RIKEN Center for Sustainable Resource Science Annual Report 2023

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理化学研究所

環境資源科学研究センター!"#$%&'()*(+&,-+&./0*12)134(&!(0-/+5(&.52()5(〒230-0045

神奈川県横浜市鶴見区末広町 1 丁目 7番 22号!"#" $$ &'()*+," -),.%/0'+'1*"2'.%3,2,)414.%54647484%$9:"::;<%=4>46?14*@%A%+*2(6-0+0B1@C+*2(6CD>
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Copyright © RIKEN. Printed in JapanRIKEN 2024-032!"#$%&'.!.

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目次 !"#$.#$,
環境負荷の少ない「モノづくり」
を理念に「課題解決型」研究で、持続的社会の実現に貢献します

座談会：CSRS 加速重点プログラム「カーボンニュートラルを超えて」
・・・ 4

代謝システム研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 58

Round-table talk on the CSRS accelerated priority program“Carbon Neutrality and the Beyond”

Metabolic Systems Research Teamセンター紹介 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 10
About CSRS

環境資源科学研究センターは2013年の設立以来、植物科学、
ケミカルバイオロ

研究体制 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 12
Research Structure

ジー、触媒化学、
バイオマス工学の異分野融合によって持続的な社会の実現に

フラッグシッププロジェクト／部門

向け、先導的な役割を果たしてきました。

Flagship Projects / Division

革新的植物バイオ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14

持続可能な開発目標（SDGs）
および温室効果ガス排出ゼロを目指す「パリ協定」を指標とし、環境問題や食料問題の解決に資する新しい研究分野となる「環境資源科学」の確立を目指して、6つのフラッグシッププロジェクト
「革新的植
物バイオ」
「共生・環境ソリューションズ」「代謝ゲノムエンジニアリング」「先進触媒機能エンジニアリング」「新機能性ポリマー」「先端技術プラットフォーム」
を推進しています。

Innovative Plant Biotechnology

共生・環境ソリューションズ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 16
Integrative Symbiological Solutions

代謝ゲノムエンジニアリング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 18
Metabolic Genome Engineering

先進触媒機能エンジニアリング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 20
Innovative Catalysts

新機能性ポリマー・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 22

環境負荷の少ない「モノづくり」
を理念に「課題解決型」研究を推進し、持続的社会の実現に貢献することで、人類が健康で豊かな生活を送ることのできる地
球の未来をリードしていきます。

Leading-edge Polymers

先端技術プラットフォーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 24
Advanced Research and Technology Platforms

創薬・医療技術基盤連携部門 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 26

センター長

斉藤 和季

Drug Discovery Platforms Cooperation Division

研究・解析支援 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 27
Research Support

CSRS アドバイザリー・カウンシル 2023・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 28!"#$%&'($&#)*$"*+*,(,$+&#+'-.*,"/&.$0*$1%"()1*%.,.+%/1*"%&.#$.2*$"3+%2,*45%"'-.67,"-8&#)9*'+,.2*"#*$1.*/"#/.5$*":*2.8.-"5&#)*6+#(:+/$(%&#)*6.$1"2,*3&$1*%.2(/.2*.#8&%"#6.#$+-*&65+/$
Since its establishment in 2013, RIKEN Center for Sustainable Resource
Science (CSRS) is a leader in creating a sustainable society throughtransdisciplinary integration of plant science, chemical biology, catalytic
chemistry, and biomass engineering.

CSRS Advisory Council 2023

国際連携／国内連携・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 30
International / Domestic Collaborations

産業連携／理研所内連携 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 32
Industrial / RIKEN Internal Collaborations

連携大学院／ CSRS 人物記・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 33
Joint Graduate School Program / Unsung Heroes in RIKEN CSRS

プレスリリースハイライト ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 34
Press Release Highlights

プレスリリース・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 35
Press Releases

セミナー ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 38
Seminars

Using the Sustainable Development Goals (SDGs) and the Paris
Agreement on achieving zero greenhouse gas emissions as guidelines, weare promoting six flagship projects; “Innovative Plant Biotechnology”,“Integrative Symbiological Solutions”, “Metabolic Genome Engineering”,“Innovative Catalysts”, “Leading-edge Polymers”, and “Advanced Research

受賞 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 40
Awards

ニュース＆イベント

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 42News & Events

CSRS 独自の取り組み

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 44

CSRS Unique Initiatives

研究室

and Technology Platforms”.

Laboratories

We aim to establish the new research field of “sustainable resource

植物免疫研究グループ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 46

science” that will contribute to solving environmental problems andPlant Immunity Research Group

food-related issues. Our ultimate goal is to create a future world in which

統合メタボロミクス研究グループ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 48

people can continue to live healthy and prosperous lives by carrying out

Metabolomics Research Group“problem-solving” research and contributing to a sustainable society based

先進機能触媒研究グループ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 50

on the concept of developing manufacturing methods with reduced
environmental impact.

Advanced Catalysis Research Group

触媒・融合研究グループ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 52

メタボローム情報研究チーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 60
Metabolome Informatics Research Team

環境代謝分析研究チーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 62
Environmental Metabolic Analysis Research Team

植物ゲノム発現研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 64
Plant Genomic Network Research Team

細胞機能研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 66
Cell Function Research Team

植物共生研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 68
Plant Symbiosis Research Team

機能有機合成化学研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 70
Advanced Organic Synthesis Research Team

グリーンナノ触媒研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 72
Green Nanocatalysis Research Team

生体機能触媒研究チーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 74
Biofunctional Catalyst Research Team

分子リガンド標的研究チーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 76
Molecular Ligand Target Research Team

バイオ生産情報研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 78
Bioproductivity Informatics Research Team

バイオ高分子研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 80
Biomacromolecules Research Team

バイオプラスチック研究チーム

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 82

Bioplastic Research Team

細胞生産研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 84
Cell Factory Research Team

分子生命制御研究チーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 86
Molecular Bioregulation Research Team

植物脂質研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 88
Plant Lipid Research Team

植物化学遺伝学研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 90
Plant Chemical Genetics Research Team

ケミカルバイオロジー・生合成研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 92
Chemical Biology and Biosynthesis Research Team

天然物生合成研究ユニット ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 94
Natural Product Biosynthesis Research Unit

創薬ケミカルバンク基盤ユニット・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 96
Drug Discovery Chemical Bank Unit

創薬シード化合物探索基盤ユニット・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 98
Drug Discovery Seed Compounds Exploratory Unit

創薬化学基盤ユニット

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・100

Drug Discovery Chemistry Platform Unit

分子構造解析ユニット

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・102

Molecular Structure Characterization Unit

生命分子解析ユニット

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・104

Biomolecular Characterization Unit

質量分析・顕微鏡解析ユニット・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・106
Mass Spectrometry and Microscopy Unit

化合物リソース開発研究ユニット・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・108
Chemical Resource Development Research Unit

2024年度 組織図・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・110

Catalysis and Integrated Research GroupFY2024 Organization

Kazuki SAITO

ケミカルゲノミクス研究グループ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 54

SDGs への貢献に向けた研究活動に関する寄附金について ・・・・・・・・・111

Director, CSRS

Chemical Genomics Research Group

合成ゲノミクス研究グループ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 56
Synthetic Genomics Research Group

Philanthropy Program “RIKEN CSRS for SDGs”

座談会

CSRS加速重点プログラム「カーボンニュートラルを超えて」!"#"$%&&'(')%*'+$,)-.)-*/$,).0)%1$2!%)3.4$5'6*)%(-*/$%4+$*7'$8'/.4+9
斉藤 理研では、2022年度に五神真理事長が就任し、「RIKENʼs
Vision on the 2030 Horizon」を設定し、追求すべき目標のひとつとして「環境資源科学」の確立が示されました。
これこそ私たち環境
資源科学研究センター（以下CSRS）の責務で、
フラッグシッププ
ロジェクトはもちろん、すべてを結集して遂行する必要があります。
そこで新たな研究の方向性として、二つの加速重点プログラムを設定しました。
「カーボンニュートラルを超えて：Carbon Neutrality
and the Beyond（以下CN&B）」と「シングルセル・オミクス」
です。

「シングルセル・オミクス」
は、単一の細胞レベルで網羅的に計測・解析するなど技術面に重点を置いていますが、「CN&B」
は技術面だけでなく、CSRSの戦略的なプロジェクトの目標設定に向けた検討という面にも重点を置いています。
これらのプログラムを立ち上
げた背景には、気候変動対策があります。
これは人類が今直面している地球温暖化リスクを軽減するうえで、欠くことはできません。
今日はCN&Bプログラムのミッション、取り組み、今後の活動計画について議論していきたいと思います。

や遺伝子発現の化学的制御技術などを利用して、こうしたCO2を利用する新しい技術を開発したいと考えています。
また、CO2は気孔を通して吸収されるため、気孔の開口制御による吸収促進もターゲットの一つです。
地球温暖化は農作物に深刻なダメージを与えていて、喫緊の対応が必要です。砂漠などの降水量の少ない地域では多くの作
物は元気に育つことができません。乾燥地帯で植物を育てる新しい技術を開発できれば、CO2の吸収量を増やすことができます。私たちは最近、植物に低濃度のエタノールを投与して耐乾燥性と耐暑性を強化する新技術を開発しました。現在、海外の研究機関と協議を進めています。
は炭素（C）を2つ含みますから、生産す斉藤 エタノール（C2H6O）
るには炭素が必要ですね。一方で、エタノールを燃焼させるとCO2が発生します。
エタノールの炭素利用と炭素生成のバランスをどうお考えですか。
関 エタノール投与に使用可能なバイオエタノールは、CO2を吸収している植物のデンプンとブドウ糖から簡単に製造できます。
したがって、バイオエタノールを利用すれば、炭素のバランスはニュートラルと考えられます。

植物科学／化学・触媒化学からの取り組み
関 植物科学の観点からの取り組みについて簡単にご紹介します。植物はCO2を大量に吸収するほか、植物が生産するさまざまな代謝産物は、多くの企業によって、バイオ燃料やバイオプラスチッ
クなどに利用されており、植物科学は重要な役割を担っています。
植物科学分野では、持田恵一チームリーダー、中村友輝チーム
リーダー、私の研究室がCN&Bプログラムに参加しています。三つの研究室が中心となって、作物を含む植物や微細藻類を用いて、CO2除去に向けた有用技術を開発するミッションを担っています。
プログラム名に“the Beyond”が入っていることから、国内や海外のアカデミアに加え、企業とも今後の連携について議論する必要があります。CN&Bプログラムにおける植物科学の役割は非常に大き
く、新たな挑戦が求められています。
山田 私たちは既存の化学を超えた、新しい化学や触媒化学の実現を推進しています。温室効果ガス排出量をゼロに抑えるカー
ボンニュートラルの達成だけでなく、カーボンニュートラルにさらに貢献する化学研究や触媒化学研究を促進していきます。侯召民グ!#

この研して、化学プロセスにおけるCO2の排出を削減することです。
マイクロ波を利用し究では、単にCO2の排出を減らすだけでなく、た新たな反応システムの開発を目指しています。例えば、私たちはすでにバイオジェット燃料やバイオディーゼル燃料（第一世代バイ
オディーゼル、第二世代バイオディーゼル）の製造プロセスを開発しました。
斉藤 マイクロ波利用は、熱利用と比較した場合、どの程度エネルギーやコストを削減できるのですか。
山田 CO2排出量は通常の燃焼熱に比べ最大90％削減すると言われています。光を利用した手法の重要性についてはよく知られていますが、マイクロ波によるCO2排出量の削減については、
これまであまり知られていませんでした。
斉藤 もっと一般的になるといいですね。非常に大きなエネル
ギーの減少率を達成しているのですから。

ループディレクター、
中村龍平チームリーダー、私がCN&Bプログ
ラムの化学分野のメンバーです。侯グループディレクターはCO2を使った反応や窒素を使ったアンモニア合成に取り組んでいます。
また中村龍平チームリーダーは、貴金属触媒を利用した水資源
利用、例えば水電解（水からの水素と酸素の生成）などに取り組んでいます。私はカーボンニュートラルに貢献するために、マイクロ波を利用した触媒研究に取り組んでいます。
関 植物科学分野・化学分野の個別の研究について、さらに詳しく現状や今後の展開について話していきましょう。
まず私自身の研究を紹介します。私たちの研究室ではキャッサバの分子育種を進めています。
キャッサバは重要なデンプン作物で、タピオカをはじめとしたさま
ざまな食品や工業材料、バイオエタノール、
バイオプラスチックなどにも利用されています。一方、キャッサバは世界で1億4,000万トンという膨大な量のCO2を吸収しています。私たちはゲノム編集技術

斉藤 例えばキャッサバのような作物由来の最終製品としてバイ
オエタノールを考えるならば、
カーボンネガティブですらありますね。
関 侯グループの上口専任研究員は、大気成分から肥料となる
アンモニアを製造する新しい技術を開発されているので、エタノー
ル投与によって環境耐性を高めるだけでなく、空気資源を利用したキャッサバの生産改善に向けた連携は面白いかもしれませんね。
山田 私のチームでは、
マイクロ波や光を照射することで、
より触媒反応を促進する機構の開発を進めています。主な目的はマイクロ波を利用

Elisa 資源採取から生産、流通・消費、廃棄・リ
サイクルまで、トータルで環境負荷を評価していくライフサイクルアセスメント
（LCA）
の観点も考
慮する必要があります。LCAでとらえると、私たち研究者が期待している結果とは正反対のこともあったりします。例えば、分解性プラスチックは意外なことに、
いく
つかのシナリオでは、トータルでCO2排出量が必ずしも減少するとは限らないのです。将来的には、研究におけるCO 2 排出量への貢献度を定量的に計算する手法を考えるべきなのでしょう。
関

LCAの観点はとても重要ですね。

山田 化学分野で新しいことを達成するためには、いわゆるグリーンケミストリー（環境にも人にも優しい化学）と呼ばれる手法が求められます。
おっしゃるようにLCAには常に気を配りたいところですが、正確な計算をするためにはさまざまな課題があります。
上口 私の研究対象は、窒素分子と水素、あるいは窒素分子と水からアンモニア（NH 3 ）
を合成する反応です。
アンモニアの合成!"

は、二つの観点からカーボンニュートラルと密接な関係があります。
まず一つ目は、アンモニアは水素キャリアの他、燃料としても注目されていて、燃焼時に大量のCO 2を排出する化石燃料に代わるものと期待されている点です。今後30年間でアンモニア生産量は40倍にもなると予測されているため、新しい触媒を使った合成技術の開発では、
エネルギー消費量を減らすことが重要課題になります。
二つ目は、アンモニアを生産するハーバー・ボッシュ法では、化石燃料であるメタンから原料水素を製造する段階で膨大な量のCO2が排出され、大量のエネルギーも消費されるため、水素製造に再生可能エネルギーの利用が求められる点です。現在、株式会
社理研鼎業の支援により、私たちの触媒システムと、再生可能エ
ネルギーから水素を製造するシステムとの融合を検討しています。
また、窒素分子と水からの電解アンモニア合成も、水素が不要であることから、
カーボンニュートラルに大きく関係しています。
この
プロジェクトについては現在、
中村龍平チームリーダーの研究室との共同研究により行っています。

孔 私は、水の電気分解を研究しています。電気を使って水を分解し、水素を発生させる技術です。再生可能エネルギーから作られた電気を使えば、CO2を排出せずに作られるグリーン水素を製造することができます。
この水電解技術には、
アルカリ水電解やPEM（Proton Exchange Membrane：プロトン交換膜）型水電解な
どの種類があり、私はPEM型水電解に焦点を当てています。水素への変換効率は70％以上にもなります。
この技術のボトルネックは、希少性が高い元素であるイリジウムを触媒に使用していることです。
そこで私たちは、過酷な酸性環境でのマンガン系触媒の安定性を高める研究をしています。将来的にはイリジウムのリサイクルも重要になってくるでしょう。
リサイクルによってPEM電解槽のス
しかし、PEM型
ケールアップや、CO2排出量の削減にも役立ちます。
水電解だけでは社会実装は難しいので、複数の技術が共存するべきだと考えています。
斉藤 カーボンニュートラルという観点で考えた場合、次の課題
は何でしょうか。
孔 電気分解する水の純度は高いに越したことはないのですが、将来的には海水のような低い純度の水を利用できる触媒を開発できると期待しています。
Elisa 私は植物脂質の研究をしています。CO2を吸収し、脂質などに変換するプロセスに関心をもっています。
シロイヌナズナを用いて研究を続けていて、脂質の量や収量を向上させるために、どのようなシンク器官（受容器官）が関係しているのかを明らかにしたいと考えています。実は金研究員と一緒に、微細藻類ユーグレナ
それを植物に（Euglenagracilis）の重要なシンク器官を特定し、導入することも試みています。植物油の採取を主目的に栽培される油糧作物のカメリナ（Camelina sativa）
や、他の生物への導入なども視野に入れています。
うまくいけば、
さまざまな応用が利くよ
うになるでしょう。
それに伴って、
バイオマスの加工処理という工学的な側面にも注目していかなければなりません。
金 私は植物と藻類の両方を分析する一方、
ゲ
ノムをはじめとする生物のさまざまな情報を収集し、コンピュータで解析していくバイオインフォマ
ティクスを担当しています。
これは、植物の環境
回復力を向上させたり、人間社会への有用化に向けた形質転換などに役立っています。植物・生物学者として、
CO2排出を直接研究しているわけではないのですが、貢献することはできると信じています。
自然から学んだ代謝に関するアイデアはたくさんあります。私たちのチームは、異なる機能を持つ、
あるいは異化や光合成の効率が異なる可能性を持つ遺伝資源を大量に収集しています。
このような情報が地球の人類社会の持続に役立つことを願っています。
関 植物と藻類については、具体的にどのような研究を進めているのですか。
金 私たちが注目しているユーグレナは、動物と植物の両方の特徴を持ち、一般的に理解されている高等生物とは異なる代謝経路を備えています。大腸菌と比較して、実にユニークなゲノム維持機構が多くあるため、その解明に取り組んでいるところです。私たちのチームは、ユーグレナのゲノム編集方法も開発し、発表しました。ゲノム改変に関する予備的な研究もいくつか発表しており、ユーグレナの工業的な細胞回収技術に大きなインパクトを与えました。
関 金研究員は植物の干ばつストレス応答機構も研究されていて、食料安全保障への貢献は今後のとても重要な課題ですね。私たちはグローバルサウスとの協力が必要だと考えています。
これまでの経験から、貢献へのアイデアはありますか。
金 グローバルサウスの一翼を担っているインドは世界における稲の輸出大国です。
メタンは地球温暖化に及ぼす影響がCO2に次いで大きく、水田がメタンの大きな発生源になっています。
この問題は圃場での化学反応に起因するものなので、植物科学だけ
でなく、触媒化学チームの知見が必要かもしれません。
斉藤 共同研究や連携はますます重要になってきます。
バイオイ
ンフォマティクスや計算生物学の専門性もさらに求められていくでしょう。計算生物学的な予測を行っていくことは、私たちにとって最重要課題です。理研アドバイザリーカウンシルからも、科学の進歩のためだけでなく、科学や研究の持続可能性について考える必要があるとの提案がありました。
いかにして材料の無駄を最小
その方法の一つが、無駄な実験を最限にし、CO2を削減できるか。
小限に抑えることです。
まず、計算実験、仮想実験で検討し、それがうまくいった段階で、実際の作業に移行していく。
日々の実験による環境負荷を低減するために、次世代の研究者にはぜひこのことを真剣に考え、実行してもらいたいです。

