研究概要

本研究室では、スーパーコンピュータ等を用いた細胞や疾患の機構と分子の動作機構に関する応用研究、生体分子シミュレーションの為の超小型PCクラスタの開発、ホモロジーモデリング手法の開発、ドッキングなどの構造予測法(プログラム)の開発を行っている。方法としては全原子モデル分子動力学(MD)シミュレーション、粗視化モデル全原子分子動力学シミュレーション、拡張アンサンブルシミュレーション(レプリカ交換法)などの分子シミュレーション法を今のところ用いている(方法には拘っていない)。また、Deep Learningを積極的に使った開発を行っている。

具体的な応用研究としては、アルツハイマー病初期過程の分子機構のシミュレーション研究と、遺伝子編集タンパク質の機構解析・高性能化に関する検討を実験研究者と共に実施している。その他にペプチド創薬研究なども実施している。

ラボ内だけで完結する萌芽的・基礎的な研究と助成金に関する研究を6割、共同研究となる研究助成や受託研究・数人でつくる研究グループなどでのプロジェクト型研究を4割として研究を進めている。


研究助成と受託事業に関する研究

Resources(ラボで利用しているコンピュータ)

現在の研究

Biophysics & Biochemistry:

  • 神経変成疾患の分子機構の研究
    • アルツハイマー病の分子機構
    • ALSの分子機構
      など
  • 遺伝子編集タンパク質の機構研究及び高性能化予測
    • 変異型TALENの開発
    • CRISPRシステム全般の大規模シミュレーション
      など
  • リボスイッチ・中分子創薬の研究

YouTube 動画


Computer Science for Biophysics:

  • Deep Learningを用いたホモロジーモデリングプログラムの開発(mDeepHoMe)
  • 様々な手法を用いたホモロジーモデリングプロトコルの開発
  • 生体分子構造予測の為の超小型省電力PCクラスターシステムの開発
  • リボスイッチ・アプタマー研究の為のプロトコル開発
  • ドッキング・簡易構造予測用システムの開発
  • シミュレーション実行用GUIの開発
    など




Development of Extended Ensemble Simulations for biophysics:

  • 2分子ドッキング構造予測の方法開発
  • Replica-Exchange Interface Program (REIN)の改良
  • REMDの効率化手法の開発(PASS-REM)
  • Constant-pH MD法の改良
  • など