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生命工学領域のタイトル画像

健康で活力のある長寿社会の実現を目指して

生命工学領域は、新たな健康評価技術や創薬推進技術の開発、 あるいは個人の状態に合わせて健康維持・増進・回復を推進する技術の開発により、ライフ・イノベーションに貢献します。また、バイオプロセスを用いた環境負荷低減技術の開発により、グリーン・イノベーションに貢献します。これらの活動により、健康で安心して暮らせる健康長寿社会や環境負荷を抑えた持続可能な社会の実現を目指します。

生命工学領域の体制図1

重要戦略詳細

創薬基盤技術の開発

創薬のリードタイムを短縮するために、これまで絨毯爆撃的に行われてきた古典的な新薬の探索から脱却し、短時間に低コストで成功率の高いスマートな創薬プロセスを実現することを目指します。そのために、ロボットやナノテクノロジー、数理解析技術を駆使した創薬最適化技術、ゲノムデータから疾病因子を推定したりゲノム情報の秘匿検索を行ったりするゲノム情報解析技術、糖鎖などのバイオマーカーによる疾病の定量評価技術など、新しい創薬の基盤となる技術を開発します。そのため、以下の研究開発に取り組みます。

  • 産総研が優位性をもつバイオとITを統合した医薬リード化合物最適化技術の高度化・高速化を進め、新薬開発速度の加速および開発コストの低減に資する創薬基盤技術の開発を行います。
  • 産総研がもつ優れた糖鎖解析技術やライブラリー解析技術を応用して、疾患に特異的に反応する分子標的薬の開発に資する基盤技術の開発を行います。
  • 生体分子の構造や機能を理解するとともに、得られた知見を活用し、新しい創薬技術基盤、医療技術基盤の開発を行います。

医療基盤・ヘルスケア技術の開発

豊かで健康的なライフスタイル実現のために、医療基盤・ヘルスケア技術の開発を行います。そのために、損傷を受けた生体機能を幹細胞などを用いて復元させる再生医療などの基盤となる幹細胞の標準化と細胞操作技術の開発、健康状態を簡便に評価できる技術や感染症などの検知デバイスの開発、さらに、生体適合性や安全性の高い医療材料や医療機器の開発を行います。そのため、以下の研究開発に取り組みます。

  • 先進医療技術を確立するための基盤となる細胞操作技術と医療機器・システムの技術開発を行います。さらにガイドライン策定と標準化による幹細胞ならびに医療機器などの実用化支援を行います。
  • 健康状態を簡便に評価する技術や感染症などの検知デバイスの開発を目指して、健康にかかわる分子マーカーや細胞の計測技術、生理状態の計測技術、そのデバイス化技術の開発を行います。

生物機能活用による医薬原材料などの物質生産技術の開発

化石燃料代替物質、化成品原料、医薬品原料、有用タンパク質、生物資材など、物質循環型社会の実現のために、遺伝子組み換え技術を用いて微生物や植物の物質生産機能を高度化し、バイオプロセスを用いた医薬原材料などの有用物質を効率的に生産する技術の開発を行います。そのため、以下の研究開発に取り組みます。

  • バイオプロセスによる高効率な物質生産技術の開発を進め、医薬原材料、有用タンパク質、生物資材、新機能植物品種、化石燃料代替物質、化成品原料などの有用物質を高効率に生産する技術の開発を行います。
  生命工学領域の体制図2

最近の研究成果

世界最薄・最軽量のノイズ低減機能付き生体計測回路を実現

世界最薄・最軽量の生体計測用の差動増幅回路の開発に成功しました。ヘルスケアや医療用途の生体計測回路は、これまで、シリコントランジスタに代表される硬い電子素子で構成されていました。しかし、硬い電子素子が柔らかい肌などの生体組織に触れると炎症を起こしやすいため、日常生活において長時間の生体信号の計測は困難でした。本研究グループは、有機トランジスタという柔軟な電子素子を厚さ1マイクロメートル (マイクロ:100万分の1) の薄くて柔らかいプラスチックフィルム上に集積することで、装着感のないフレキシブル生体計測用回路を開発しました。作製した回路は差動増幅回路とよばれる信号処理回路の一つです。従来のシングルエンド型の増幅回路と比較すると、本研究のフレキシブル差動増幅回路は、微弱な生体電位を増幅可能なだけではなく、外乱ノイズを取り除くことができます。実際に人の生体計測に用いることで、重要な生体信号である心電信号のリアルタイム・低ノイズ計測を実証しました。本成果によって、日常生活において心電信号に限らない様々な微弱生体信号 (脳波や胎児心電など) を機器の装着感なく正確にモニタリングすることが可能になると期待されます。