学際的連携の展開と展望
斉藤 学際的な連携に向けた提案やアイデアがあれば教えていただきたいと思います。植物科
学と化学の垣根を越えて協力するときのポイントは何でしょうか。
さらにはこの二つの分野だけでなく、社会科学からのインプットも必要ではないでしょうか。
Elisa 私は連携という考え方がとても気に入っています。特に理研は連携にとてもオープンです。私は脂質をトランスエステル化によって脂肪酸メチルエステル（FAME）にしたいと考えていて、それには触媒が必要です。実験廃棄物を減らすためには反応工程を改善する必要があります。工学系の研究者や、
マイクロ波を使った触媒開発を進めている山田チームリーダーと一緒に仕事をしながら、計画を改良していきたいです。

との連携は、
とても意義があります。多面的な観点から将来的にどのような結果になるかを見極めていくべきですね。
上口 アンモニアの合成については、生物学と密接な関係があります。
まずアンモニアの主な用途が肥料であること。
そして生物においては、
ニトロゲナーゼという酵素が窒素分子とプロトンから常温・常圧でアンモニアを合成できます。窒素分子と水からのアンモニア電解合成では窒素分子とプロトンが反応するため、
ニトロゲ
ナーゼを含む生物システムから学ぶことができると思います。
そうした知見を積み重ねれば、工業的なアンモニア合成や、さらに進んだ構想に活かすことができるのではないでしょうか。
関 多くの企業がグリーン水素を原料としたグ
リーンアンモニアに関心を持っているので、上口さんの技術はとても重要です。
孔 私は生物学的コンセプトで連携したいと思っています。水素は非常に重要なエネルギー・キャリアで、多くの化学物質、生物活性物質に変換できます。
ですから、水素を使って、工業分野や生物学的分野に応用できる付加価値のある化学物質を生産できるかもしれません。
また、
カーボンニュートラルは、生物学と触媒化学の両面からアプローチできるので、触媒化学の理論を生物学的な研究に適用していくことも考えています。

また、LCAの観点からは、私たちの研究成果を、現実の社会や産業界で実用化しようとすると、炭素排出量や経済性が悪化する
可能性も出てきています。
だからこそ社会科学の研究者をはじめ、経済や生態系への影響を定量化する方法を検討している研究者!#

金 緑色植物の光合成活性は多様なので、いろいろな手段によって光合成活性を調整する必要があります。植物のゲノム上には光合成活性の増強に関わる領域が存在します。
それを簡単に実験できる単細胞生物に適用するところなどは、私も協力したいと考えています。
!"

金 あともう一つ考えられるのは、窒素肥料をめぐる課題です。現在、過剰な窒素肥料は日本全体で大きな問題になっていて、土壌が酸性化して土に含まれるアルミニウムが溶出し、作物の生育や品質に問題を引き起こしています。
そこで、土壌を酸性に傾けないようにしたり、植物がより窒素を吸収しやすい土壌を作ったりといった、触媒化学的な解決が求められます。
この領域も植物科学と触媒化学の連携が必要です。
山田 物質循環は重要で、キーワードはバイオマスです。私たちは特に植物科学の研究者が扱っている原料に着目しています。
バ
イオジェット燃料の製造に使われる微細藻類や木質系セルロースなどのバイオマス原料や機能性材料を調製し、それを改めて植物科学に転換することができれば、理想的です。

関 植物科学では、化学や触媒化学の研究者が研究している多くの化学物質、例えば水素やアンモニアをはじめ、さまざまな化合物を利用しています。将来的には、触媒化学の研究を植物科学に統合し、バイオマスの生産性を向上させる新しい技術の開発が期待されます。
斉藤 CN&Bプログラムの「the Beyond」には、橋渡しとなる連携、産業への応用、2025年４月から始まる7年間の次期中長期計画の目標など、さまざまな意味が込められています。今日のお話では、
い
くつもの可能性を感じ取ることができました。私は次世代の研究
者が、このCN&Bプログラムをさらに前進させ、分野を超えた連携によって、さらにその先へと進んでいくことを願っています。本日はどうもありがとうございました。
（2024年2月29日実施）

植物ゲノム発現研究チーム
チームリーダー 関 原明

植物脂質研究チーム
研究員 アンカウィジャヤ・アルティックエリザ

生体機能触媒研究チーム
研究員 孔 爽

Plant Genomic Network Research Team
Team Leader
Motoaki SEKI

Plant Lipid Research Team
Research Scientist
ArtikElisa ANGKAWIJAYA

Biofunctional Catalyst Research Team
Research Scientist
Shuang KONG

Round-table talk on the CSRS accelerated priority program“Carbon Neutrality and the Beyond”
In FY2022, Makoto Gonokami took office as President of RIKEN and stated his vision of establishing“Environmental Resource Science”. CSRS launched the Accelerated Priority Program “Carbon Neutrality andthe Beyond” as a new research direction. The program was launched as a strategy to tackle climate change
and aims to contribute to reducing the risk of global warming.
Researchers from the fields of plant science and chemistry discussed the mission, initiatives and future
action plans of the “Carbon Neutrality and the Beyond” program, focusing on efforts to reduce CO2 emissions
and environmental impacts.

Plant scientists are working to contribute to carbon neutrality through molecular breeding of cassava,increasing CO2 absorption, improving drought and heat tolerance of plants through ethanol dosing, andenhancing carbon sequestration by metabolic activity in plants and algae. Chemists are engaged in chemical
and catalytic chemistry research that contributes to carbon neutrality through the development of CO 2-based
reactions and nitrogen-based ammonia synthesis technologies, the use of precious metal catalysts to utilize
water resources, e.g. the production of hydrogen and oxygen from water (water splitting), andmicrowave-based catalysis research.
The ideas and key points for interdisciplinary collaboration at the roundtable discussion are as follows, which
are highlighted as essential for promoting sustainable research and technology development.

Collaboration between Plant Science and Chemistry:
There is a close relationship between plant science and chemistry. The development of
useful compounds and materials derived from plants requires knowledge from plantscience and skills in chemistry. For example, lipids obtained from plants could bechemically processed for use in the production of bio-jet fuels.
Collaboration between Biology and Catalytic Chemistry:
There are interconnections between biology and catalytic chemistry. The elucidation of
special reaction mechanisms and metabolic pathways in living organisms and theirapplication to industrial synthetic processes may lead to the development of newtechnologies that reduce environmental impact.
Utilization of Biomass:
Biomass is a renewable resource that could be exploited in chemistry and catalysis
chemistry. The development of useful compounds and materials derived from biomass
can increase the supply of sustainable energy sources and chemical products.

CSRSセンター長
斉藤 和季

グリーンナノ触媒研究チーム
チームリーダー 山田 陽一

先進機能触媒研究グループ
専任研究員 上口 賢

バイオ生産情報研究チーム
研究員 金 俊植

Director of CSRS
Kazuki SAITO

Green Nanocatalysis Research Team
Team Leader
Yoichi YAMADA

Advanced Catalysis Research Group
Senior Research Scientist
Satoshi KAMIGUCHI

Bioproductivity Informatics Research Team
Research Scientist
June-Sik KIM

Cooperation with the Humanities and Social Sciences:
Perspectives from the humanities and social sciences are also important to consider
social impacts, such as environmental impact and economic potential. When research
results are put to practical use and introduced to society and industry, they need to beevaluated in terms of carbon emissions and economic efficiency.

CSRS encourages the next generation of researchers to utilize these ideas and promote further
interdisciplinary collaboration.

08
06

09

センター紹介 !"#$%&'()(
基礎的研究から応用、そしてイノベーションへ。
情報科学を活用し、地球規模の課題に貢献する
6つのフラッグシッププロジェクト
2015 年国連総会で「持続可能な開発目標：The Sustainable Development Goals (SDGs)」が採択され、2030 年までに達成すべき 17 の目標が設定されました。
これらの地球規模の課題を解決するためには、科学とイノベーションの力が不可欠です。
環
境資源科学研究センターでは、これまで培ってきた研究の強みを活かし、SDGｓの 7 つの目標に視点を定めて、6 つのフラッ
グシッププロジェクトを推進しています。
植物科学、ケミカルバイオロジー、触媒化学、バイオマス工学の異分野融合研究にB

加え、データ科学やAI（人工知能）、
ゲノム解析など最先端の技術を取り入れ、革新的な成果を創出していきます。

革新的植物バイオInnovative Plant
Biotechnology

国際連携
産業連携

International
Industry

大学連携
府省連携

S
共生・環境
ソリューションズ

Universities
Inter-Ministry

TP

Integrative Symbiological
Solutions

理研内の横断連携
CSRS異分野連携

CSRS
コア研究
研究基盤

Contributing to sustainableproduction of foods
and biomass

Contributing to sustainable
environmental protection bysymbiotic interactions

先端技術
プラットフォーム

Building and using research andtechnology platforms fordevelopment of
new resources

M

In 2015, the United Nations General Assembly adopted a set of 17 SDGs to be achieved by 2030. The power of scienceand innovation is essential when addressing these global issues. CSRS leverages its strength in research and promote six
flagship projects focusing on seven goals. In addition to interdisciplinary research in plant science, chemical biology,

Leading-edge
Polymers

Developing new polymers andbiopolymers with beneficial
functions

C

代謝ゲノム
エンジニアリング

先進触媒機能エンジニアリング

Expanding production and use of
bioproducts from plants andmicroorganisms

Developing high-performance
catalysts for efficient utilizationof natural resources

Innovative
Catalysts

Metabolic Genome
Engineering*+#,&"-./0&+1.1-+02&%#&-334/0-%/#5&-56&/55#7-%/#58(/9&:4-;.2/3&3+#<10%.=&$./5;&/5:#+,-%/#5&.0/1501=
3+#7/6/5;&.#4$%/#5.&%#&;4#"-4&/..$1.

新機能性ポリマー

Advanced Research andTechnology Platforms

RIKEN / CSRSInterdisciplinary
Research

CSRSCore Research
Research
PlatformsP

小分子 / Small Molecules

データ / Data

化合物・代謝物・ペプチド

物質データ・生物データ・人工知能

Compounds / Metabolites / Peptides

Molecule data / Genome data / AI

ゲノム / Genome
エピゲノム・ゲノム編集・合成ゲノム

Epigenome / Genome editing / Synthetic genomics

catalytic chemistry, and biomass engineering, CSRS adopts latest technology in data science, artificial intelligence (AI), andgenome analysis to produce innovative results.
!"!!

研究体制 ?"6"$0):*3#05)#50"
青字：プロジェクトリーダー / 部門長

B

S

M

C

P

革新的植物バイオ共生・環境
ソリューションズ

代謝ゲノム
エンジニアリング

先進触媒機能エンジニアリング

新機能性ポリマー

TP 先端技術
プラットフォーム

創薬・医療技術基盤連携部門!"

Blue letter: Project Leader / Division Director

合成ゲノミクス研究グループ

松井 南

Synthetic Genomics Research GroupMinami MATSUI

植物免疫研究グループ

白須 賢

Plant Immunity Research GroupKen SHIRASU

植物ゲノム発現研究チーム

関 原明

Plant Genomic Network Research Team

Motoaki SEKI

細胞機能研究チーム

杉本 慶子

Cell Function Research Team

Keiko SUGIMOTO

植物共生研究チーム

林誠

Plant Symbiosis Research Team

Makoto HAYASHI

バイオ生産情報研究チーム

持田 恵一

Bioproductivity Informatics Research Team

Keiichi MOCHIDA

分子生命制御研究チーム

萩原 伸也

Molecular Bioregulation Research Team

Shinya HAGIHARA

植物化学遺伝学研究チーム

岡本 昌憲

Plant Chemical Genetics Research Team

Masanori OKAMOTO

植物免疫研究グループ

白須 賢

Plant Immunity Research GroupKen SHIRASU

植物共生研究チーム

林誠

Plant Symbiosis Research Team

Makoto HAYASHI

環境代謝分析研究チーム

菊地 淳

Environmental Metabolic Analysis Research TeamJun KIKUCHI

天然物生合成研究ユニット

高橋 俊二

Natural Product Biosynthesis Research Unit

Shunji TAKAHASHI

統合メタボロミクス研究グループ

斉藤 和季

Metabolomics Research Group

Kazuki SAITO

代謝システム研究チーム

平井 優美

Metabolic Systems Research Team

Masami HIRAI

細胞生産研究チーム

近藤 昭彦

Cell Factory Research Team

Akihiko KONDO

植物脂質研究チーム

中村 友輝

Plant Lipid Research Team

Yuki NAKAMURA

ケミカルバイオロジー・生合成研究チーム

淡川 孝義

Chemical Biology and Biosynthesis Research Team

Takayoshi AWAKAWA

天然物生合成研究ユニット

高橋 俊二

Natural Product Biosynthesis Research Unit

Shunji TAKAHASHI

先進機能触媒研究グループ

侯 召民

Advanced Catalysis Research Group

Zhaomin HOU

触媒・融合研究グループ

袖岡 幹子

Catalysis and Integrated Research Group

Mikiko SODEOKA

機能有機合成化学研究チーム

ラウレアン・イリエシュ

Advanced Organic Synthesis Research Team

Laurean ILIES

グリーンナノ触媒研究チーム

山田 陽一

Green Nanocatalysis Research Team

Yoichi YAMADA

生体機能触媒研究チーム

中村 龍平

Biofunctional Catalyst Research Team

Ryuhei NAKAMURA

バイオプラスチック研究チーム

阿部 英喜

Bioplastic Research Team

Hideki ABE

バイオ高分子研究チーム

沼田 圭司

Biomacromolecules Research Team

Keiji NUMATA

先進機能触媒研究グループ

侯 召民

Advanced Catalysis Research Group

Zhaomin HOU

B

S

M
フラッグシップ
プロジェクト

1,,&2$#(2"8'$,#*9(&#"):,&'&/4

1,#"/0$#(2"*34-%(&'&/()$'
3&'5#(&,6!"#$%&'()*+",&-".,/(,""0(,/D'$/6:(C80&E")#6

CP

1,,&2$#(2"*7$#$'46#6;"$<(,/="</"*8&'4-"06

統合メタボロミクス研究グループ

斉藤 和季

Metabolomics Research Group

Kazuki SAITO

ケミカルゲノミクス研究グループ

吉田 稔

Chemical Genomics Research Group

Minoru YOSHIDA

代謝システム研究チーム

平井 優美

Metabolic Systems Research Team

Masami HIRAI

メタボローム情報研究チーム

有田 正規

Metabolome Informatics Research Team

Masanori ARITA

環境代謝分析研究チーム

菊地 淳

Environmental Metabolic Analysis Research TeamJun KIKUCHI

分子リガンド標的研究チーム

チャールズ・ブーン

Molecular Ligand Target Research TeamCharles M. BOONE

分子生命制御研究チーム

萩原 伸也

Molecular Bioregulation Research Team

Shinya HAGIHARA

ケミカルバイオロジー・生合成研究チーム

淡川 孝義

Chemical Biology and Biosynthesis Research Team

Takayoshi AWAKAWA

分子構造解析ユニット

越野 広雪

Molecular Structure Characterization Unit

Hiroyuki KOSHINO

生命分子解析ユニット

堂前 直

Biomolecular Characterization Unit

Naoshi DOHMAE

質量分析・顕微鏡解析ユニット

平井 優美

Mass Spectrometry and Microscopy Unit

Masami HIRAI

化合物リソース開発研究ユニット

長田 裕之

Chemical Resource Development Research Unit

Hiroyuki OSADA

吉田 稔
創薬ケミカルバンク基盤ユニット

長田 裕之

創薬シード化合物探索基盤ユニット
創薬化学基盤ユニット

TP ><2$,)"<*?"6"$0):*$,<@"):,&'&/4*8'$#A&0-6

部門

B(2(6(&,

B05/*B(6)&2"04*8'$#A&0-6*
7&&C"0$#(&,*B(2(6(&,Minoru YOSHIDA
Drug Discovery Chemical Bank Unit

