめ理論生物学とコンピューターシミュレーションを駆使したドライな解析の両面から、頑健性と適応という一見相反する生命現象を支える遺伝子と細胞の働きを明らかにします。

　癌やダウン症などの遺伝病に関連した遺伝子の中には、細胞分裂やシグナル伝達の制御に関わるものが少なくありません。そこでそれらの病気の発症機構を理解するために、遺伝子研究に適したショウジョウバエをモデルにして、細胞分裂に伴う核膜や微小管構造の変化、染色体やオルガネラの動態、細胞質分裂、増殖シグナルの伝達機構について最新の細胞生物学的解析法により研究しています。
　さらにショウジョウバエのモデルを用いて、抗腫瘍効果あるいは抗老化作用のある天然物や化学物質の同定を国内外の大学との共同研究により進めています。昆虫を使った基礎研究の成果をヒト疾患や老化メカニズムの理解に役立てることを目指しています。