理研連携大学院教員
  • 菊地淳 (大学院客員教授)
  • 守屋繁春 (大学院客員准教授)
  • 伊達康博 (大学院客員研究員)

  • 研究室 RESEARCH

     

     自然環境中で働く複雑な生物群集やその場で躍動する生体分子群にアプローチする分野横断的な計測・解析技術開発を推進し、バイオマスの生産・分解に関わる物質・情報資源の探索や、環境・食料問題緩和に関連する産学・国際連携課題を推進することを目指しています。



    (1)物質動態解析技術の構築と、その物質生産・環境保全への応用展開


     植物を中心とする光合成生物は無機物を有機物に変換し、やがてはバイオマスとして生体超分子を大量に蓄積する。しかし生命・生態の維持能力限界で、やがて分解者により陸圏の土壌や、水圏の底泥へと貯留される。これら一連の物質動態について、各種生物への安定同位体標識、溶液・固体NMR法による低分子・超分子計測、微生物群集構造解析、バイオインフォマティクス等の技術を結集して追跡する。こうした基礎研究を産学・国際連携へと展開し、地球環境評価、バイオマス活用、食糧生産等に応用していくことを目指している。


    (2)共生系の生物学と環境中からの有用遺伝子資源の探索



     地球上の生物は、多種多様な共生関係にある。しかし、それらの生物間相互作用のほとんどは、難培養性とモデル生物・生物学の陰に隠れて充分に研究されていない。我々はその広大な未踏領域へ、従来の要素分解的な生物学とは異なる各種オミックス解析的手法を基礎にして踏み込むことで、基礎・応用の両面から全く新しい生物学を確立していく。


    (3)生命・群集系の情報・機構理解のための新しい全体解析の理論的方法


     マルチオミックスを用いた生体分子総体の計測データ等から構成的に生命・群集系の全体像を構築し理解する新しい非線形解析パラダイムを創出する。データマイニング、Javaプログラミング、スーパーコンピューター、データベース、量子化学計算、生命現象の数理等。



    最近の業績(当専攻の大学院生が関わった論文の一例) Latest Issue

    Date, Y., Iikura, T., Yamazawa, A., Moriya, S. and Kikuchi, J.* "Metabonomic sequences of anaerobic fermentation on glucose-based feeding substrates based on correlation analyses of microbial and metabolite profiling" J. Proteome Res. (in press).

    Watanabe, T., Shino, A., Akashi, K. and Kikuchi, J.* "Spectroscopic investigation of tissue-specific biomass profiling of Jatropha curcas. L" Plant Biotechnol. (in press).

    Ogata, Y., Chikayama, E., Morioka, Y., Everroad, R.C., Shino, A., Matsushima, A., Haruna, H., Moriya, S., Toyoda, T. and Kikuchi, J.* "ECOMICS: A web-based toolkit for investigating the biomolecular web in ecosystems using a trans-omics approach" PLoS ONE. 7, e30263 (2012).

    Date, Y., Sakata, K. and Kikuchi, J.* "Physicochemical characterization of complex biochemical mixtures from diversed seaweeds" Polymer J. 44, 888-894 (2012).

    Everroad, C. R., Yoshida, S., Tsuboi, Y., Date, Y., Kikuchi, J.* and Moriya, S. "Metabolic profiling of microbial planktonic communities by nuclear magnetic resonance spectroscopy for environmental trans-omics approach". J. Vis. Exp. 62, e3163 (2012).

    Nakanishi, Y., Fukuda, S., Chikayama, E. Kimura, Y., Ohno, H. and Kikuchi, J.* "Dynamic omics approach identifies nutrition-mediated microbial interactions" J. Proteome Res. 10, 824-831 (2011).

    Fukuda, S., Toh, H., Hase, K., Nakanishi, Y., Oshima, K., Yoshimura, K., Tobe, T., Clarke, J. M., Topping, D. L., Suzuki, T., Taylor, T. D., Itoh, K., Kikuchi, J., Morita, H., Hattori, M.*and Ohno, H.* "Bifidobacteria protect from enteropathogenic infection through production of acetate." Nature 469, 543-547 (2011).

    Chikayama, E., Sekiyama, E., Okamoto, M., Nakanishi, Y., Tsuboi, Y., Saito, K., Shinozaki, K. Kikuchi, J.* Statistical indices for simultaneous large-scale metabolite detections for a single NMR spectrum. Anal. Chem. 82, 1653-1658 (2010).

    Todaka N, Inoue T, Saita K, Ohkuma M, Nalepa CA, Lenz M, Kudo T, Moriya S.* Phylogenetic analysis of cellulolytic enzyme genes from representative lineages of termites and a related cockroach. PLoS ONE 5, e8636 (2010).

    Mochida, K., Furuta, T., Ebana, K., Shinozaki, K. and Kikuchi, J.* Correlation exploration of metabolic and genomic diversities in rice. BMC Genomics. 10, e563 (2009).

    Fukuda, S., Nakanishi, Y., Chikayama, E., Ohno, H., Hino, T. and Kikuchi, J.* Evaluation and characterization of bacterial metabolic dynamics by a novel profiling technique, real-time metabolotyping. PLoS ONE 4, e4893 (2009).