Hiroyuki OSADA吉田 稔

Drug Discovery Seed Compounds Exploratory Unit

Minoru YOSHIDA小山 裕雄

Drug Discovery Chemistry Platform Unit

Hiroo KOYAMA!#革新的植物バイオ

プロジェクトリーダー / :$*=%5#&>%/2%$

9++*7/#(7%&:0/+#&;(*#%56+*0*.<
持続的な食料・バイオマス生産への貢献のため、植物の形質改良技術を開発します
地球温暖化や気候変動、人口増加なども加わって、持続的な食料の供給と確保は今や地球規模の課題となっている。環境資源科学研究セ

研究成果

ンターはモデル植物を用いた有用遺伝子の探索と機能解明に取り組み、●作物への橋渡しとなる研究を進めてきた。
これらの研究成果をもとに、●本プロジェクトでは、環境ストレスに適応し耐病性等を備えた、質的・量的付加価値の高い植物の開発を目指す。
さらにオミックス解析を用いて、ペプチドをはじめとするさまざまな制
御因子を探索するとともに、ケミカルバイオロジーの手法を活用し、食料やバイオマスの生産性向上、機能性向上につながる重要因子を解明していく。
また圃場での成果をさまざまな条件下にある実際の農地へと確実に転換するために、情報科学を駆使してデータを多角的に蓄積、

●

●
●

●

Cas12aを用いてユーグレナ藻類のゲノム編集技術を拡張した。

●

エタノール処理により糖が蓄積し高温ストレスによる生育のダメージが軽減されることをトマトにおいて明らかにした。

●

体細胞胚誘導時にみられる転写因子とエピジェネティック修飾因子の機能的協調を発見し、その分子機構を解明した。
コムギのアブシシン酸受容体が病害応答に関係する事を明らかにした。
エチレンシグナルを活性化して植物芽生えの胚軸を伸長させる化合物を
開発した。

松井

今後のビジョン

●

●
●

南

理学博士

@(+/3(&@DIGJ9&&CEG5(E

環境ストレス適応、バイオマス生産に関わる転写因子、機能性小分子、ペプチド等の探索上記因子の解析による生物と環境の相互作用データの収集
植物の環境ストレス適応、
バイオマス生産等を定量的データとして解析するためのフェノタイピング技術の開発
ゲノム編集、化合物等により機能向上した植物創出のための研究の推進

副プロジェクトリーダー / '(5%&:$*=%5#&>%/2%$)

遺伝系統選抜や環境条件、栽培方法等の最適化による地球規模の気候変動に対応した食料・バイオマスの安定的確保への貢献

植物のセシウム耐性向上にアブシジン酸の情報伝達が重要である事を明らかにした。

解析し、形質改良に活かす。

関

原明

博士（理学）@*#*/F(&GH?9&&:6ECE

Extension of genome-editing technology for Euglena algae using Cas12a

持田 恵一

博士（理学）?%((56(&@A,B9CD&&:6ECE

Development of novel chemical that enhances plant seedling growthEthanol mitigates heat stress-induced damage in tomato.

,*+#$(-"#(+.&#*&)")#/(+/-0%&1**2&/+2&-(*3/))&4$*2"5#(*+#6$*".6&2%7%0*43%+#&*1&40/+#&#$/(#&(34$*7%3%+#&#%56+*0*.(%)
With global warming, climate change, and population increase,sustainable food supply and procurement is now a global issue.
CSRS has been working on model plants to explore and elucidate
the functions of beneficial genes and promoting research fortranslating the results in actual crops. Based on these research
results, the Innovative Plant Biotechnology project aims to develop
plants with high qualitative and quantitative value added withresistance to environmental stress and diseases.
In addition, the project will use omics analysis to explore peptides
and other regulators and employ chemical biology approaches to
elucidate main factors leading to improvement of productivity andfunctionality of foods and biomass. To ensure transfer of the resultsin the field to the actual farmland under varying conditions, theproject will also use information science to store and analyze datafrom multiple angles for trait improvement.
!"8%)%/$56&8%)"0#)● We extended genome-editing technology for Euglena algae using
Cas12a.
● We revealed that ethanol treatment alleviates heat-damaged
growth by accumulation of sugars in tomato.
● We discovered the functional coordination of transcription factors
and epigenetic modifiers observed during somatic embryo
induction and elucidated its molecular mechanism.
● We revealed that wheat abscisic acid receptors are involved indisease response.
● We developed a novel chemical that enhances plant seedling
hypocotyl elongation through ethylene signal activation.
● We found that abscisic acid signaling is a key to improving cesium
tolerance of plants.

!"#"$%&'()(*+● Exploration of novel factors including transcription factors, small
functional molecules and peptides involved in environmental stressresponses and biomass production

参画研究室 / :/$#(5(4/#(+.&>/-)

合成ゲノミクス研究グループ / !"#$%&$'()*&#+,'(-).*
植物免疫研究グループ / /01#$)2,,3#'$").*
植物ゲノム発現研究チーム / /01#$)*&#+,'()4&$5+67).8● Data collection of interaction between living organism andenvironment by analyses of the factors above

細胞機能研究チーム / 9&00):3#($'+#).8● Development of quantitative phenotyping technologies to analyze
plant’s environmental stress response, biomass production andgrowth

バイオ生産情報研究チーム / <'+=6+>3($'?'$")2#@+6,1$'(-).8● Promotion of research to create functionally improved plants by thetechnologies such as genome editing and chemical biology

植物共生研究チーム / /01#$)!",;'+-'-).8
分子生命制御研究チーム / A+0&(3016)<'+6&B301$'+#).8
植物化学遺伝学研究チーム / /01#$)9%&,'(10)*&#&$'(-).8● Contribution to sustainable food and biomass production to meetglobal warming by selection of genetic variants and optimization ofenvironmental and cultivation conditions!#

共生・環境ソリューションズ

プロジェクトリーダー / <$*=%1#&>%56%$:+#%0$5#(-%&;784(*.*0(15.&;*."#(*+)
環境問題解決への貢献のため、共生相互作用を利用した技術を開発します
環境汚染・気候変動等の環境問題に対応するため、土壌や水圏における共生関係を解明し、共生微生物機能を活用することで、化学肥料・
化学農薬に大きく依存しない、持続可能で環境負荷の少ない農業環境

研究成果
●

技術、
また、環境変動を迅速に認知し予測するための共生動態モニ
ター技術を開発する。
さらには、未知の有用物質生産能力を保持している共生微生物を同定し、ゲノムマイニング、
オミックス、生化学、構造生物学、計算化学的アプローチによる生合成機構の解明と有用化合物創製を目指す。

●●●●

Streptomyces lividans TK23を用いた異種発現により抗マラリア活性を有するキナントラキノンDを生産した。
異なるバイオ材料の生分解性プロセス毎の微生物共生ニッチ形成機構を可視化した。
LRR-RLPs型の免疫受容体群は発生・成長の制御を担う受容体群と共通の祖先から派生し、異なる受容体へと進化したことを明らかにした。

白須

今後のビジョン
●共生微生物の二次代謝生合成の遺伝子クラスターの同定と機能解析●

水圏微生物叢のダイナミクスの解明とその利用●

植物-微生物間におけるコミュニケーション機構の解明●

窒素固定の分子メカニズムの解明とその利用●

環境分子解析技術の開発とその利用

シングルセルATAC-seqにより根粒菌の感染に特異的なセルタイプを同
定した。

Ph.D.

副プロジェクトリーダー / '(1%&<$*=%1#&>%56%$)

鶴見川の源流から河口域における環境水の微生物群集形成を地理化学
的プロファイル化した。

林

誠 博士（理学）E5F*#*&CGHG;C:&&<3D,D

Production of kinanthraquinone C and D

賢@%+&;C:9G;A&&<3D,D

A model of the domains of cell-surface receptors undergoing modular evolution菊地淳

博士（工学）?"+&@:@ABC:&&<3D,D

Microbial niche partitioning of symbiotic degradation processes upon different
biopolymers,%-%.*/(+0&)1(%+#(2(1&#%13+*.*0(%)&45)%6&*+&)784(*#(1&(+#%$51#(*+)
2*$&)*.-(+0&0.*45.&%+-($*+8%+#5.&/$*4.%8)
To solve environmental problems such as pollution and climatechange, we will elucidate symbiotic relationships in the soil andhydrosphere. By utilizing symbiotic microbial functions, we willdevelop sustainable and environmentally friendly agricultural andenvironmental technologies that do not rely heavily on chemicalfertilizers and pesticides. We will also develop technologies tomonitor symbiotic dynamics in order to quickly recognize andpredict environmental changes. In addition, we aim to identify
symbiotic microorganisms that have the ability to produce unknown
useful substances, and to elucidate their biosynthetic mechanisms
and create useful compounds using genome mining, omics,
biochemistry, structural biology, and computational chemistry
approaches.

!"9%)%5$13&9%)".#)● We produced kinanthraquinone D with anti-malarial activity byheterologous gene expression in Streptomyces lividans TK23.
● Microbial niche partitioning of symbiotic degradation processes
upon different biopolymers.
● We found that the LRR-RLPs type of immune receptor group wasderived from a common ancestor with a group of receptors
responsible for the regulation of development and growth.
● We identified a cell type specific to infection of rhizobia by
snATAC-seq.

!"#"$%&'()(*+● Identification and characterization of secondary metabolite geneclusters in symbiotic microbes● Characterization of hydrosphere microbiome dynamics● Molecular characterization of plant-microbe communications

参画研究室 / <5$#(1(/5#(+0&>54)

植物免疫研究グループ / !"#$%&'(()$*%+&,植物共生研究チーム / !"#$%&.+(/*01*1&,2
環境代謝分析研究チーム / 3$4*50$(6$%#"&76%#/0"*8&9$#"+1*1&,2
天然物生合成研究ユニット / :#%)5#"&!50;)8%&<*01+$%=61*1&,>● Understanding and application of nitrogen fixation● Development and application of a comprehensive analyticalplatform of environmental molecules● Biogeochemical profiling of microbial community assembly through
Tsurumi-river basin.

!#

代謝ゲノムエンジニアリング

プロジェクトリーダー / =$*>%2#&?%-6%$,%#-9*5(2&;%+*/%&<+1(+%%$(+1

植物と微生物の化学合成能力を引き出し、
バイオプロダクトの生産と利用を拡大します
化石資源から脱却するためには、革新的な方法によって、私たちの暮らしに欠かせないバイオプロダクトを創出する必要がある。
そこで、飛躍的に増えつつあるゲノム解析情報を活用し、合成生物学を含めたゲノム

研究成果●

エンジニアリングやデータサイエンスを駆使することによって、植物や微生物の化学合成能力を人工的に最大限に引き出し、持続可能な生産システムを開発・構築する。
複数の細胞の相互作用から代謝経路をデザインするスマートオーガ
ニズムや、生産システムとなる植物・微生物などの育種の高度化、従来

●

●

●

の化学合成では困難だった化合物の合成などにチャレンジし、植物・微生物を用いた有用物質の合成を進める。化学工業の原料、機能性食品、
医薬品、化粧品原料等ターゲットは広く、技術基盤の開発、産業界との●アスカマイシンの生合成において、
アラニルtRNA合成酵素様酵素がアミノアシル化を触媒することを見出した。
リン酸化経路によって合成されるセリンはゼニゴケの有性生殖に必須であることを解明した。
有用化合物アクテオシドの骨格形成に重要な配糖化酵素およびアシル基転移酵素を同定した。
ゲノムスケールモデルを用いた代謝設計によりグリセリンからヒアルロン
酸を効率良く生産する枯草菌を構築した。
酵素工学技術を用いて人工酵素を開発し、ブタジエンを高効率でバイオ生産することに成功した。

今後のビジョン
●

●
●

●

●

近藤 昭彦

特異的（二次）植物代謝産物の生合成遺伝子とネットワークの解明およびゲノム編集や合成生物学への応用

工学博士

BH(7(H*&CIJFI&&=7GFG

有用物質生産に利用可能な植物バイオリソースの探索
目的の代謝反応を触媒する高機能酵素の開発および有用化合物を生産するセルファクトリーの構築
代謝エンジニアリングによる微生物生合成プラットフォームの構築および遺伝子資源活用による有用物質の生産
環境要因で変動する代謝の最適化および生物生産効率を向上する機械
学習手法の開発

副プロジェクトリーダー / '(2%&=$*>%2#&?%-6%$)

連携によってさらなる展開が期待される。

平井 優美

O

H2N

!"#$
'01A
&8<
&
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8=

&

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Bioconversion of 1,3-butadiene from muconic acid with two kinds of artificial enzymes$%&''()
NH2
O

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=8

3.)(),2()/0)120-,

Functional analysis of candidate genes for acteosidebiosynthesis obtained by transcriptome analysis ofmethyl jasmonate-treated sesame cultured cells$%&''()!"#%&

博士（理学）@7"+>(&ABCBDB@DE&&FG@2(G

'01@
O

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8<& ? ==

高橋 俊二*+)(),-,.

O

H2N

博士（農学）,-)-/(&DE:BE&&=7GFG

OH!"#$%"&'()$*+/456"789:;

H2N

N
O
N S O
H
O

N

O
HO

N
N

Cl

OH

)/0)120-,

Aminoacylation of the nucleoside antibiotic ascamycin by AcmD and AcmF,-.(/(0(+1&2-3-2(#(%)&*4&35-+#)&-+6&/(2$**$1-+()/)&4*$&27%/(2-5&)8+#7%)()(+&%.3-+6(+1&#7%&3$*6"2#(*+&-+6&")%&*4&9(*3$*6"2#)
Departure from our dependence on fossil resources requires
creation of bioproducts essential to our lives through innovative
methods. Using genomic analysis data that are increasing
exponentially as well as synthetic biology, genome engineering,and data science, the Metabolic Genome Engineering project will
artificially maximize capacities of plants and microorganisms forchemical synthesis in developing and configuring sustainableproduction systems.
The project will promote the synthesis of useful substances fromplants and microorganisms by taking on the challenge ofdeveloping smart organisms through designing metabolic pathways
from the interactions of multiple cells, creating advanced forms ofbreeding of plants and microorganisms that make up the production
systems, and synthesizing compounds that had been difficult todevelop using existing chemical synthesis. There are manypotential targets, including raw materials for the chemical industry,functional foods, drugs, and raw materials for cosmetics.
Development of the technology base and partnership with theindustry is expected to bring about further advances in this field.
!":%)%-$27&:%)"5#)● We found that alanyl-tRNA synthetase-like enzymes catalyzed
aminoacylation in ascamycin biosynthesis.
● We showed that serine synthesized from the phosphorylated
pathway is essential for sexual reproduction in Marchantia
polymorpha.
● We identified enzyme genes involved in glucosylation and acylationin acteoside biosynthesis by transcriptome analysis of methyl
jasmonate-treated sesame cultured cells.
● We constructed a Bacillus subtilis efficiently producing hyaluronic
acid from glycerol by a practical metabolic design using agenome-scale model.
● We succeeded in bioproduction of butadiene with a high yield bydeveloping an artificial enzyme with use of enzyme engineering
technology.

!"#"$%&'()(*+● Identification of plant genes and networks involved in biosynthesisof useful specialized (secondary) metabolites, and applying them togenome engineering and synthetic biology

参画研究室 / =-$#(2(3-#(+1&?-9)● Search for plant bio-resources utilizable for useful compound
production

細胞生産研究チーム / 2"'',3$*#&40,-1● Development of high functional enzymes catalyzing target
metabolic reactions, and building cell factories for production ofvaluable chemicals● Construction of microbial biosynthetic platform by metabolicengineering and producing useful compounds by utilization ofgenetic resources

統合メタボロミクス研究グループ / !"#$%&'&()*+,-.
代謝システム研究チーム / !"#$%&')*,/0+#"(+,-1
植物脂質研究チーム / 5'$6#,7)8)9,-1
ケミカルバイオロジー・生合成研究チーム /2:"()*$',;)&'&<0,$69,;)&+06#:"+)+,-1

天然物生合成研究ユニット / =$#>4$',54&9>*#,;)&+06#:"+)+,-?