ナノレベルで生きたまま観察!骨形成の初期過程を解明

生きたままの骨芽細胞が基質小胞を細胞内で形成・分泌する過程を、新しい顕微鏡技術を用いてナノレベルの解像度で観察し、細胞内で形成された基質小胞が、細胞内の不要物を分解するリソソームを使って運搬され、細胞外に分泌されることを世界で初めて明らかにしました。1967年に初めて電子顕微鏡による基質小胞の観察が報告されて以降、その形成・分泌過程については解明が進んでいませんでした。電子顕微鏡では細胞を生きたままの状態で観察することができず、試料作製時にノイズを生じてしまうため、基質小胞の正確な観察が困難でした。そこで今回岩山助教・村上教授らの研究グループは、これらの問題を克服し、培養細胞を生きたまま高解像度で観察するため、産総研の小椋上級主任研究員が開発した独自の走査電子誘電率顕微鏡(SE-ADM)と、超解像蛍光顕微鏡を併用した結果、培養細胞が基質小胞を形成・分泌する過程を生細胞のままで可視化することに成功し、基質小胞による骨形成の初期過程を解明しました。これにより、骨粗鬆症や歯周病といった硬組織疾患の病態解明や治療法の開発につながることが期待されます。


研究ユニット

創薬基盤研究部門

創薬や再生医療に求められる新たな技術の開発と産業化を目指して

病気を早期に検出するとともにその原因因子の異常を修復することが医療で求められています。当部門では、我々が強みとする“糖鎖解析技術”、“ヒト幹細胞の樹立・標準化技術と分化誘導技術”、“バイオインフォマティクスによるヒト由来大量データ解析技術”を駆使しながら、

  • ①糖鎖の差異を用いたガンを含む疾患の診断マーカー開発と診断薬への展開、疾患の生体内標的糖タンパク質の同定とその治療薬開発
  • ②安全なヒト幹細胞樹立・単離法の開発と幹細胞から作り出した細胞・組織・器官を創薬スクリーニングや再生医療へ応用するための効率的な幹細胞分化誘導技術
  • ③大量ゲノムデータから疾病因子を効率よく推定するバイオインフォマティクス技術やゲノム情報の秘匿検索技術の開発
など、創薬や再生医療に求められる新たな技術の開発と企業連携による成果の産業化を進めています。

 

創薬基盤研究部門の画像

研究拠点

臨海副都心センター、つくばセンター(中央)

参画する技術研究組合

  • 幹細胞評価基盤技術研究組合(SCETRA)
  • 次世代天然物化学技術研究組合
  • エピゲノム技術研究組合(EpiRA)
  • 高機能遺伝子デザイン技術研究組合(TRAHED)
  • 次世代バイオ医薬品製造技術研究組合(MAB)

所在地

〒305-8568 茨城県つくば市梅園1-1-1 つくば中央第2
Eメールアドレス:brd-info-ml*aist.go.jp(*を@に変更して使用してください。)
創薬基盤研究部門WEBサイト

バイオメディカル研究部門

生体分子・細胞・個体の一体的な機能を理解し、新たな創薬基盤技術を創出

生体分子の構造・機能、細胞の機能・動態、個体の病態・発症メカニズムを理解、解明するとともに、得られた知見を活用し新しい創薬基盤・医療基盤技術の開発を進めています。
新しい薬の開発や病気の治療法の開発のため、生体メカニズムや疾病に関連する遺伝子・蛋白質などの機能・構造の解明や、生体内での複数の事象を総合的に制御する仕組みの解明を目指します。併せて、それら生体内事象の制御技術や、疾病診断に寄与する高感度センサなど、創薬・医療産業振興に求められる新しい基盤技術を開発します。また企業や国際機関との連携およびその活動を支援するハブ機能を強化し、さらには、進行しつつあるバイオテクノロジーの国際標準化の流れに対応できる国際競争力のあるバイオメディカル研究を推進します。

バイオメディカル研究部門の画像

研究拠点

つくばセンター(中央)、関西センター

参画する技術研究組合

  • 次世代バイオ医薬品製造技術研究組合(MAB)

所在地

〒305-8566 茨城県つくば市東1-1-1 中央第6
電話:029-861-6022  FAX:029-858-3282
バイオメディカル研究部門WEBサイト

健康工学研究部門

医療機器基盤・ヘルスケア技術の開発により健康な社会づくりへ貢献

健康工学研究部門では、持続可能な社会の中で健康かつ安全・安心で質の高い生活の実現を目指し、人と適合性の高い製品や生活環境を創出するための研究開発を行います。具体的には、

