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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

疾患の要因となる“糖鎖”を認識する抗体を作るための化合物を開発

糖鎖は疾患のマーカーとして有用であり、糖鎖を認識する抗体が自在に開発できれば、新しい診断マーカーやワクチンを開発できるようになる。しかし、動物では糖鎖を認識する免疫システムがあまり発達していないことから、糖鎖では強い免疫応答を起こせないため、タンパク質抗原に対する抗体の産生に最適化された従来技術では実用的な抗体の作製は困難であった。今回、セラミドアナログと化学結合させた人工糖脂質を作り動物に投与すると、糖鎖を認識する抗体の産生を促進できることを発見した。この方法を応用することで、がんなどの診断薬や感染症に対するワクチンなどの開発への貢献が期待される。

生命工学領域の最近の研究成果の概要図

今回開発した人工糖脂質の概要と用途

生命のもととなる可能性のある有機物の合成反応を実証

鉱物を触媒として用いて水素(H2)と二酸化炭素(CO2)から容易に有機物が合成できることを発見し、この反応によってできた有機物が生命誕生の基となった可能性を提案した。生命は有機物で作られているが、最初の生命が誕生する際の有機物がどのようにできたのかについては謎が多かった。これまで、単純なガスから有機物が合成され、その集積を元にして生命が誕生したとする仮説が有力であった。地下から熱水が噴出する熱水噴出孔は、原始の地球にも多くあり、そこにはH2とCO2、触媒となりうる鉱物が豊富にあるので、生命の起源が誕生した場所の最有力候補として考えられてきた。しかしこれまで、H2とCO2からの有機物の合成は、化学工業などにより数百℃以上の極めて過酷な反応条件では実証されていたが、生物の代謝反応に近い温和な条件での反応を天然の鉱物を触媒として用い実証した例はなかった。今回、熱水噴出孔にあったと考えられる複数種の鉱物が触媒として働き、100 ℃以下の温和な条件でCO2から有機物が合成されることを発見した。今回の成果は、生命誕生の理解へ大きく貢献すると期待される。

生命工学領域の最近の研究成果の概要図

今回発見した反応の概要

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

私たちが強みとする糖鎖解析技術と幹細胞操作技術を基盤に、

  1. 糖鎖の差異を用いた疾患の診断マーカー開発と診断薬への展開
  2. 安全なヒト幹細胞樹立法と幹細胞大量培養技術の開発
  3. 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の開発
  4. 天然化合物の生産技術の開発と天然物ライブラリーを用いた創薬スクリーニング

などを進めています。また、私たちが得意とする2つの技術を融合させながら新たな技術の開発を推進するとともに、他の専門分野の技術を取り入れた融合技術の開発も積極的に実施したいと考えています。

私たち創薬基盤研究部門は、社会の要請や産業界のニーズをお聞きしながら、新たな技術開発を行い、得られた成果を産業界・企業へ橋渡しします。

創薬基盤研究部門の研究イメージ画像

創薬基盤研究部門の基盤技術

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ーなど、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研究イメージ画像

バイオメディカル研究部門の基盤技術

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、生体工学、生物学、材料化学、物理学などの知識や知見を結集・融合することによって人間や生活環境についての科学的理解を深め、それに基づいて、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、医療基盤・ヘルスケア技術の開発のうち、

  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、地域の健康関連産業の活性化への貢献も任務とします。

健康工学研究部門の研究イメージ画像

分野横断的な知識・知見の結集・融合による健康工学研究の推進

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

生物プロセス研究部門は、生物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、医薬原材料、有用タンパク質、生物資材、新機能植物品種など、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します。

これらの目的を達成するために

  1. 微生物をはじめとする各種生物遺伝子資源の探索技術の開発
  2. 遺伝子組換え植物・微生物・動物などによる有用物質生産技術の開発
  3. タンパク質・核酸・生体関連化学物質材料などの開発

に取り組みます。

生物プロセス研究部門の研究イメージ画像

当研究部門の概要

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

創薬分子プロファイリング研究センターに構築された世界屈指の創薬基盤技術をさらに発展高度化することで、積極的に産業界と連携し創薬産業を短期的に活性化させるとともに、生命科学における新パラダイム創出を目指します。

特に、新たな市場を生み出せるポテンシャルのある、完成された技術基盤やノウハウをくくりだし、産業界とともにジョイント事業を創出することを目的とした、実験的な事業化センターとしての機能も果たします。

即ち、橋渡しをする相手が存在しない、新規な事業について自ら「橋を渡り」、新たな産業と市場を生み出すことを目指しています。

創薬分子プロファイリング研究センターの研究イメージ画像

事業化センターとして新たな産業と市場と生み出す「汎用ヒト型ロボット」「抗体プロファイリングによる創薬・診断」「数理情報解析によるデジタル創薬・診断」「NMR 技術からの創薬分子設計」「エピジェネティックの可視化」に関する5つの事業化を目指しています。

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

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


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