● Methodological advances for better bio-production based onblack-box optimization by machine-learning!#先進触媒機能エンジニアリング

プロジェクトリーダー / :$*;%2#&<%3=%$

8++*-3#(-%&93#3.4)#)

天然資源の利活用に貢献する高効率の新規触媒を開発します
化石燃料に頼らない生活への転換は、持続的社会の実現にとって重要なテーマである。天然資源は有限だが、高機能触媒によって新たな有用資源を生み出す可能性が生まれる。本プロジェクトでは、環境

研究成果●

資源の安定的確保と、循環的な利活用に貢献するため、地球環境に存在する大気・水・地殻資源の有効利用を目指す先進的な触媒の開発に取り組む。
重点的には、窒素と水素から温和な条件の下でアンモニアを合成●●する技術や、温暖化の最大の要因とされる二酸化炭素を原料としたカルボン酸等の合成に有効な触媒の開発を目指す。さらには水を分解して水素等の製造を促す金属触媒、水中で機能する生体機能触媒、安価で豊富な地殻資源や各種金属の特徴を活かした触媒の開発などを●●

二核チタンヒドリド錯体を用いて、温和な条件で窒素分子とα,β-不飽和カルボニル化合物との付加反応を実現し、対応するヒドラジン誘導体の合成に成功した。
固体高分子（PEM）型水電解において、酸化マンガン触媒の安定性を高める仕組みを特定した。
触媒的ジフルオロメチル化反応を開発し、反応活性種の反応性を詳細に調査した。

今後のビジョン
●二酸化炭素や窒素分子の活性化と有効利用を可能とする先進的触媒の開発●

分子状酸素を酸化剤として用いる触媒反応の開発●

各種金属元素の特性を生かした精密有機合成触媒の開発●

太陽エネルギーにより駆動する水分解システムの開発●

回収・再利用可能な触媒系の構築

高分子ニッケル触媒とイリジウム触媒を用い、マイクロ波と可視光照射の二重活性化により、アリールクロライドのアミノ化反応が促進された。

侯 召民

工学博士

I63*H(+&JFB&&,CG+0C

副プロジェクトリーダー / '(2%&:$*;%2#&<%3=%$)

スピロビピリジン配位子によるIr触媒を用いたホウ素化反応の加速効果を見出した。

行う。これらのイノベーションを通して、「日本は資源に乏しい国」との発想を転換していく。

袖岡 幹子 薬学博士

中村 龍平

A(E(E*&DF,GF@?&&,C:63$HC

74"6%(&>?@?AB7?&&,CD2(C

博士（理学）

Conversion of N2 and an α,β-unsaturated carbonyl compound to a hydrazine
derivative by a titanium hydride compound
SpiroBpy ligand accelerates the reaction of arenes through noncovalent interactions

A photo of gamma manganese oxide on top of the
PEM reactor,%-%.*/(+0&+%1&23#3.4)#)&5*$&6(06.4&%55(2(%+#&")%&*5&+3#"$3.&$%)*"$2%)
Transformation of our lifestyle to one without dependence on
fossil fuel is an important theme for bringing about a sustainable
society. Even though natural resources are finite, new beneficial
resources can be produced from natural resources through theactions of highly functional catalysts. The Innovative Catalysts
project will develop advanced catalysts that enable efficient use of
the atmosphere, water, and earth crust resources of the global
environment to contribute to stable supply and recycling ofenvironmental resources.
Some of the focal points will be development of new catalyst
technology for synthesizing ammonia from nitrogen and hydrogen
under mild conditions and development of catalysts for synthesis ofcarboxylic acids using carbon dioxide, which is considered as the
major cause of global warming, as raw material. In addition, theproject will develop catalysts for producing hydrogen and otheruseful products through water splitting, biofunctional catalysts thatfunction in water, and catalysts that are based on cheap,
earth-abundant elements and that take the advantage of thefeatures of all available metals for chemical synthesis. Throughsuch innovation, the project will change the notion that “Japan is acountry poor in resources”.
!"

7%)%3$26&7%)".#)!"#"$%&'()(*+● We achieved the activation and addition of N2 to α,β-unsaturated
carbonyl compounds in a dititanium dihydride framework leading to
the selective formation of the corresponding hydrazine derivatives.

● Development of innovative catalysts for activation and utilization of
CO2 and N2● We identified a strategy to enhance the stability of manganeseoxide catalysts in polymer electrolyte membrane (PEM)electrolyzers.
● We developed a catalytic difluoromethylation reaction andinvestigated the reactivity of the reactive species in detail.
● We achieved enhanced amination of aryl chlorides through dual
activation by employing polymeric nickel and iridium catalysts
under microwave and visible-light irradiation.

● Development of new catalytic reactions using O2 as an oxidant● Development of new catalysts based on element features forsynthesis of fine chemicals

参画研究室 / :3$#(2(/3#(+0&<3K)

先進機能触媒研究グループ / !"#$%&'"()$*$+,-.-(/0
触媒・融合研究グループ / )$*$+,-.-($%"(1%*'23$*'"(/0● Exploration of water splitting systems powered by solar energy

機能有機合成化学研究チーム / !"#$%&'"(432$%.&(5,%*6'-.-(/7● Development of reusable and recyclable catalysts

グリーンナノ触媒研究チーム / 03''%(8$%9&$*$+,-.-(/7
生体機能触媒研究チーム / :.9;<%&*.9%$+()$*$+,-*(/7● We developed a spirobipyridine ligand that accelerates
iridium-catalyzed borylation of arenes through weak noncovalentinteractions.

!#新機能性ポリマー

プロジェクトリーダー / =$*>%7#&;%89%$;%89(+0<%90%&=*.23%$)
資源利用効率の向上、新産業創出に貢献する有用機能を持つ新規ポリマーを開発します「持続可能な開発目標（SDGs）」の「つくる責任、つかう責任」とは、環境と経済が両立する持続的社会の実現に向けて努力することでもある。
本プロジェクトでは、分子性触媒技術を駆使した未到の合成技術に

研究成果●

よって、植物・バイオマス・化石資源から新しい機能を持つバイオポリマーを開発し、実用化へと橋渡ししていく。
現代社会を支える高分子素材の7割はポリエチレンに代表されるポ●リオレフィン系である。
その可能性をさらに拡げるべく、他材料との接着性に優れた機能性ポリオレフィン素材や有機ガラス等に使われるアクリ
ル樹脂の開発、高強度・高耐熱性を持つスーパーエンジニアリングポリ
マー素材の創出、強度としなやかさを兼ね備えた高タフネスペプチドポ●●

スカンジウム触媒を用いて、発光ユニットとしてスチリルピレン基を組み込んだモノマーとアニシルプロピレンとエチレンとの三元共重合を行うことにより、高い蛍光量子収率で発光し、画像の転写も可能な自己修復性材料の開発に成功した。
マイクロ流路を利用することでクモ糸の形成過程を再現することに成功した。
共重合成分として長鎖ジカルボン酸を導入することによりコハク酸ベース
脂肪族ポリエステルの海洋生分解性を向上できることを明らかにした。

今後のビジョン
●●極性・非極性オレフィンモノマーの共重合化を自在に達成できる分子触媒の開発と新規機能性ポリオレフィンの創製

阿部 英喜

博士（工学）

G(9%J(&CKI&&=4E,E

バイオマス由来オレフィンモノマーを利用した新規機能性ポリマー素材の創出●

超耐熱性バイオマスポリマー素材の創製●

クモ糸を超越した熱成形可能な高タフネス高分子の合成●

天然ゴムを超越した構造タンパク質材料の創製

バイオポリエステルの物性向上を達成するブロック共重合型高分子添加剤の開発に成功した。

副プロジェクトリーダー / '(7%&=$*>%7#&;%89%$)

リマー素材の創製技術の開発を行う。
こうした取り組みは、産業との連携によって、資源利用効率の向上を促すと同時に、化学産業に革新をもたらす。

Photographs of a flower-printed fluorescent self-healing film under
different conditions

Morphology of spider silk protein droplets (LLPS), nanofibrils and fibers in microfluidic
devices as characterized by confocal laser scanning microscopy (CLSM) and scanningelectron microscopy.

侯 召民 工学博士

沼田 圭司 博士（工学）F48*3(+&GHA&&,EI+0E?%(>(&@ABCDC&&=4E,E

Improvement of marine biodegradability for poly(alkylene succinate)s bycopolymerization with dicarboxylic acids with larger carbon numbers,%-%.*/(+0&+%1&/*.23%$)&1(#4&5%+%6(7(8.&6"+7#(*+)&(3/$*-(+0&%66(7(%+72(+&#4%&")%&*6&$%)*"$7%)&8+9&7$%8#(+0&+%1&(+9")#$(%)
Achieving the Sustainable Development Goal (SDG) of“Responsible Consumption and Production” also means that we
make efforts towards achieving a sustainable society that strikes abalance between the environment and economy. Throughgroundbreaking synthesis techniques using molecular catalysis,
the Leading-edge Polymers project will develop, from plants,
biomass, and fossil resources, biopolymers having new
functionalities, and lead efforts towards their commercialization.
Polyethylene and other polyolefins make up about 70% of allpolymers used in our world today. To further broaden its potential,
the project will develop functional polyolefin materials that haveexcellent adhesive properties with other materials, develop acrylic
resins used in organic glass, create super engineering polymers
with high-strength and high-temperature heat resistance properties,
and develop the technology for creating high-toughness peptide
polymer materials that combine strength and flexibility. These
efforts will, through collaboration with the industry, promote
efficiency in the use of resources as well as bring innovation in thechemical industry.
!!

:%)%8$74&:%)".#)!"#"$%&'()(*+● We have achieved the synthesis of fluorescent self-healing
polymers with high fluorescence quantum yield and image transfer
ability by terpolymerization of pyrenylethenyl-substituted styrene,
ethylene, and anisylpropylene by using a scandium catalyst.

● Developments of new catalysts for the synthesis of copolymers
from polar and nonpolar olefinic monomers and creations of new
functional olefin polymers● We successfully created continuous spider silk fibers using a
microfluidic device.

● Creations of new functional polymers from bio-based olefinicmonomers● We found that the incorporation of long-chain-length dicarboxylic
acids as a comonomer into aliphatic poly(alkylene succinate)s
improves their marine biodegradability.

● Creations of super heat-resistant polymers from biomass chemicals● We succeeded in synthesis of block copolymers as compatibilizer
and blend component for biopolyester.

● Creations of structural protein materials exceeding natural rubber

参画研究室 / =8$#(7(/8#(+0&;85)

バイオプラスチック研究チーム / !"#$%&'(")*+,
バイオ高分子研究チーム / !"#-&).#-#%/)0%/'*+,
先進機能触媒研究グループ / 123&4)/2*5&(&%6'"'*+7● Synthesis of high toughness thermoformable polymers exceeding
spider silks!"

先端技術プラットフォーム

プロジェクトリーダー / =$*>%0#&?%/-%$),-./+0%-&;%)%/$04&/+-&<%04+*2*13&=2/#5*$6)
解析技術基盤・情報基盤を高度化し、日本の科学技術のハブとしてイノベーションを牽引します
最先端の分子解析基盤が揃う理研では、技術基盤部門がコアとなり、他の研究所や大学との共同研究が活発に行われている。
これらの解

研究成果

析技術基盤、情報基盤を活用・高度化し、各フラッグシッププロジェクト●の効率的な推進をバックアップしていく。

●

具体的には化合物同定を自動化する解析技術の開発、細胞内の全代謝の理解につながる植物ホルモンも含めた統合メタボローム解析基
盤、電子顕微鏡などを用いたイメージング技術基盤や表現型解析基盤の高度化、
あるいは植物から微生物まで多岐にわたる研究を束ねた生●●

理活性物質開発プラットフォームの確立、化合物バンクの拡張などがあげられる。
さらにこれらの解析技術を支えるために、横断的な情報基盤の活用・高度化も目指す。先端技術プラットフォームは理研の科学技●

今後のビジョン

細胞壁空間におけるサイトカイニンの新たな活性化経路を発見した。

●

NPDepo 化合物ライブラリーから見出した抗がん活性物質 NPD723 とその活性代謝物 H-006 がジヒドロオロト酸デヒドロゲナーゼ DHODH を阻害し、抗がん活性を示すことを明らかにした。

●

細胞内のデンプンを可視化する蛍光色素を開発した。

●

電子顕微鏡および光学顕微鏡解析に用いる２つの補助器具（準超薄連
続切片取得ツールと相関アレイトモグラフィー用ダイヤモンドノッチナイ
フ）を開発した。

●

AIシステムにより自律実験を遂行するロボットアームを用いたRIPPSの自動ケミカル投与システムを開発した。

●

ER-MS2に基づく分子解析法を発展させ、より広い範囲の小分子についての「その場」
同定および局在解析への応用平井 優美

博士（農学）

I/)/6(&AC;,C&&=4DED

細胞表現型データに基づくケミカルゲノミクスネットワーク解析プラット
フォームの確立と研究DXへの展開
プロテオームデータベースの拡充とこれを利用した新規ＯＲＦの探索並びに機能解析
ケモインフォマティクス等による植物メタボロミクス解析手法の高度化
蛍光顕微鏡法、CLEM法、
アレイトモグラフィー法、高圧凍結技法など光学および電子顕微鏡法の開発と改良

術ハブ機能形成を牽引し、産業界との連携を深めながら次代を担うイ

堂前

ノベーションを創出していく。

直

博士（学術）

J/*)4(&EGAI,K&&=4DED
副プロジェクトリーダー / '(0%&=$*>%0#&?%/-%$)

NPD723/H-006 are potent DHODH inhibitors.

萩原 伸也 Ph.D.

豊岡 公徳@4(+3/&A,BCA,;,&&=4DED

F(6(+*$(&<GHGGF,&&=4DED

博士（理学）

Robotic chemical application system for RIPPS
CPN1 is a novel cytokinin-activating enzyme localized in the apoplastic spaceof Oryza sativa.

,-./+0(+1&/+/23#(0/2&#%04+*2*13&/+-&(+5*$6/#(*+&72/#5*$6)8&/+-&2%/-(+1&(++*./#(*+&/)&/&)0(%+0%&/+-&#%04+*2*13&4"9&(+&:/7/+
RIKEN, with its state-of-the-art platform for molecular analysis, isactively conducting joint research with other research institutes anduniversities, with the Technology Platform Division at the core. The
Advanced Research and Technology Platforms project will use and further
refine RIKEN's analytical and information platforms and support theefficient promotion of the flagship projects.
Specifically, such efforts will include development of analyticaltechnology for automatic identification of compounds; sophistication of theintegrated metabolome analytical platform, including plant hormones that
help us understand all intracellular metabolism, the imaging technology
platform using electron microscopy, and the phenotype analytical platform;
establishment of the platform for development of bioactive substances thatcombines research covering an extensive field from plants tomicroorganisms; and further expansion of the chemical bank. To support
these analytical technologies, the project will also use and refine thecross-cutting information platform. The project will lead RIKEN's efforts informing a science and technology hub and bring about the next-generation
innovation while deepening collaboration with the industry.
!";%)%/$04&;%)"2#)● We discovered a novel cytokinin activating enzyme localized in theapoplastic space of Oryza sativa.
● Phenotypic profiling revealed that an anticancer compound
NPD723 and its active metabolite H-006 inhibit dihydroorotate
dehydrogenase (DHODH) and suppress cancer cell growth.
● We developed a fluorescent molecular probe for live-cell imaging ofstarch granules.
● We developed two effective tools (serial semi-thin section
preparation tool and diamond notch knife for correlative array
tomography) for electron and light microscopy.
● We developed an automated chemical application system for
RIPPS with a robotic arm that executes autonomous experiments
by an AI system.

!"#"$%&'()(*+

参画研究室 / =/$#(0(7/#(+1&?/9)2● Advancement and application of the ER-MS –based molecularcharacterization method for in-situ identification and localization
analysis of diverse small molecules● Establishment of a platform for chemical genomics network basedon cellular phenotypic data and its application to research digitaltransformation● Enlargement of proteome database and its use for searching new
ORFs and their functions● Improvement of analytical methods for plant metabolomics basedon chemo-informatics and other techniques● Development and improvement of optical and electron microscopy
applications such as fluorescence microscopy, CLEM, array
tomography and high-pressure freezing technique

統合メタボロミクス研究グループ / !"#$%&'&()*+,-.
ケミカルゲノミクス研究グループ / /0"()*$',."1&()*+,-.
代謝システム研究チーム / !"#$%&')*,23+#"(+,-4
メタボローム情報研究チーム / !"#$%&'&(",516&7($#)*+,-4
環境代謝分析研究チーム / 819)7&1("1#$',!"#$%&')*,:1$'3+)+,-4分子リガンド標的研究チーム / !&'"*;'$7,<)=$1>,4$7="#,-4
分子生命制御研究チーム / !&'"*;'$7,?)&7"=;'$#)&1,-4
ケミカルバイオロジー・生合成研究チーム //0"()*$',?)&'&=3,$1>,?)&+31#0"+)+,-4

分子構造解析ユニット / !&'"*;'$7,2#7;*#;7",/0$7$*#"7)@$#)&1,A
生命分子解析ユニット / ?)&(&'"*;'$7,/0$7$*#"7)@$#)&1,A
質量分析・顕微鏡解析ユニット / !$++,2B"*#7&("#73,$1>,!)*7&+*&B3,A化合物リソース開発研究ユニット / /0"()*$',-"+&;7*",C"9"'&B("1#,-A!#

創薬・医療技術基盤連携部門

研究・解析支援!(2;*!"#$%&'()*>./9+%(0#*@%%1'(/9"%3*!"&"#"%3
新薬の開発を目指しHTSと創薬化学によってシード／リード化合物を創製します

A'#'/($8*7211%(9

部門長 / !"&"#"%3*!"('$9%(

近年急速に解明が進んだ膨大なゲノム情報から数多くの新たな創薬標的が明らかになってきている。
こうした基礎研究の輝かしい成果から生まれた情報を最大限に応用し活用するため

質量分析
（横浜）

には、実際の医療につなげるための新しい技術や評価方法の開発が不可欠であり、それらが多ホルモン解析

くの生命科学者の次なる挑戦となりつつある。大学や公的研究所による創薬研究（アカデミア

メタボローム解析創薬）
は世界の潮流であり、理研では創薬・医療技術基盤プログラム（DMP）
を開始して、理研の卓越した科学技術をプラットフォームとして提供することにより、アカデミア創薬を加速することを目指している。
当部門はDMPのメンバーとして、多様性に富んだ天然化合物ライブラリーとそれをハイスループットにスクリーニング（HTS）
するための適切な評価系と機器システム、
および

吉田 稔

農学博士

G"3%(2*HI75C!=**!J=;(Jヒットからリード化合物を創製するための創薬化学をプラットフォームとして提供し、アカデミア
創薬へ貢献することを目指す。
参画研究室 / >/(9"$"1/9"3;*Q/4#

今後のビジョン
●ユニークなHTS用化合物ライブラリーの構築●

iPS細胞や幹細胞を利用したHTSやフェノタイプによるHTSの推進●

タンパク質分解誘導キメラ分子を含めた中分子創薬のプラットフォーム
構築

先端技術プラットフォームプロジェクトを中核として、解析技術基盤、情報基盤を活用・高度化し、効率的な研究推進をバックアップしています

創薬ケミカルバンク基盤ユニット /!"#$%!&'()*+",%-.+/&(01%2034%53&6

創薬シード化合物探索基盤ユニット /!"#$%!&'()*+",%7++8%-)/9)#38':;91)"06)",%53&6

創薬化学基盤ユニット /!"#$%!&'()*+",%-.+/&'6",%<106=)"/%53&6

顕微鏡解析室（横浜）

日本語サイト8991#M--:::J$#(#J("N'3JO1-O1#211%(9-"3,'PJ890.