  • 1)医療機器の高度化とレギュラトリーサイエンス
  • 2)健康状態の可視化
  • 3)生活環境における健康増進
を研究開発の柱としました。大学や産業界とも連携し、基礎研究から橋渡し研究を進め、健康工学研究領域の確立、並びに21世紀における新たな健康関連産業創出に貢献することを目指します。
また、本研究部門は、四国、つくばに研究開発拠点を置き、地域の健康関連産業の活性化への貢献を着実に推進することも任務とします。

 

健康工学研究部門の画像

研究拠点

四国センター、つくばセンター(中央、東)

所在地

〒761‑0395香川県高松市林町2217‑14
電話:087‑869‑3526 FAX:087‑869‑4178
健康工学研究部門WEBサイト

生物プロセス研究部門

バイオテクノロジーによるものづくりのための基盤研究から実用化へ

当部門は、バイオプロセスによる高効率な物質生産を目指した基礎的・基盤的研究から実用化研究に至るまでの一貫した研究を行い、化石燃料代替物質、化成品原料、医薬化学品、有用タンパク質、生物資材など、物質循環型社会の実現ならびに高品位な物質生産技術の開発に貢献することを目的とします。本目的を達成するために微生物あるいは植物を利活用した物質生産技術の開発に取り組んでいます。
微生物を中心とした研究では、

  • ①生物資源や有用遺伝子資源探索技術開発
  • ②微生物の生理的変化をゲノム科学的手法により解析し物質生産に結び付ける手法の開発
  • ③物質生産に適したプラットフォームの開発を推進します。
 一方、植物を中心とした研究では
  • ①植物機能を改変する技術あるいは育種技術などによる有用植物の作出
  • ②植物工場など人工環境による高度な栽培技術の開発などを行います

 

生物プロセス研究部門の画像

研究拠点

北海道センター、つくばセンター(中央)

参画する技術研究組合

  • 高機能遺伝子デザイン技術研究組合(TRAHED)

所在地

〒062‑8517札幌市豊平区月寒東2条17‑2‑1
電話:011‑857‑8537 FAX:011‑857‑8915
生物プロセス研究部門WEBサイト

創薬分子プロファイリング研究センター

「橋を渡る」-「橋渡し」研究の深化

世界断然トップの高精度なバイオ計測技術とバイオIT技術を融合することにより、新薬開発に要する時間を短縮化し、開発コストを大幅に削減する次世代の革新的な創薬プロセスを実現します。当研究センターでは、“高精度かつ網羅的な定量プロテオミクス”、“オミックスデータ数理情報システム解析”、“分子設計・分子シミュレーション”に関する基盤技術を開発してきました。それぞれの基盤技術を一つの拠点で同時進行することにより高い相乗効果が生まれ、これまでに多数の国内外製薬企業との「橋渡し」研究へと繋げています。また今年度から、産学官によるオープンイノベーション拠点形成をさらに促進するために組織を改編し、より多様な産業界ニーズに対応できる技術開発を進めるとともに、7つの実用化目標を設定し、すべての課題について事業化-橋を渡る-を目指します。

創薬分子プロファイリング研究センターの画像

研究拠点

臨海副都心センター

参画する技術研究組合

  • 次世代天然物化学技術研究組合
  • エピゲノム技術研究組合(EpiRA)

所在地

〒135-0064 東京都江東区青海2-4-7
電話:03-3599-8100 FAX:03-5530-2064
創薬分子プロファイリング研究センターWEBサイト


その他の研究推進組織

「プロジェクトユニット」は政策的・社会的に重要な国家プロジェクト等の研究課題を、「研究ラボ」は将来の研究センター化を目指す重要な研究課題や政府等からの要請に基づく研究課題、研究所外との連携研究課題等を、領域や研究部門を問わずに集中的に実施する研究者の集合体です。

研究ラボ

  • 創薬資源研究ラボ
  • ペプチド創薬研究ラボ
  • ヒト細胞医工学研究ラボ
「オープンイノベーションラボラトリ(OIL)」は経済産業省の進める「オープンイノベーションアリーナ構想」の一環として、大学等内に設置する連携研究拠点です。OIL の設置を行うことで大学等の基礎研究と、産総研の目的基礎研究・応用技術開発を融合し、産業界へ技術の「橋渡し」を推進します。また、企業の戦略に、より密着した研究開発を実施するため、その企業を“ パートナー企業” と呼び、産総研の中に企業名を冠した「連携研究室」、通称「冠ラボ」を設置しています。パートナー企業と共に産総研の目的基礎研究・応用研究の事業化を加速します。


生命工学領域研究戦略部

連絡先:生命工学領域研究戦略部 研究企画室

メール:life-liaison-ml*aist.go.jp(*を@に変更して送信下さい。)
話:029-862-6032


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国立研究開発法人産業技術総合研究所