东京大学药学科学 - 物理药学科学

药学科学 - 物理药学科学

生物分析化学

在单分子水平上测量生物分子的功能并阐明生命功能

研究课题

1. 阐明生物分子机器的工作原理
2. 使用单分子检测显微镜进行细胞功能分析
3. 利用微/纳米器件的分析科学与技术的发展

21世纪是生命科学的世纪。为了了解生物体，有必要进行各个层面的研究。最底层是蛋白质和DNA等生物分子发挥作用的层。它们结合在一起创造出生物超分子、细胞、器官等，进而构成个体、社会和生态系统。我们关注最小的功能单位“生物分子”的层次结构和生命功能最初表达的“细胞”的层次结构，并研究生物分子发挥功能的机制。我们如何共同构建一个系统？我想澄清一下。
具体来说，将荧光染料附着在单个生物分子（大小为几纳米）上，并使用配备超灵敏摄像机的荧光显微镜进行观察。生物分子是分子机器，即使只有一个分子也可以执行功能。例如，称为驱动蛋白的运动蛋白负责在神经细胞内运输物质，通过将 ATP 水解产生的化学能转化为称为运动的机械能来移动。这种分子马达以 8 nm 的步长移动，有两条腿，位于称为微管的轨道蛋白上。人类目前尚不具备制造这种分子机器的技术，但我们希望通过研究生物分子机器的运行机制，在不久的将来能够做到这一点。另一方面，复杂的系统是通过各种生物分子机器的自组装而创建的。这一系统也与人工系统有很大不同。“生命”可以说是这些复杂系统的运作。通过研究这些生物系统，我们探索生命的奥秘。