電子顕微鏡技術
光学顕微鏡技術

植物表現型解析室（筑波）
自動植物表現型解析 RIPPS(RIKEN Integrated Plant Phenotyping System)

共同研究推進プログラム（和光）
化学物質と小分子
ハイスループットスクリーニング
タンパク質と超分子分子間相互作用!"#$%&'()*%+*#'',-.'/,*$%01%23,#*4)*567*/3,
0',"$"3/.*$8'0"#9()*+%(*,'&'.%10'39*%+*3':*,(2;#<"98*98'*=,&/3$',*6'$83%.%;)*>./9+%(0*/9*98'*$%('?*@7A7*29"."B'*/3,*/,&/3$'*/3/.)9"$/.*9'$83%.%;)*/3,*"3+%(0/9"%3*1./9+%(0#?*/3,*:'*/('*#211%(9"3;*98'*'++"$"'39
1(%0%9"%3*%+*('#'/($8*4%98*"3#",'*/3,*%29#",'*%+*ACDEF*@7A7

The increased availability of genomic sequence information has already allowed the identificationof numerous novel drug targets. The next challenge lies in developing new technology and assays,
to further expand and exploit available genomic information obtained from basic research, andbegin translational programs that will lead towards actual application and patient treatment.
Academic drug discovery has become a world-wide movement atuniversities and research institutions, in response to which the RIKEN
launched the Drug Discovery and Medical Technology Platforms (DMP).
Capitalizing on RIKEN’s excellent track record in basic science andtechnology, including a vast library of bioactive natural products, state of
the art equipment for high throughput screening (HTS), and medicinal
chemistry for hit-to-lead and lead optimization, our division aims at
making innovative contributions to the academic drug discovery effort.

Mass spectrometry in Yokohama
Plant metabolomic analyses
Plant hormone analyses

Microscopy Room in Yokohama

E3;."#8*#"9'8991#M--:::J$#(#J("N'3JO1-'3#211%(9-"3,'PJ890.

Electron microscopes
Optical microscopes

K292('*L"#"%3● Construction of unique chemical libraries for HTS

Plant Phenotyping Facility in Tsukuba● Promoting HTS using iPS and stem cells, and phenotypic HTS inorder to find unique bioactive compounds

RIPPS (RIKEN Integrated Plant Phenotyping System)● Establishment of the platform for middle-molecular drug discovery
including proteolysis-targeting chimeric molecules

Joint Research Promotion Program (JRPP) in Wako

Facilities for HTS!"

Chemicals and small molecules
High throughput screening
Proteins and supermolecules
Molecular interactions!#

CSRSアドバイザリー・カウンシル2023

CSRS Advisory Council 2023

環境資源科学研究センターでは、卓越した研究者や代表的な大学、研究機関の運営に実績をもつ国内外の有識者をメンバーとした国際的外部評価委員会「アドバイザリー・カウンシル」を組織に置いています。アドバイザリー・カウンシルでは、理事長ならびにセンター長の諮問機関として、研究活動、研究管理など研究所運営の全般について、これを長期的かつ国際的視野に立った客観的評価を行っています。2023 年 8 月 8 日〜 10 日に理研横浜事業所にて 2023 CSRS アドバイザリー・カウ
ンシルを開催しました。

The Center for Sustainable Resource Science Advisory Council, an international external review board, is held every 2-3

CSRSAC2023 委員

Members of the CSRSAC2023

years to gain advice and recommendations from prestigious researchers and leaders highly experienced in scientificgovernance. The 2023 CSRS Advisory Council was held from August 8 to 10, 2023 at the RIKEN Yokohama Campus.

Wilhelm GRUISSEM 博士 ＊議長
植物生物学、バイオテクノロジー

スイス連邦工科大学チューリッヒ校生物学部・教授 /台湾・国立中興大学・Yushan Scholar ( 玉山學者 )Dr. Wilhelm GRUISSEM, *Chair
Plant Biology and Biotechnology

Professor, ETH Zurich (Emeritus), Switzerland /Yushan Scholar, National Chung Hsing University, Taiwan

有本 博一 博士

東北大学大学院生命科学研究科・教授

Dr. Hirokazu ARIMOTO

Professor, Graduate School of Life Sciences, Tohoku University, Japan

Cathleen CRUDDEN 博士

カナダ・クィーンズ大学化学部・教授

Dr. Cathleen CRUDDEN

Professor, Department of Chemistry, Queens University, Canada

Dirk INZÉ 博士

ベルギー・ゲント大学植物システムバイオロジーセンター・教授、センター長

Dr. Dirk INZÉProfessor and Director, Center for Plant Systems Biology, VIB/Gent University, Belgium

金井 求 博士

東京大学大学院薬学系研究科・教授

Dr. Motomu KANAI

Professor, Graduate School of Pharmaceutical Sciences, The University of Tokyo, Japan

経塚 淳子 博士

東北大学大学院生命科学研究科・教授

Dr. Junko KYOZUKA

Professor, Graduate School of Life Sciences, Tohoku University, Japan

James C. LIAO 博士

台湾中央研究院・院長

Dr. James C. LIAO

President, Academia Sinica, Taiwan

及川 英秋 博士

中国・五邑大学バイオテクノロジー・ヘルスサイエンス部・教授

Dr. Hideaki OIKAWA

Professor, School of Biotechnology and Health Sciences, Wuyi University, China

Kirsi-Marja OKSMAN-CALDENTEY 博士

フィンランド・VTT 技術研究センター・シニアアドバイザー

Dr. Kirsi-Marja OKSMAN-CALDENTEY

Senior Advisor, VTT Technical Research Centre of Finland Ltd, FinlandAnne OSBOURN 博士

英国・ジョン・イネス研究所・グループリーダー

Dr. Anne OSBOURN

Group Leader, John Innes Centre, United Kingdom

澤本 光男 博士

中部大学先端研究センター・特任教授

Dr. Mitsuo SAWAMOTO

Designated Professor, Frontier Research Institute, Chubu University, Japan

杉野目 道紀 博士

京都大学大学院工学研究科合成・生物化学専攻・教授

Dr. Michinori SUGINOME

Professor, Department of Synthetic Chemistry and Biological Chemistry, Graduate
School of Engineering, Kyoto University, Japan

有機化学

触媒・材料化学

植物発生・システムバイオロジー
有機合成化学

植物生理学、発生生物学
合成生物学、代謝工学
生物有機化学

合成生物学、工業バイオテクノロジー
合成生物学

高分子化学・合成

有機金属・合成・高分子化学

諮問事項

Organic Chemistry

Catalysis and Material Chemistry

Plant Developmental and Systems Biology
Organic Synthetic Chemistry

Plant Physiology, Developmental Biology
Synthetic Biology, Metabolic Engineering
Bioorganic Chemistry

Synthetic Biology, Industrial Biotechnology
Synthetic Biology

Polymer chemistry and synthesis

Organometallic, Synthetic, Polymer ChemistryTerms of reference

１

2019 年 AC 提言への対応についての評価

1 Evaluate the response to the 2019 AC recommendations

2

センターの SWOT 分析（S：強み、W：弱み、O：機会、T：脅威）に基づく第 4 期中長期計画期間中（2018 年度〜2024 年度）の運営と研究開発についての評価

2 Based on the results of the Center’s SWOT analysis (Strengths / Weaknesses / Opportunities / Threats),
evaluate operations and R&D activities for the 4th Mid- to Long-Term Plan period (FY2018-2024)

3

第 5 期中長期計画期間（2025 年度〜 2031 年度）の方針の評価と実施・推進すべき運営と研究開発の新たな方向性の提言

3 Evaluate the policies* of the 5th Mid- to Long-Term Plan period (FY2025-2031) and recommend new
directions for operations and R&D that should be implemented and promoted

4

センターの 6 つのフラッグシッププロジェクトの評価と、それらの研究は「環境資源科学」の確立に貢献し、結果的に持続的社会の実現を導くかの評価

4 Evaluate the Center’s six flagship projects and whether their research contributes to establishing“Sustainable Resource Science”, and will eventually lead to the realization of a sustainable society

5

各 PI の研究活動は高い国際基準を満たしているかの評価

5 Evaluate whether each PI’s research activities meet high international standards

6

研究計画やセンターの運営に関するコメントや助言

6 Provide comments and advice regarding research plans and management of the Center

報告書

Report

総評・提言含む詳細は、センターウェブサイト ー ダウンロードページ「外部からの評価」参照
https://www.csrs.riken.jp/jp/downloads/

Refer to "Evaluation (CSRS Advisory Council)" in the download page of the CSRS website
https://www.csrs.riken.jp/en/downloads/index.html

28

29

国内連携 !!4)3%-$(/!+)**',)&'$()#-

国際連携 !!"#$%&#'$()#'*!+)**',)&'$()#研究協力協定

研究協力協定.%-%'&/0!+)**',)&'$()#!12&%%3%#$-慶應義塾大学
神戸大学大学院科学技術イノベーション研究科① The Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology, Germany

筑波大学 つくば機能植物イノベーション研究センター② Umeå Plant Science Center, Sweden

名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所③ The Sainsbury Laboratory, UK

横浜市立大学
千葉大学 植物分子科学研究センター等④ The International Center for Tropical Agriculture, Colombia

宇都宮大学 バイオサイエンス教育研究センター⑤ Agricultural Genetics Institute, Vietnam

森林研究・整備機構⑥ Terrence Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research, University of Toronto, Canada⑦ National Taiwan Normal University, Taiwan

熊本大学 産業ナノマテリアル研究所
物質・材料研究機構 統合型材料開発・情報基盤部門⑪ VIB-UGent Center for Plant Systems Biology, Belgium

日本女子大学理学部⑫ Institute of Genomics for Crop Abiotic Stress Tolerance, Texas Tech University, USA

Institute of Transformative Bio-Molecules, Nagoya University
Yokohama City University
Plant Molecular Science Center, etc., Chiba University
Center for Bioscience Research and Education, Utsunomiya University
Forest Research and Management Organization

National Institute of Genetics

東京工業大学 エネルギー・情報卓越教育院

National Chung Hsing University, Taiwan

Tsukuba-Plant Innovation Research Center, University of Tsukuba

国立遺伝学研究所
北海道大学 触媒科学研究所⑩ Biotechnology Center and College of Agriculture and Natural Resources,

Graduate School of Science, Technology and Innovation, Kobe University

Kazusa DNA Research Institute東北大学 材料科学高等研究所⑨ Plant Resilience Institute, Michigan State University, USA

Keio University

かずさDNA研究所
九州大学 カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所⑧ National Laboratory of Genomics for Biodiversity, Cinvestav, Mexico.%-%'&/0!+)**',)&'$()#!12&%%3%#$-

International Institute for Carbon-Neutral Energy Research, Kyushu University
Institute for Catalysis, Hokkaido University
Advanced Institute for Materials Research, Tohoku University
Tokyo Tech Academy of Energy and Informatics, Tokyo Institute of Technology
Institute of Industrial Nanomaterials, Kumamoto University
Research and Services Division of Materials Data and Integrated System,
National Institute for Materials Science
Faculty of Science, Japan Women's University⑬ University of Cambridge, UK

主な共同研究②

岡山大学

Okayama University

東京大学

The University of Tokyo

名古屋大学大学院生命農学研究科

⑬③ ①
⑪

北海道大学
東京工業大学

⑥
⑨
⑦
⑩

⑫
⑧
④

Hokkaido University
Tokyo Institute of Technology
Kyoto University

九州大学

Kyushu University
Nara Institute of Science and Technology

筑波大学

University of Tsukuba

東北大学

Tohoku University

神戸大学

Kobe University

大阪大学

Osaka University

海洋研究開発機構
国際農林水産業研究センター
産業技術総合研究所
農業・食品産業技術総合研究機構
水産研究・教育機構!"

Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University

京都大学
奈良先端科学技術大学院大学⑤

5&(#/(6'*!7)(#$!.%-%'&/0!12&%%3%#$-

Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Japan International Research Center for Agricultural Sciences
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
National Agriculture and Food Research Organization
Japan Fisheries Research and Education Agency!#

産業連携 !!"#$%&'()*+!,-++*.-(*')-#&

連携大学院 4-)#'!5(*$%*'3!678--+!9(-:(*;

当センターでは下記連携をはじめ、これまでに培った知見や技術の実用化を目指し、44社の企業と共同研究を実施しています。

理研と国内大学間との協定に基づき、理研の研究者が大学の客員教授等となって講義を行ったり、理研の研究室に大学院生を受け入れて研究

CSRS conducts collaborative research with 44 companies with the aim of practical application of our knowledge and technologies.

指導を行う理研の制度です。
This is one of the program in RIKEN that under agreements between RIKEN and universities in Japan, RIKEN researchers serve as visiting
professors and give lectures at universities, and also RIKEN researchers accept graduate students into their laboratories to give research

株式会社ACRO

香草に存在する腺鱗・油胞の形態学的な研究推進guidance.

株式会社日本触媒

新規海洋生分解性プラスチックの開発

横浜市立大学大学院生命ナノシステム科学研究科
横浜市立大学大学院生命医科学研究科
埼玉大学大学院理工学研究科
筑波大学大学院生命環境科学研究科©Cover of Polymer Journal April Issue, 2024

東京大学大学院新領域創成科学研究科
東京大学大学院理学系研究科

ACRO INC.

NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.

Promote research on the morphology ofglandular trichomes and oil glands in herbs

Development of new marine biodegradable plastics

東京電機大学大学院工学研究科

理研所内連携 !!/"012!"#'3(#*+!,-++*.-(*')-#&

Graduate School of Nanobioscience, Yokohama City University
Graduate School of Medical Life Science, Yokohama City University
Graduate School of Science and Engineering, Saitama University
Graduate School of Life and Environmental Sciences, University of Tsukuba
Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo
Graduate School of Science, The University of Tokyo
Graduate School of Engineering, Tokyo Denki University

奈良先端科学技術大学院大学

Nara Institute of Science and Technology

北海道大学大学院総合化学院

Graduate School of Chemical Sciences and Engineering, Hokkaido University

名古屋大学大学院生命農学研究科

Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University

当センターでは、研究者の“個人知”を組織の総合力で融合し、“社会知”につなげる取り組みとして、理研の各センターとの分野横断型研究を行っています。
また、理研が保有する最先端研究基盤を活用し、新たな研究成果の創出に取り組んでいます。
CSRS carries out interdisciplinary field research with several centers in RIKEN as activity of the wisdom of individual researchers to be combinedwith the comprehensive power of an organization and expand into social wisdom.
Also we use the leading-edge research facilities of RIKEN for creation of new research results.
開拓研究本部（CPR)

RIKEN Cluster for Pioneering Research

革新知能統合研究センター（AIP)

最先端研究基盤の活用
Leading-edge research facilities

RIKEN Center for Advanced Intelligence Project

数理創造プログラム

RIKEN Interdisciplinary Theoretical and研究に携わる多様な職種のCSRSスタッフを紹介する
動画コンテンツ「CSRS人物記 -Unsung Heroes in
RIKEN CRSS- 第2弾」を制作しました。
第１弾の研究者を支える研究支援スタッフ（技師、
テ
クニカルスタッフ、研究室アシスタント）に続き、第２弾
では、外国人チームリーダー、若手研究者、CSRS出身のベンチャー起業家にフォーカスし、普段なかなか知ることのできない職種を紹介しています。

生命医科学研究センター（IMS)

Mathematical Sciences Program (iTHEMS)RIKEN Center for Integrative Medical Sciences

NMR

生命機能科学研究センター（BDR)

RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research

脳神経科学研究センタ−（CBS)
RIKEN Center for Brain Science

創発物性科学研究センター（CEMS)

SPring-8

第1弾
Vol. 1

第2弾
Vol. 2

RIKEN Center for Emergent Matter Science

量子コンピュータ研究センター

RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)

光量子工学研究センター（RAP)

RIKEN Center for Advanced Photonics

SRC

仁科加速器科学研究センター（RNC)

RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science

計算科学研究センター（R-CCS）

RIKEN Center for Computational Science

放射光科学研究センター（RSC)

RIKEN SPring-8 Center

Supercomputer Fugaku

We produced videos “Unsung Heroes in RIKENCSRS Vol. 2” introducing the diverse staff of RIKEN
CSRS.
Following the first series focussing on researchsupport staff (technical scientist, technical staff, andlaboratory assistant) who support researchers, thesecond series focuses on foreign team leader,
young researcher, and venture entrepreneur fromthe CSRS, introducing occupations that are rarely
showcased.

