通常はストップコドンとして働くUGAコドンは、ある特殊な仕組みによって第21番目のアミノ酸であるセレノシステインに翻訳されます。セレノシステインをもつタンパク質はセレンタンパク質と総称され、微生物からヒトまで広く存在し、生体にとって重要な役割を担っています。いったいどのようにしてUGAが翻訳されるのか？その奇妙なメカニズムの謎を解明するとともに、セレンタンパク質のユニークな機能の化石に取り組んでいきます。さらに、産業上有用なセレンタンパク質の高生産系の構築を目指します。
II. 微生物のユニークな物質代謝能を利用した有用物質生産系の開発
① 硫黄・セレン供給酵素を用いたバイオファクター生産系の開発
硫黄やセレンを含む補因子、ビタミン、その他の生体分子は、私たちの健康や生命維持にとって不可欠なバイオファクターであり、抗酸化作用を有する機能性食品、食品添加物や医薬品として高い利用価値があります。本研究テーマでは、一歩間違えると毒にもなりうる硫黄・セレンを巧みにコントロールすることのできる硫黄・セレン供給酵素群の開発とそれらのバイオファクター生産への応用を目指した研究を行います。
② 新規リジン代謝系酵素を利用した有用キラル化合物生産系の開発
光学活性なアミノ酸、アミン、アルコール、カルボン酸は様々な医薬品や農薬の合成中間原料として非常に重要です。本研究では、細菌やカビがもつユニークなリジン代謝酵素に注目し、詳細な反応機構を解析することにより反応効率の最適化を行い、有用キラル化合物生産プロセスへ応用することを目的とします。
III. 微生物の金属代謝とメタロプロテイン（金属タンパク質）の研究
微生物が本来備えている特殊で優れた金属代謝能を解析し、遺伝子工学やタンパク質工学を駆使して改良することで、金属汚染浄化やレアメタル回収に応用することを目指した研究を行います。また、これらの目的に利用可能な新規メタロプロテインの開発を行います。
IV. 微生物を活用した農作物生産効率化に関する研究
微生物の種類は想像を絶するほど多く、これま でに人類が活用しているのはその中のほんのわず かに過ぎません。微生物の多彩でユニークな代謝 産物、微生物が生産する酵素、タンパク質には、私 たちが思いもしない生理活性を持つものがまだた くさんあるはずです。私たちは、それらの構造や 機能を解明し、さまざまな領域に役立てることで 社会の持続的発展に寄与したいと考えています。
中でも今、地球規模で課題となっているテー マに食料と環境があります。私たちは、農作物 の環境負荷の少ない栽培、安全性と品質の高い 生産、それに伴う農業の経済活性化にも、微生 物の活躍する余地があると注目しています。本 プロジェクトでは、微生物を活用した次世代の 育種・栽培・防除技術の開発による農作物の生 産向上を目指します。それによってより安定し た食料供給を実現するのが、究極の目標です。