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清水 謙多郎 (しみず けんたろう)

所属
大学院農学生命科学研究科 応用生命工学専攻 生物情報工学研究室

兼担
    情報学環・学際情報学府 総合分析情報学コース
    大学院情報理工学系研究科 コンピュータ科学専攻

(本研究室には、上記のコース、専攻から受験することも可能です。その場合は、これらの所属となります。)


講義担当

バイオインフォマティクス実習
(いくつかの講義で共通に使っています)

農学部(生命化学・工学専修)・理学部(生物情報科学科)「生物情報科学」、「生物情報科学特別講義I」(分担)
「農芸化学の誕生と鈴木梅太郎の業績」
情報学環・学際情報学府「総合分析情報学基礎Z」(オペレーティングシステム)
農学生命科学研究科「情報生命工学」/情報理工学系研究科「計算生物物理」(隔年)
農学生命科学研究科アグリバイオインフォマティクス人材養成「生物配列解析基礎」(大島研郎先生と分担)、
「構造バイオインフォマティクス基礎」(寺田透先生、永田宏次先生と分担)
法政大学「生命知能」(寺田透先生、大島研郎先生と分担)
中央大学「バイオインフォマティクス特論」(岸野洋久先生と分担)
中央大学「オペレーティングシステム特論」
工学院大学「オペーレーティングシステム特論」

略歴
発表論文・著書など

本研究室の研究内容(詳しくは、こちらをご覧下さい。)

ゲノムプロジェクトやポストゲノムの研究によって、膨大な実験データが蓄積され、これらの大量のデータから有用な情報をいかに引き出すかが非常に重要になってきています。このためには、情報科学の手法を用いた解析が必要不可欠です。

私たちの研究室では、このような観点から、情報科学的手法を用いて、生命現象の解明を目指す研究に取り組んでいます。研究テーマは多岐にわたっていますが、その一つとして、タンパク質の構造予測があります。一般に、タンパク質の構造を予測するには、鋳型となる構造既知のタンパク質を用いますが、私たちは、そうした鋳型が得られない場合にも適用できるde novo構造予測手法の開発を行ってきました。現在は、予測した構造をもとに、溶媒分子を取り入れた分子シミュレーションを適用することにより、生体内に近い環境でのタンパク質の高精度のモデリングを行い、機能の解明に役立てる研究に取り組んでいます。

生体分子の機能は、他の分子との相互作用によって発現します。私たちは、タンパク質と低分子リガンド、タンパク質とタンパク質、タンパク質と核酸の相互作用部位を予測し、さらに、それらの複合体の構造をモデリングする手法の開発に取り組んでいます。複合体構造モデリングについては、高速のドッキングシミュレーション手法を開発し、現在、結合時の構造変化に対応するための手法や原子レベルの詳細な相互作用解析のための手法を開発しています。

分子シミュレーションは、生体分子の動的な構造(ダイナミクス)を解析する上で重要な手段ですが、上に述べたほかに、タンパク質のフォールディングシミュレーションを行い、その構築原理の解明を目指す研究や、分子シミュレーションによって得られた多数のコンフォメーションから自由エネルギー変化を計算し、さらに量子化学計算と組み合わせて化学反応を動的に解析する研究を行っています。こうした研究では、膨大な計算を必要とするため、高速に実行するための並列計算アルゴリズムや基盤ソフトウェアが重要となってきます。これらの開発も私たちの研究室の重要なテーマです。

ゲノム配列やタンパク質のアミノ酸配列を解析する上で、サポートベクターマシン(SVM)などの機械学習は重要な手段となっています。私たちの研究室では、SVMをタンパク質の構造予測や構造評価、相互作用部位予測で利用していますが、配列パターンを学習させ、タンパク質の脂質修飾や局在化を予測する研究も行っており、実験系の研究室との共同研究により、予測精度の向上を図っています。

そのほか、私たちの研究室では、企業や他研究室との共同研究により、DNAマイクロアレイのデータ解析、メタボローム解析などの研究も行っています。とくに、研究科内に設置されたアグリバイオインフォマティクス人材養成ユニットの先生方には共同研究、学生の指導でお世話になっています。本ユニットの先生方と力を合わせ、食や環境など、農学生命科学(アグリバイオ)の研究者との共同研究を通して、アグリバイオの研究の発展に貢献するとともに、アグリバイオならではの手法の開発に取り組んでいきたいと考えています。

私たちの研究は、バイオインフォマティクス、計算生物物理、計算化学といった複数の分野にまたがるものです。こうした新しい領域の研究に積極的に取り組んでいこうという人を歓迎します。興味のある人は、気軽に研究室に見学に来て下さい。



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