日本語ウェブサイト

1#:+)&8!<3.&)'3

8''=&>??<<<@7&(&@()A3#@B=?B=?
*7')C)')3&?$)C3(&)'D?=3-=+3?
)#$3E@8';+

8''=&>??<<<@7&(&@()A3#@B=?3#?
*7')C)')3&?$)C3(&)'D?=3-=+3?
)#$3E@8';+

バイオリソース研究センター（BRC)
RIKEN BioResource Research Center!"

As of Mar. 2024!!

プレスリリースハイライト !"#$$%&#'#($#%)*+,'*+,-$
固体触媒を用いたフロー型カップリング反応システム.'/0%1/23'*4+%"#(1-*/4%$5$-#6%2$*4+%$/'*7%1(-('5$-$

プレスリリース !"#$$%&#'#($#$
G: グループ T: チーム U: ユニット RG: Research Group RT: Research Team RU: Research Unit U: Unit

Date

独自の高分子金属触媒調製法である分子もつれ法により不溶性で高活性な高分子パラジウム触媒を新たに作製し、さらに、フローカラム用充填剤として高分
子補助樹脂を開発しました。高分子パラジウム触媒、高分子補助樹脂、海砂の混合物をフローカラムカートリッジに充填し、反応原料を流して鈴木-宮浦クロス
カップリング反応を起こさせたところ、対応する生成物が長時間運転でも安定的に高収率で得られました。
また、
このフロー反応システムでは、有機溶媒を用いず水のみを溶媒とした場合でも反応が進行するため、医薬品合成に適用できることを確認しました。
本研究成果は、
医薬品や機能性分子の合成に向けたフロー型の有機合成プロ
セスへ適用されるものと期待できます。

開発した鈴木−宮浦クロスカップリング反応用のフロー反応システム
A Flow Suzuki-Miyaura Coupling Using Polymeric Pd Catalysts>"*+*4('%("-*1'#
Continuous-flow Suzuki-Miyaura coupling in water and organic solvents
promoted by blends of stabilized convoluted polymeric palladium catalysts
and polymeric auxiliary materials.
Chem Eur. J. 29, e202300494 (2023)

The research group has developed a new insoluble and highly active polymericpalladium catalyst using the molecular convolution methodology, an original
method to prepare polymer metal catalyst, as well as a polymer auxiliary resin as aflow column packing agent. When a mixture of polymeric palladium catalyst,
polymeric auxiliary resin, and sea sand was packed into a flow column cartridge
and the reaction mixture was flowed to cause the Suzuki-Miyaura cross-coupling
reaction, the corresponding product was stably obtained with high yields even after
prolonged operation. The group also confirmed that this flow reaction system canbe applied to pharmaceutical synthesis as the reaction progresses even when only
water (without an organic solvent) is used as a solvent.
The results of this study are expected to be applied to flow-based organic
synthesis processes for the synthesis of pharmaceuticals and functional
molecules.

持続可能な農業のための堆肥 - 土壌 - 植物相互作用モデル
A causal model of compost-soil-plant interactions for sustainable agriculture

代謝システム研究 T
環境代謝分析研究 T
Metabolic Systems RT
Environmental Metabolic Analysis RT

2023.04.17

重症拡張型心筋症の病態を解明し新たな治療標的を同定
The pathology of severe dilated cardiomyopathy elucidated, and its new therapeutic target identified

質量分析・顕微鏡解析 U
Mass Spectrometry and Microscopy U

2023.04.17

リジン長鎖アシル化による新規転写制御機構の発見
Discovery of a new mechanism regulating transcription by lysine long-chain fatty acylation

ケミカルゲノミクス研究 G
Chemical Genomics RG

2023.04.28

抗菌薬に依存しない仔牛の飼養管理
Feeding management of calves without antibiotics

環境代謝分析研究 T
Environmental Metabolic Analysis RT

2023.05.22

固体触媒を用いたフロー型カップリング反応システム
Flow coupling reaction system using solid catalysts

グリーンナノ触媒研究 T
Green Nanocatalysis RT

2023.06.05

塩害から種子形成を保護するナトリウム輸送体
Sodium ion transporter protects seed production from salt damage

適応制御研究 U（当時）
Dormancy and Adaptation RU (at the time)

2023.06.08

血液の分解産物ビリルビンが植物で作られることを発見
Discovering that plants produce bilirubin, a blood-breakdown productバイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2023.06.15

ストレスに適応する植物たち
Plants that adapt to stressful environments

植物免疫研究 G
Plant Immunity RG

2023.06.20

バイオマス増加をもたらす F1 雑種における代謝物の変化を解明
Metabolite changes in F1 hybrids that increase biomass

統合メタボロミクス研究 G
Metabolomics RG

2023.07.03

鉄欠乏条件で誘導するフィコビリソームと光化学系 I 複合体の強固な結合
Tight association of phycobilisome and photosystem I complexes induced under iron-deficient conditions

生命分子解析 U
Biomolecular Characterization U

2023.07.06

特殊なデンプンでナトリウムを吸着・無害化するヒナアズキ
Unique starch granules in Vigna riukiuensis adsorb and detoxify sodium

質量分析・顕微鏡解析 U
Mass Spectrometry and Microscopy U

2023.07.10

芽を生み出すかどうか、植物カルス細胞の分化を運命づける因子をつきとめた
植物の器官再生能力を制御する新たな仕組みを発見
Identifying the fate regulator of cell differentiation that determines whether plant callus regenerate shoots or not:New mechanism to control plants’ organ regenerative capacity discovered

細胞機能研究 T
Cell Function RT

2023.07.11

脂肪酸合成を阻害する新たな抗真菌化合物の発見
Identification of a new antifungal compound inhibiting fatty acid biosynthesis

分子リガンド標的研究 T
ケミカルゲノミクス研究 G
化合物リソース開発研究 U
Molecular Ligand Target RT
Chemical Genomics RG
Chemical Resource Development RU

2023.07.17

遺伝子発現を制御するエピゲノムの複製と転写
Epigenome replication and transcription controlling gene expression

生命分子解析 U
Biomolecular Characterization U

2023.07.25

パラジウム錯体でβ- ケトアミド修飾ペプチドを捕捉
Palladium complex captures β-ketoamide-tagged peptides

触媒・融合研究 G
Catalysis and Integrated RG

2023.08.24

酵素活性を最大化する理論的な条件の発見
Theoretical conditions to maximize enzymatic activity

生体機能触媒研究 T
Biofunctional Catalyst RT

2023.08.25

植物細胞の小胞体をストレスから守る新たな因子の働き
Function of a novel factor that protects endoplasmic reticulum fromstress in plant cells

植物脂質研究 T
Plant Lipid RT

2023.08.29

植物成長促進ホルモンの新たな活性化経路を発見
Discovery of a new pathway to activate a growth-promoting phytohormone

細胞機能研究 T
Cell Function RT

2023.09.01

LysM 型受容体を介した自然免疫システムが陸上植物間で広く保存されていることを解明
Elucidating that LysM-type-receptor-mediated innate immune system is widely conserved among land plants

植物免疫研究 G
Plant Immunity RG

左から / From left

張 振中（研究員）/ Zhenzhong ZHANG (Research Scientist)
大野 綾（テクニカルスタッフ）/ Aya OHNO (Technical Staff)
山田 陽一（チームリーダー）/ Yoichi YAMADA (Team Leader)

周りを見て考えて手を動かす自動実験ロボ

84%(2-/6(-*1%#93#"*6#4-%"/:/-%-,(-%'//;$%("/247<%-,*4;$%(47%6/=#$%*-$%,(472023.12.25

質量分析・顕微鏡解析ユニット / Mass Spectrometry and Microscopy Unit
手先にカメラとピペットを取り付けたロボットアームと、コンピュータ上で再現した実験環境の3次元モデルとを組み合わせることで、適切な実験操作を自律的に生成することができるAIを開発しました。
このシステムの活用により、植物の形状を個体ごとに識別し、個別の葉に溶液を添加するなどきめ細やかな実験が自動化できることを実証しました。
本成果は、
人とロボットが一緒に作業する新しい実験室の実現に向けた基盤技術となり、生命科学研究の発展に貢献することが期待されます。

見て考える自動実験ロボットと植物へのきめ細やかな液体添加
Robotic chemical application system for RIPPS

The research group has developed an AI system that recognizes thesurrounding environment and generates robotic motions for conducting
appropriate scientific experiments by combining a robotic arm with a camera andpipette attached with the hand and a 3D model of the experimental environment
reproduced on a computer. By using this system, the group demonstrated that it ispossible to identify the shape of each plant and automate detailed procedures ofexperiment, such as adding solutions to individual leaves.
The results of this study are expected to provide a basic technology to realize a
new type of laboratories where humans and robots work together, and thus
contribute to further development of life science research.

>"*+*4('%("-*1'#
Integrating a Pipette into a Robot Manipulator with Uncalibrated
Vision and TCP for Liquid Handling.
IEEE Trans. Autom. Sci. Eng. 1-20 (2023)

藤田 美紀（上級技師）
Miki FUJITA (Senior Technical Scientist)!"

研究室 / Labs

2023.04.12

グリーンナノ触媒研究チーム / Green Nanocatalysis Research Team2023.05.22

プレスリリースタイトル / Titles of Press Release!#プレスリリース Press Releases
G: グループ T: チーム U: ユニット RG: Research Group RT: Research Team RU: Research Unit U: Unit

Date

研究室 / Labs

2023.09.06

紙一重で菌は植物の敵にも味方にもなる
It’s a fine line; bacteria can be an enemy or ally to plants

植物化学遺伝学研究 T
Plant Chemical Genetics RT

2023.09.19

花の構造色の発色に関与する因子の絞り込みに成功
Narrowing down the factors involved in the development of the structural colors of flowers

メタボローム情報研究 T
植物免疫研究 G
Metabolome Informatics RT
Plant Immunity RG

Date

プレスリリースタイトル / Titles of Press Release

研究室 / Labs

2024.01.18

ブドウを根頭がんしゅ病から守る！拮抗細菌が根頭がんしゅ病を抑制する仕組みを解明
Protecting grapevines from crown gall! Elucidation of the mechanism how an antagonistic bacterium
suppresses crown gall

植物免疫研究 G"質量分析・顕微鏡解析 U
Plant Immunity RG
Mass Spectrometry and Microscopy U

2024.01.18

NEDO 事業で新規海洋生分解性プラスチックを開発
Development of novel marine biodegradable plastics in the NEDO’s project

バイオプラスチック研究 T
Bioplastic RT

2023.09.26

干ばつがパンコムギ種子に及ぼす分子的影響の解明
Molecular effects of drought on bread wheat seed development

植物化学遺伝学研究 T
Plant Chemical Genetics RT

2024.01.22

タフな蛍光性自己修復材料の開発に成功
Successful development of tough and fluorescent self-healing materials

先進機能触媒研究 G
Advanced Catalysis RG

2023.09.28

真菌の二次代謝物に新たな殺虫作用 環境に優しい昆虫制御型農薬に役立つ期待
New insecticidal activity found in secondary metabolites of fungi: Expected to be useful for environmentallyfriendly insect-controlling agricultural chemicals

天然物生合成研究 U
化合物リソース開発研究 U
Natural Product Biosynthesis RU
Chemical Resource Development RU

2024.01.22

アンモニアを合成する極微金属クラスター触媒
Ultra-small metal cluster catalyst for ammonia synthesis

先進機能触媒研究 G
Advanced Catalysis RG

2024.01.24

アミノ酸セリンの隠された生理機能
Hidden physiological function of the amino acid serine

代謝システム研究 T
質量分析・顕微鏡解析 U
Metabolic Systems RT
Mass Spectrometry and Microscopy U

2024.01.26

温暖化対策プロバイオティクスとしての有胞子性乳酸菌
Spore-forming lactic acid bacterium as a probiotic against global warming

環境代謝分析研究 T
Environmental Metabolic Analysis RT

2024.01.31

マイクロ流路を利用したクモ糸形成プロセスの再現
Look out Spider-Man: naturalistic silk spun from artificial spider gland

バイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2024.02.01

植物免疫受容体の進化の軌跡を解明
Plant receptors that control immunity and development share a common origin

植物免疫研究 G
Plant Immunity RG

2024.02.08

花が散りゆく仕組みを遺伝子から解明
Understanding jasmonic acid: A switch that activates autophagy in Arabidopsis petals

質量分析・顕微鏡解析 U
Mass Spectrometry and Microscopy U

2024.02.14

微細藻類ユーグレナのゲノム編集技術を拡張
Expansion of genome editing technology of microalgae Euglena

バイオ生産情報研究 T
Bioproductivity Informatics RT

2024.02.19

エタノールがトマトの高温耐性を高めることを発見
Ethanol increases high temperature tolerance in tomato plants

植物ゲノム発現研究 T
Plant Genomic Network RT

2024.02.29

酵素活性を向上させる因子の発見
Discovery of factors to improve enzyme activity

生体機能触媒研究 T
Biofunctional Catalyst RT

2023.09.29

蜂蜜のせき止め成分を世界で初めて同定
Cough-suppressing components in honey identified for the first time in the world

分子構造解析 U
Molecular Structure Characterization U

2023.10.12

共生菌に栄養を依存するラン（蘭）の発芽メカニズムを解明
Elucidation of the germination mechanism of orchids that depend on symbiotic bacteria for nutrition

質量分析・顕微鏡解析 U
Mass Spectrometry and Microscopy U

2023.10.17

エピゲノム修飾の位置を端から数える仕組み
How to count the position of epigenomic modifications from the end

ケミカルゲノミクス研究 G
Chemical Genomics RG

2023.10.18

窒素分子からヒドラジン誘導体作製に成功
Successful production of hydrazine derivatives from nitrogen molecules

先進機能触媒研究 G
Advanced Catalysis RG

2023.11.01

単一の制御因子を用いて植物ステロイド成分蓄積の短期間での誘導に成功
A single factor sufficient to induce the accumulation of complex steroids in plants

統合メタボロミクス研究 G
Metabolomics RG

2023.11.01

新規ミトコンドリア膜貫通ペプチドによる遺伝子送達
Gene delivery with a novel mitochondrial transmembrane peptide

バイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2023.11.03

植物の小胞体ストレス応答の遠隔伝達機構を解明
Elucidation of the remote transmission mechanismof the endoplasmic reticulum stress response in plants

植物脂質研究 T
Plant Lipid RT

アスパラギン合成酵素を阻害するビサボスクアール A の発見
Discovery of bisabosqual A, an asparagine synthetase inhibitor

生命分子解析 U
Biomolecular Characterization U

2024.02.29

抗生物質アスカマイシンの生合成・自己耐性機構の解明
Elucidation of Biosynthesis and Self-Resistance Mechanism of the Antibiotic Ascamycin

天然物生合成研究 U
Natural Product Biosynthesis RU

生体チオール検出ツールの最小化に成功
Successful minimizing the size of biological thiol detection tools

触媒・融合研究 G
Catalysis and Integrated RG

2024.03.08

生命分子解析 U
Biomolecular Characterization U

2023.12.25

周りを見て考えて手を動かす自動実験ロボ
An automatic experiment robot that looks around, thinks and moves its hand

質量分析・顕微鏡解析 U
Mass Spectrometry and Microscopy U

紅藻 Cyanidium caldarium の PSI-LHCI 超複合体の立体構造と LHC の分子進化の解明
Elucidating the structure of PSI-LHCI super complex from red alga Cyanidium caldarium and the molecular
evolution of LHC

2024.03.13
2023.12.26

B 型肝炎の完治が見込まれる新たな抗ウイルス薬の候補を発見
Discovery of a new antiviral drug candidate that is expected to cure hepatitis B

生命分子解析 U
Biomolecular Characterization U

抗マラリア活性を持つ新規アンスラキノン化合物の取得
Production of a new anthraquinone compound with anti-malarial activities

2024.01.04

植物の " 水道 " の形成を制御するタンパク質の機能を明らかに
Elucidation of a function of a protein that controls formation of “aqueducts” for plants

質量分析・顕微鏡解析 U
Mass Spectrometry and Microscopy U

天然物生合成研究 U
化合物リソース開発研究 U
分子構造解析 U
Natural Product Biosynthesis RU
Chemical Resource Development RU
Molecular Structure Characterization U

2024.03.22
2024.01.12“見た目はそっくり、中身は違う”（C- グリコシド型）擬複合糖質を開発
Development of (C-glycoside type) pseudo glycoconjugates that “look exactly same but differ in contents”

分子構造解析 U
天然物生合成研究 U
Molecular Structure Characterization U
Natural Product Biosynthesis RU

代謝における細胞分化の役割に迫る
Focusing on the role of cell differentiation in metabolism

代謝システム研究 T
質量分析・顕微鏡解析 U
Metabolic Systems RT
Mass Spectrometry and Microscopy U

2024.03.22
2024.01.15

アブシジン酸情報伝達経路は植物のセシウム耐性向上の鍵
Abscisic acid signaling is a key to improving cesium tolerance of plants

