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。


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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、化学品、食品原料などの製造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。また医療の場においても酵素を用いる各種疾病の簡易・迅速な診断方法が注目を集めています。酵素触媒をこれらの目的に利用するために、新しい微生物・動植物酵素の探索、酵素の構造情報を利用した酵素の改変および探索、ゲノム情報を駆使した組換え酵素発現技術、酵素による生体物質の検出、基質の有機合成などの研究を行っています。これまでERATO「浅野酵素活性分子プロジェクト」などにおいてバイオテクノロジーを牽引する大きな成果を挙げており、現在も「動植物酵素の異種宿主における可溶性発現技術の開発とそれらの有用物質生産への利用」が科学研究費・基盤研究(S)に採択されています。動・植物を酵素探索の対象として開拓し、さらにタンパク質・酵素の高次構造を情報科学の側面から解析して、異種タンパク質・酵素の可溶性発現や酵素探索技術、および得られた酵素の有効利用法を開発します。

■応用生物プロセス学講座

固体力学講座

新しいバイオプロセスの研究開発や蛋白質の高機能化に必要な基盤技術に積極的に取り組んでいます。具体的には、バイオプロセスによる各種光学活性アルコールやエポキシドの高収率合成やバイオプロセスを利用した新規機能性食品素材の研究開発を行っています。開発した技術は企業との共同研究を積極的に行い近い将来の実用化が期待できます。もちろん、こうした応用研究以外にも、触媒酵素遺伝子のメタゲノム(ある環境中の微生物等のDNA)からのライブラリー化技術の開発、有機溶媒中での酵素反応の強化、高度な機能を持つ蛋白質分子:一本鎖抗体等の研究開発、ハロゲン化酵素や各種酸化還元酵素の機能解析や応用の可能性の追究などバイオプロセスの基盤研究も行っています。研究では、微生物や藻類の取り扱いや培養、遺伝子工学の最新手法、酵素の分離・精製と反応の解析、進化分子工学による生体触媒の高機能化、新機能蛋白質の創製、生体触媒反応による有用物質の生産などを行います。

■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

自由自在に分子を操ることができる有機合成化学者にとって、人類の公衆衛生や社会生活を向上させる機能性分子の創製は、重要なアウトプットです。私たちは、分子構築戦略の開発、構造・機能解析、分子設計を基盤とした相補的な研究体制のもと、天然有機化合物の構造を模倣した高性能な生体機能分子の創製を目指します。本講座が得意とする全合成化学に、計算化学を活用した遷移状態探索、分光学的データの予測、網羅的な配座解析などを組み合わせることで、複雑天然物の効率的合成、構造が明らかにされていない希少天然物の構造決定、構造及び配座活性相関に基づく機能性分子の設計に取り組みます。重要な生物活性を持つにも関わらず研究対象とされていない天然物の有効活用を目的として、ポスト全合成研究の展開を目指します。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います。そして、これらの研究を通して、社会を牽引できる人材を育成します。

■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

植物は、動物には無い非常に多様性に富む物質を生産する能力を持っており、そのような物質は二次代謝産物と総称されます。植物二次代謝産物は医薬、農薬、化粧品、染料、香料、サプリメントなどの様々な分野で利用されており、私たちの生活にはなくてはならないものです。本講座では、植物工学、生化学、有機化学、分子生物学、微生物学といった各分野の技術を複合的に用いて、植物有用物質の生合成機構と生理学的意義を解明するとともに、これらの基盤研究の成果を応用して、目的の有用物質を効率的に生産する技術開発に取り組んでいます。

■応用生物情報学講座

応用生物情報学講座

DNAシークエンス技術の革新的な発展によって、ゲノム情報は急増しています。本講座の大量並列型DNAシーケンサーは1回の測定で150億塩基のデータを産出することが可能です。このデータを解析するためには、コンピュータが必要不可欠です。また、世界の多くの研究室で産出される塩基配列情報は国際的なデータベースに登録されます。これらの情報を効率良く利活用するためにも、バイオインフォマティクスが不可欠です。今後、バイオインフォマティクスによって、私たちがまだ知らない生物の仕組みが次々と明らかになるでしょう。また、バイオインフォマティクスは次の研究方針や方向性を考える際にとても役に立ちます。本講座では、学び、試し、考えながら道を拓くような人材の養成を行います。


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