環境応答研究 U（当時）
合成ゲノミクス研究 G
Environmental Response RU (at the time)
Synthetic Genomics RG

褐藻への核酸送達技術の確立
Establishing technology to deliver nucleic acids into brown algae

バイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2024.03.27

ロングリードメタゲノムによる植物共生微生物叢の分子基盤の解明
Long-read metagenomics uncovering the molecular basis underlying plant symbiotic microbiomes

植物免疫研究 G
Plant Immunity RG

2024.03.29

発達期のシナプスタンパク質組成の変化を解明
Synaptic protein change during development offers clues on evolution and disease

生命分子解析 U
Biomolecular Characterization U

2023.11.10

2023.12.14

2024.01.17

36

プレスリリースタイトル / Titles of Press Release

非貴金属触媒による PEM 型水電解
PEM water electrolysis using a non-noble metal catalyst

生体機能触媒研究 T
Biofunctional Catalyst RT

37

セミナー !"#"$"%&'()*+
G: グループ T: チーム U: ユニット RG: Research Group RT: Research Team RU: Research Unit U: Unit

Date

Title

Speaker

Affiliation

Host

2023.04.14

How to make drugs (fast): natural and engineered
microbial natural products

Prof. Dr. Helge B. BodeMax Planck Institute for Terrestrial
Microbiology, Germany

Chemical Biology andBiosynthesis RT

2023.04.27

Live cell and organism transcriptomics

Dr. Koutaro Torii

Microfluidics RIKEN Hakubi RT

Cell Function RT

Date

Title

Speaker

Affiliation

Host

2023.11.06

Betaine Lipids overexpression in higher plants

Dr. Juliette Jouhet

Laboratoire de Physiologie Cellulaire etVégétale, Univ. Grenoble Alpes, CNRS,INRAE, CEA, Grenoble, France

Plant Lipid Research Team2023.11.09

Electrodeposition of Functional Alloys From theViewpoint of Entropy Control

Dr. Kazuhiro Fukami

Department of Materials Science andEngineering, Kyoto University

Biofunctional Catalyst RT

2023.11.27

Rh-catalyzed transformations via transient π-arene
complexes

Prof. Hang Shi

Department of Chemistry, School of
Science, Westlake University, China

Advanced Catalysis RG

ブロッコリー休眠種子の目覚めを支える硫黄リモデリ
ングの可能性笠松 真吾 博士

大阪公立大学

代謝システム研究T

State Key Laboratory of Polymer Physics
and Chemistry, Changchun Institute ofApplied Chemistry, Chinese Academy of
Sciences, China

Advanced Catalysis RG

2023.05.18

45年に亘るフッ素導入試剤の開発

梅本 照雄 博士

University of Louisville, USA

触媒・融合研究G

2023.05.29

How to trick a plant pathogen

Prof. Sophien Kamoun

The Sainsbury Laboratory, UK

Plant Immunity RG

2023.06.02

Introducing the in planta Particle Bombardment (iPB)— A no culture, no DNA, and no time-to-waste
method for crop genome editing

Dr. Ryozo Imai

Institute of Agrobiological Sciences, NARO /Faculty of Life and Environmental Sciences,
University of Tsukuba

Synthetic Genomics RG

Genetic analysis of natural variation in plant
metabolism - Lessons learned and future guidance

Dr. Joost. J.B. Keurentjes

Wageningen University & Research
Department of Plant Sciences, Netherlands

Metabolomics RG

Synthesis of new plastics and elastomers: catalysts,
structures, and properties

Prof. Dongmei Cui

2023.06.02

RNA-guided DNA integration in human cells by
CRISPR-associated transposase (CAST)

Dr. Makoto Saito

Broad Institute of MIT and Harvard, USA

Chemical Genomics RG

Copolymerization of ethylene and olefins catalyzed bynovel rare earth complexes

Prof. Baoli Wang

2023.06.13

Diverse Polyolefins Synthesis

Prof. Zhongbao Jian

2023.06.15

Open Science in the era of Open Access

Dr. William Teale

Scientific Editor, EMBO Journal

Cell Function RT

Dr. David Favero

Associate Editor, Communications Biology

Metal Synergistic Enables Close-Loop Recycling andUpcycling of Commodity Polyesters by Binuclear
Titanium Catalyst

Prof. Haobing Wang

Publishing in Communications Biology and otherjournals in the Nature Portfolio

School of Emergent Soft Matter, South
China University of Technology, China

2023.06.27

Living by the water. Elucidation of water-tolerant
mechanism by gas permeability in rice stem

Dr. Keisuke Nagai

Bioscience and biotechnology center,
Nagoya University

Cell Function RT

A case study of the relationship between chain-structure, thermomechanical property, and catalyst
structure for commodity mLLDPE productProf. Yang Yang

College of Materials and Energy, South
China Agricultural University, China

2023.07.10

Sustainable electrosynthesis of hydrogen andammoniaProf. Alexandr SimonovMonash University, Australia

Advanced Catalysis RG

Prof. Yulong Jin

2023.07.10

NHC-Supported Copper(I) Main Group Complexes
in Synthesis and Catalysis

Prof. David Liptrot

University of Bath, UK

Exploring the Promotion Effects of Support
Modification over the CrOx/VOx/SiO2 Bimetallic
Catalyst for Bimodal UHMWPE/HDPE In-reactor
Blends: An Alternative View from Experimental andTheoretical Approaches

2023.09.04

New Developments in Low-Valent and Early
Transition Metal Ions, Metal-Ligand Multiple Bonds,
and Catalytic Reactions Involving MethaneProf. Daniel J. Mindiola

Department of Chemistry, University ofPennsylvania, USA

Advanced Catalysis RG

Single-reactor multi-modal polyethylene (SRMMPE)
based on Bi- and Tri-metallic catalyst technologies

Prof. Boping Liu

South China Agricultural University,
China2023.12.18

Building artificial photosynthesis: from light reactions
to dark reactions

Dr. Shanshan Luo

Max Planck Institute for Terrestrial
Microbiology, Germany

Biofunctional Catalyst RT

2023.12.22

Merging C−C and C−H Activation: Palladium/Norbornene Cooperative Catalysis

Prof. Guangbin Dong

Department Chemistry, University of
Chicago, USA

Advanced Catalysis RG

2024.01.15

Metabolite profiling of Arabidopsis epiRILs for theidentification of epialleles

Mr. Koki Hayashi

Max Planck Institute of Molecular Plant
Physiology, Germany

Metabolomics RG

2024.01.24

Solanoeclepin B, a novel hatching factor or potato cyst
nematode

Dr. Ryota Akiyama

Kobe University

Metabolic Systems RT

2023.11.29

2023.12.15

2023.09.08

2023.09.26

2023.10.03

Phosphorus-Element Bond-Forming Reactions from
PN to Phosphinidene Group Transfer

Prof. Christopher C. Cummins

Chirality and Structural Divergence in Interlocked
and Tangled Molecules

Prof. Dan Pantos

Elaborate Mechanisms of Natural Product Antibiotics

Prof. Heike Brötz-Oesterhelt

Department of Chemistry, Massachusetts
Institute of Technology, USA

Advanced Catalysis RG

Department of Chemistry, University ofBath, UK

Advanced Organic
Synthesis RT

Interfaculty Institute for Microbiology and
Infection Medicine, University of Tübingen,Germany

Chemical Resource
Development RU

2023.10.10

Dangerous liaisons: COP1 and DET1 regulatory
loops in controlling plant development

Dr. Vicente Rubio

Centro Nacional de Biotecnología(CNB-CSIC), Spain

Synthetic Genomics RG

2024.01.24

Oxidosqualene Cyclases in Action: Unraveling
Triterpenoid Diversity in Trichosanthes cucumerina L.

Dr. Somnuk Bunsupa

Faculty of Pharmacy, Mahidol University,
Thailand

Metabolomics RG

2023.10.10

Computational modeling and quantitative molecularbiology reveal central parameters for early cell
physiological processes linked to elongation growthProf. Klaus Harter

Center for Plant Molecular Biology (ZMBP),
University of Tübingen, Germany

Cell Function RT

2024.02.01

A host defense peptide mimetic, brilacidin, potentiates
caspofungin antifungal activity against humanpathogenic fungi

Dr. Gustavo Henrique Goldman

Faculdade de Ciências Farmacêuticas
de Ribeirão Preto, Universidade de São
Paulo, Brasil

Molecular Ligand Target RT

2023.10.10

Surface modification of materials to develop newheterogeneous catalysts

Dr. Florentina Neatu

National Institute of Material Physics,
Romania

Advanced Organic
Synthesis RT

2024.02.05

Xylem/wood development and evolution

Prof. Ying-Chung Jimmy Lin

National Taiwan University, Taiwan

Plant Lipid RT

2024.02.22
Prof. Yizhou Zhang

Core Research Cluster for Materials
Science, Advanced Institute for Materials
Research (WPI-AIMR), Tohoku University

Advanced Catalysis RG

School of Chemistry, Sun Yat-sen
University, China

Advanced Catalysis RG

Tuning Nanostructured Polymer Membranes via
Lyotropic Assembly: Towards More Efficient
Fabrication of Sub-1 nm Channels

Converting NOx into high-valued organic chemicals
via electrocatalysis

Prof. Guangqin Li

2023.10.17

2024.02.28

From Multi-Omics Analysis to Development ofAgricultural Digital Twin

Dr. Yasunori Ichihashi

RIKEN BioResource Research Center

Plant Symbiosis RT

2023.10.19

PRC2-mediated regulation of cell fate decisions inplantsDr. François Roudier

Plant Reproduction and Development
laboratory, Ecole Normale Supérieure de
Lyon, France

Cell Function RT

2024.03.01

Studying the response of microbial communities toecological intensification practices in agroecosystems

Dr. Micaela Tosi

University of Guelph, Canada

Plant Symbiosis RT

2023.10.24

Cyclic Vinylogous Esters: A Versatile Substrate for
Total Synthesis and Methodology Development

Dr. Yen-Ku Wu

Department of Applied Chemistry, National
Yang Ming Chicao Tung University, Taiwan

Green Nanocatalysis RT

2024.03.19

Targeting stress responses to find new anti-parasitic
drugsProf. Andrew Fraser

Terrence Donnelly Centre for Cellular and Chemical Resource
Biomolecular Research (Donnelly
Development RU
CCBR), University of Toront, Canada

2023.10.25

Quest for Excitement in Chemical Synthesis at theInterface of Chemistry, Biology and Medicine

Prof. Iwao Ojima

Chemistry Department, University ofLouisville, USA

Catalysis and Integrated RG

2024.03.21

Single-cell and spatial dissection of plant environmental responses

Dr. Tatsuya Nobori

Salk Institute for Biological Studies, USA

Cell Function RT

2023.10.25

Synthetic Biology Approach to Discover New
Bioactive Molecules

Prof. Dr. Yi Tang

University of California, Los Angeles, USA

Chemical Biology andBiosynthesis RT

2024.03.25

Multiplex Cellular Imaging Using Stimulated Raman
Scattering Microscopy and Spectral Phasor Analysis

Dr. William J. TippingTechnology and Innovation Centre, The
University of Strathclyde, UK

Catalysis and Integrated RG!"!#

受賞 Awards
G: グループ T: チーム U: ユニット RG: Research Group RT: Research Team RU: Research Unit U: Unit

賞 / Awards

Date

受賞者 / Awardees

研究室 / Labs

2023.05.16

レオポルド勲章シュヴァリエ章
Knight in the Order of Léopold

斉藤 和季 センター長
Kazuki SAITO Director

CSＲS
CSRS

2023.05.22

MDPI Metabolites Editor's Choice Articles
MDPI Metabolites Editor's Choice Articles

平井 優美 チームリーダー
Masami HIRAI Team Leader

代謝システム研究 T
Metabolic Systems RT

2023.06.12

日本学士院賞Japan Academy Prize

篠崎 一雄 理研栄誉研究員（客員主管研究員）
Kazuo SHINOZAKI Special Advisor (at the time)

CSRS
CSRS

2023.06.27

日本顕微鏡学会 第 24 回奨励賞（生物系応用部門）

佐藤 繭子 技師
Mayuko SATO Technical Scientist

質量分析・顕微鏡解析 U
Mass Spectrometry and Microscopy U

2023.07.21

IPC2023 若手ポスター賞
IPC2023 Young Scientist Poster Award

ジャン・ハオラン 国際プログラム・アソシエイト
Haoran ZHANG International Program Associate

先進機能触媒研究 G
Advanced Catalysis RG

2023.07.26

SEB-Wiley-TPJ リソース記事部門優秀論文賞
The SEB-Wiley-TPJ Outstanding Paper Award 2022 in the
Resource Article category

嶋田 勢津子 研究員（当時）
Setsuko SHIMADA Research Scientist (at the time)

合成ゲノミクス研究 G
Synthetic Genomics RG

2023.07.28

高分子学会 バイオ・高分子研究会 若手研究者奨励講演賞

吉永 直人 基礎科学特別研究員
Naoto YOSHINAGA Special Postdoctoral Researcher

バイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2023.09.06

2023 年度（第 28 回）日本植物形態学会平瀬賞
28th Japanese Society of Plant Morphology Hirase Award

豊岡 公徳 上級技師
Kiminori TOYOOKA Senior Technical Scientist

質量分析・顕微鏡解析 U
Mass Spectrometry and Microscopy U

Date
2023.11.30

若崎 眞由美 テクニカルスタッフⅡ
Mayumi WAKAZAKI Technical Staff II

小川 健司 客員主管研究員
Kenji OGAWA Senior Visiting Scientist

研究室 / Labs
創薬シード化合物探索基盤 U
Drug Discovery Seed Compounds
Exploratory U

吉田 稔 ユニットリーダー
Minoru YOSHIDA Unit Leader
2023.11.28

SECOND PRIZE for Poster Presentation of the General
Biotechnology ThemeSECOND PRIZE for Poster Presentation of the General
Biotechnology Theme

藤原 良介 基礎科学特別研究員
Ryosuke FUJIWARA
Special Postdoctoral Researcher

細胞生産研究 T
Cell Factory RT

2023.11.28

THIRD PRIZE for Poster Presentation of the General
Biotechnology Theme
THIRD PRIZE for Poster Presentation of the General Biotechnology
Theme

ウィカロムワッラーシリ・ナンタパン 特別研究員
Nunthaphan VILROMVARASIRI
Postdoctoral Researcher

細胞生産研究 T
Cell Factory RT

2023.12.01

日本化学会 優秀ポスター発表賞
CSJ Poster Presentation Award 2023 for Excellent Research

中 理沙 研修生
Risa NAKA Student Trainee

バイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2023.12.04

Asian Core Program Lectureship Award
Asian Core Program Lectureship Award

五月女 宜裕 専任研究員
Yoshihiro SOHTOME Senior Research Scientist

触媒・融合研究 G
Catalysis and Integrated RG

浅子 壮美 上級研究員
Sobi ASAKO Senior Scientist

機能有機合成化学研究 T
Advanced Organic Synthesis RT

橋本 恵 テクニカルスタッフⅡKei HASHIMOTO Technical Staff II

後藤 友美 テクニカルスタッフⅡ
Yumi GOTO Technical Staff II

第 14 回スクリーニング学研究会ポスター賞 優秀賞

受賞者 / Awardees

市川 保恵 テクニカルスタッフⅠ
Yasue ICHIKAWA Technical Staff I

柳川 由紀 研究員（当時）
Yuki YANAGAWA Research Scientist (at the time)

佐藤 繭子 技師
Mayuko SATO Technical Scientist

賞 / Awards

2023.12.13

APO2023 優秀ポスタープレゼンテーション
Outstanding APO2023 Poster Presentation

ジャン・ハオラン 国際プログラム・アソシエイト
Haoran ZHANG International Program Associate

先進機能触媒研究 G
Advanced Catalysis RG

2023.12.18

化学工学会 研究奨励賞 玉置明善記念賞

藤原 良介 基礎科学特別研究員
Ryosuke FUJIWARA
Special Postdoctoral Researcher

細胞生産研究 T
Cell Factory RT

2024.02.27

1st Prize for Best Prezentation, USM-RIKEN INTERNATIONALCONFERENCE ON ADVANCED SCIENCES 2024 (URICAS 2024
1st Prize for Best Prezentation,USM-RIKEN INTERNATIONALCONFERENCE ON ADVANCED SCIENCES 2024 (URICAS 2024)

ヨン・ヤ・フェン 国際プログラム・アソシエイト
Ya Fen YONG International Program Associate

天然物生合成研究 U
Natural Product Biosynthesis RU

平井 優美 ユニットリーダー
Masami HIRAI Umit Leader
2023.09.09

日本生薬学会 JNM・生薬学雑誌 論文賞
The Journal of Natural Medicines Award

斉藤 和季 センター長
Kazuki SAITO Director

CSRS
CSRS

2024.03.07

第 20 回日本学術振興会賞
20th JSPS Prize

沼田 圭司 チームリーダー
Keiji NUMATA Team Leader

バイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2023.09.28

高分子学会優秀ポスター賞
The Society of Polymer Science, Japan Symposium on
Macromolecules Poster Award 2023

熊谷 澄人 技師
Sumito KUMAGAI Technical Scientist

バイオプラスチック研究 T
Bioplastic RT

2024.03.18

日本植物整理学会 PCP 論文賞
JSPP Plant and Cell Plant Cell Physiology/Best Paper Award

榊原 均 客員主管研究員
Hitoshi SAKAKIBARA Senior Visiting Scientist

質量分析・顕微鏡解析 U
Mass Spectrometry and Microscopy U

2023.09.29

第 23 回シトクロム P450 国際会議 ラックポール賞
The 23rd International Conference on Cytochrome P450
Ruckpaul Awardヨン・ヤ・フェン 国際プログラム・アソシエイト
Ya Fen YONG International Program Associate

天然物生合成研究 U
Natural Product Biosynthesis RU

文科省データ創出・活用型マテリアル研究開発プロジェクト事業「バイオ・高分子ビッグデータ駆動による完全循環型バイオアダ
プティブ材料の創出」プロジェクト 優秀ポスター賞

宮本 昂明 研究員
Takaaki MIYAMOTO Research Scientist

バイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2023.10.12

栗田 太一 研修生
Taichi KURITA Student Trainee

2023.10.17

第 5 回 KRIBB- 理研ケミカルバイオロジー連携シンポジウム
Excellent Poster Presentation Award
Excellent Poster Presentation Award,
The 5th KRIBB-RIKEN Chemical Biology Joint Symposium

ヨン・ヤ・フェン 国際プログラム・アソシエイト
Ya Fen YONG International Program Associate

天然物生合成研究 U
Natural Product Biosynthesis RU

2023.11.03

瑞宝重光章
The Order of the Sacred Treasure, Gold and Silver Star

篠崎 一雄 理研栄誉研究員（客員主管研究員）
Kazuo SHINOZAKI
Senior Visiting Scientist (Honorary Science Advisor)

CSRS
CSRS

Highly Cited Researchers 2023
Highly Cited Researchers 2023

斉藤 和季 センター長
Kazuki SAITO Director

CSRS
CSRS

2023.11.15

篠崎 一雄 理研栄誉研究員（客員主管研究員）
Kazuo SHINOZAKI
Senior Visiting Scientist(Honorary Science Advisor)

小島 美紀子 専門技術員
Mikiko KOJIMA Expert Technician
竹林 裕美子 テクニカルスタッフⅠ
Yumiko TAKEBAYASHI Technical Staff I
2024.03.24

日本農芸化学会 2023 年 B.B.B. 論文賞
Vol.87（2023）The Excellent Paper Award Published in B.B.B.,
Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry

関根 咲彩 研修生（当時）
Saaya SEKINE Student Trainee (at the time)

ケミカルゲノミクス研究 G
Chemical Genomics RG

吉田 稔 グループディレクター
Minoru YOSHIDA Group Director
伊藤 昭博 客員主管研究員
Akihiro ITO Senior Visiting Scientist
市川 保恵 テクニカルスタッフⅠ
Ysue ICHIKAWA Technical Staff I
小川 健司 客員主管研究員
Kenji OGAWA Senior Visiting Scientist
近藤 恭光 専任研究員（当時）
Yasumitsu KONDO
Senior Research Scientist (at the time)

創薬シード化合物探索基盤 U
Drug Discovery Seed Compounds
Exploratory U

化合物リソース開発研究 U
Chemical Resource Development U

長田 裕之 ユニットリーダー
Hiroyuki OSADA Unit Leader

チャン・ソン・ファン・ラム 客員主管研究員
Lam-Son Phan TRAN Senior Visiting Scientist

バイオ生産情報研究 T
Bioproductivity Informatics RT

榊原 均 客員主管研究員
Hitoshi SAKAKIBARA Senior Visiting Scientist

質量分析・顕微鏡解析 U
Mass Spectrometry and Microscopy U

瀬尾 光範 客員主管研究員
Mitsunori SEO Senior Visiting Scientist
峠 隆之 客員研究員
Takayuki TOHGE Visiting Scientist
40

統合メタボロミクス研究 G
Metabolomics RG
41

ニュース＆イベント News & Events
2023.05.16
斉藤和季センター長が「ベルギー王国レオポルド勲章シュヴァリエ章」を受章

Dr. Kazuki Saito, Director of the CSRS, received"Knight in the Order of Léopold" from King of the Belgians"

2023.05.10-11
2022年度CSRS成果報告会

FY2022 CSRS Annual Progress Report Meeting

オンライン / Online

2023.05.19
理研シンポジウム「理研 環境資源科学研究センター
鶴岡サテライトミニシンポジウム」
RIKEN CSRS Tsuruoka Satellite Mini Symposium

鶴岡メタボロームキャンパス / Tsuruoka Metabolome Campus

2023.06.05-09
第33回国際シロイヌナズナ研究会議（ICAR2023）

The 33rd International Conference on Arabidopsis Research(ICAR2023)
幕張メッセ & オンライン / Makuhari Messe & Online

2023.06.12
篠崎一雄 理研栄誉研究員（CSRS客員主管研究員）
が「学士院賞」
を受賞

Dr. Kazuo Shinozaki, Senior Advisor of the CSRS (at the time),
received "Japan Academy Prize"

2023.06.30
篠崎一雄 理研栄誉研究員（CSRS客員主管研究員）
記念講演会
理研 横浜事業所 & オンライン / RIKEN Yokohama campus & Online

2023.08.08-10
CSRSアドバイザリー・カウンシル2023（CSRSAC2023）

2023.11.13
2023年度CSRS中間報告会

2023.12.21
理化学研究所子ども科学教室

理研 横浜事業所 / RIKEN Yokohama campus

理研 和光事業所 & オンライン /理研 和光事業所 / RIKEN Wako campus

CSRS Advisory Council 2023 (CSRSAC2023)

RIKEN Symposium "Molecular Structure Characterization 2023:
Basics and Practical Application of MS and NMR"
理研 和光事業所 / RIKEN Wako campus

42

FY2023 CSRS Interim Progress Report Meeting

理研 和光事業所 / RIKEN Wako campus

RIKEN Children's Science Program

RIKEN Wako campus & Online

2023.09.09-10
横浜サイエンスフロンティア高等学校 文化祭出展

Exhibition at Yokohama Science Frontier High School Festival
横浜サイエンスフロンティア高等学校 /Yokohama Science Frontier High School

2023.10.04
第2回キャリアパス開発セミナー

The 2nd Seminar on Career Development

理研 和光事業所 & オンライン / RIKEN Wako campus & Online

2023.11.17
日本女子大学理学部と電子顕微鏡等によるバイオイメージングに関する研究分野において連携・協力に関する協定を締結

2024.01.25
第3回キャリアパス開発セミナー

The 3rd Seminar on Career Development

オンライン / Online

RIKEN CSRS and Faculty of Science, Japan Women’s University
sign MOU on bio-imaging research using electron microscopes

2023.10.14
理研 和光地区 一般公開

RIKEN Wako Campus Open Day

理研 和光事業所 / RIKEN Wako campus

2023.11.22
シンガポール科学技術研究庁-理研 合同ワークショップ

Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)-RIKEN
Joint Workshop

2024.01.31
第2回キャッサバワークショップ
The 2nd Cassava Workshop

理研 横浜事業所 & オンライン / RIKEN Yokohama campus & Online

シンガポール バイオポリス / Biopolis, Singapore

The 1st Seminar on Career Development

2023.06.27
理研シンポジウム「分子構造解析2023:MSとNMRの基礎と実践」

RIKEN Symposium"Frontiers on Chemistry and Analytical Technology (XXI)"

Dr. Kazuo Shinozaki Memorial Lecture2023.11.27
第3回CSRS同窓ネットワーク交流会

2024.02.23
理化学研究所 科学講演会「地球の未来を考えよう！
〜研究者の“わくわく”が未来を紡ぐ〜」
でCSRS研究者2名が講演

オンライン / Online

日本科学未来館 / Miraikan

The 3rd CSRS Alumni Networking Meeting

オンライン / Online

RIKEN CSRS and Department of Plant Sciences,
University of Cambridge sign MOU for research collaboration

2023.12.12
理研シンポジウム「第21回分析・解析技術と化学の最先端」

Dr. Kazuo Shinozaki, RIKEN Honorary Science Advisor /CSRS Senior Visiting Scientist, received"the Order of the Sacred Treasure, Gold and Silver Star"

2023.06.21
第1回キャリアパス開発セミナー

2023.06.22
英国ケンブリッジ大学植物学科と研究協力協定を締結

2023.11.03
篠崎一雄 理研栄誉研究員（CSRS客員主管研究員）
が「瑞宝重光章」
を受章

2023.10.21
理研 横浜地区 一般公開

RIKEN Yokohama Campus Open Day

理研 横浜事業所 / RIKEN Yokohama campus

2023.11.30
CSRSの研究者6名が「Highly Cited Researchers 2023」に選出
Six CSRS researchers have been selected forHighly Cited Researchers 2023

2023.12.04
植物科学シンポジウム2023−植物科学の食料安全保障への貢献−
Plant Science Symposium 2023

東京大学 & オンライン / The University of Tokyo & Online

Two CSRS Researchers gave lectures at RIKEN Science Lecture2024.02.26
CSRS加速重点プログラム「カーボンニュートラルを超えて」
ワークショップ
CSRS Accelerated Priority Program“Carbon Neutrality and the Beyond” Workshop

理研 横浜事業所 & オンライン / RIKEN Yokohama campus & Online

2024.03.08
CSRSの取り組みが「RIKEN Diversity Initiative Award 2023
大賞」
を受賞

CSRS received"RIKEN Diversity Initiative Award 2023 Grand Prize"
43

CSRS独自の取り組み CSRS Unique Initiatives
CSRS大学院生教育プログラム

CSRS Graduate Student Training Program (CSRS-GSTP)
当センターでは、優秀な人材や次世代の研究者を育成していくため、教育プログラムに積極的に取り組んでいます。
2020年4月より、CSRSに在籍する大学院生を対象としたCSRS大学院生教育プログラムを開始し、CSRSの下で将来の科学技術を支え発展させていく優秀な科学者・技術者を発掘・育成していくことを目指します。
2023年度は、博士課程4名（GSTP1）、
博士課程3名（GSTP2）、
博士・修士課程8名（GSTP3）、
博士・修士課程31名（GSTP4）
を対象に、オンライン講義を7回実施しました。
CSRS actively provides training programs with the aim of fostering talented
personnel and the next generation of scientists.
The CSRS Graduate Student Training Program (CSRS-GSTP) was launched in
FY2020 for graduate students enrolled in the CSRS. Under the supervision of
CSRS, this program aims to identify and foster talented young scientists capable ofcontributing to the advancement of science for the future.
In FY2023, seven online lectures were held for 4 doctor students (GSTP1), 3 doctor
students (GSTP2), 8 doctor/master students (GSTP3), 31 doctor/master students(GSTP4).

2023年度講義 / FY2023 Lectures
May. 2023 Sustainable Resource Science
Introduction of CSRS-GSTPAug.

How to do a scientific presentation
Discussion on research topics of focus

Sep.

Students’ presentation 1

Oct.

Students’ presentation 2

Nov.

Career seminar by a young scientist

Jan. 2024 Presentation of your career plansand open discussion 1

Laboratories
研究室ページに掲載されている下記アイコンは、参画しているフラッグシッププロジェクトおよび部門を表します。
The following icons on the laboratory page
represent flagship projects or division involved in.

革新的植物バイオInnovative Plant Biotechnology

Feb.

Presentation of your career plansand open discussion 2

共生・環境ソリューションズ
Integrative Symbiological Solutions

代謝ゲノムエンジニアリング
Metabolic Genome Engineering

CSRSスチューデント・リサーチャー支援制度
CSRS Student Researcher Support Program

先進触媒機能エンジニアリング
Innovative Catalysts

当センターでは、大学院博士前期(修士)課程・博士(後期)課程に在籍する柔軟な発想に富み活力のある若手研究人材を「CSRSスチューデント・リ
サーチャー」
として採用し、将来、研究者を目指す学生の支援を行なっています。本制度は、募集特定寄附金「SDGsへの貢献に向けた環境資源科
学研究及び研究者育成支援事業」
を活用し、これまでに3名の学生を採用し、支援を行いました。
In order to support for students who aim to become researchers in the future and to foster excellent researchers, CSRS hires students enrolled
in the Masterʼs and Doctoral courses on a “CSRS Student Researcher". CSRS has hired three students, and supported them using the fundthe philanthropy program “RIKEN CSRS for SDGs”.

新機能性ポリマー
Leading-edge Polymers

先端技術プラットフォーム
Advanced Research and Technology Platforms

創薬・医療技術基盤連携部門
Drug Discovery Platforms Cooperation Division

CSRS同窓ネットワーク
CSRS Alumni Network

当センターでは、環境資源科学研究センター出身者である同窓メンバーとより密接な交流を推進するため、年に1回程度、CSRS同窓ネットワークメ
ンバーとCSRSメンバーの交流会を開催しています。
2023年11月27日に第3回交流会を実施し、2名の同窓メンバーによるセミナーと懇親会をオンラインで開催しました。
In order to facilitate the establishment and promotion of networking, CSRS holds an annual networking meeting for CSRS alumni network
members and CSRS members. The 3rd CSRS Alumni Networking Meeting was held on November 27, 2023, with two seminars from alumni
members and online mixer.

44

45

植物免疫研究グループ

主要論文 / 9)6*/&$+/5-#

9*$-+(@22)-/+3(!"#"$%&'(A%5)1

Ngou, B. P. M., Wyler, M., Schmid, M. W., Kadota, Y., Shirasu, K.
Evolutionary trajectory of pattern recognition receptors in plants.
Nat. Commun. 15, 308 (2024)

植物の免疫システムを理解し、持続的な耐病性作物の作出を目指します

Goto, Y. et al.
The phagocytosis oxidase/Bem1p (PB1) domain-containing
protein PB1CP negatively regulates the NADPH oxidase
RBOHD in plant immunity.
New Phytol. 241, 1763-1779 (2024)

当グループでは主に生化学的手法、遺伝学的手法を用いて、耐病性および病原性に関与する遺伝子、タンパク質および低分子化学物質をするタンパク質の修飾などに注目し、タンパク質レベルでのダイナミック
な制御機構を解明する。
またモデル植物等を用い耐病性変異体を獲得●

植物免疫の分子機構の解明●

植物の免疫を制御する低分子化合物の単離とそのターゲットの解析●

植物病原体の病原性に関与する新規遺伝子および代謝物の同定●

植物の免疫と成長を促進する根圏の有用微生物の同定●解析し、免疫システムの分子機構、病原性機構を明らかにする研究を行っている。耐病性シグナル複合体の研究、免疫システムの制御に関与

研究テーマ

研究成果

して、新規耐病性原因遺伝子の特定を進める。
また、耐病性に関与する●●

LRR-RLPs型の免疫受容体群は発生・成長の制御を担う受容体群と共通の祖先から派生し、異なる受容体へと進化したことを明らかにした。
RBOHDの新規ネガティブレギュレーターであるPB1CPを発見し、その制
御メカニズムを明らかにした。
CRISPR/Cas9とURA3ベースのマーカーリサイクルシステムを組み合わせることで、炭疽病菌の複数の遺伝子を破壊する効率的な方法を開発した。

Yonehara, K. et al.
Efficient multiple gene knock-out in Colletotrichum higginsianum
via CRISPR-Cas9 ribonucleoprotein and URA3- based marker
recycling.
Mol. Plant Pathol. 24, 1451-1464 (2023)

低分子化学物質の同定を推進し、作物へ応用するための基盤技術を開発する。

グループディレクター

白須 賢

Ph.D.

A%5)1(B/%"&+5%C"-(7D@!E7,((9'FBF

2023年度メンバー / :;<=<>(?"26"%#
Group Director!"#$%&'()%*
Senior Research Scientist+,-./012$!)345)
5,6,7.60$8454+)8)
Senior Scientist%/.9,$)%)'

Research Scientist

A model of the domains of cell-surface receptors undergoing modular evolution

A model for PAMP-induced RBOHD activation and down-regulation during PTI:2;.,60$'%&'&)8)$%,</062$8)%*3):,272-/0$!*8)!*()

Technical Staff!,210$5)!'H)?)(7262$&'(4+)8):21062$8)!')10-,$%&'B)5)Student Trainee

D106,$'':4+.60$5):)!)!,9-.I,$+4:D&)()
Assistant+262$:)>)'
806,$A*G'5)

Postdoctoral Researcher,-."%#+$-./-0(1*$-+(/22)-/+3
2"&'$-/#2#($-.(."4"*51/-0(#)#+$/-$6*"./#"$#"(%"#/#+$-+(&%51#

Our group’s goal is to fully describe functions of genes, proteinsand small molecular compounds that are essential for immunity inplants. As the first step, we focus on the regulatory mechanism of
immunity by studying dynamics of resistance signaling complexes
and protein modifications that control defense responses. In
addition, we plan to identify novel genes involved in plant immunity!"#"$%&'(7)68"&+#● To understand mechanisms for plant immunity

by isolating defense mutants in model plants. We also aim to isolate
small molecule compounds involved in disease resistance.

!"#"$%&'(!"#)*+#!,=.60$%)54%,92-/0$4>)?)8,@$A'%&8):
B1.#2$C26$8,#$:>4*
D106,$4:4
E0#FG0"$%&*● We found that the LRR-RLPs type of immune receptor group wasderived from a common ancestor with a group of receptors
responsible for the regulation of development and growth.
● We found PB1CP, a novel negative regulator of RBOHD, andrevealed its regulatory mechanisms.
● We developed an efficient method for multiple gene disruption in
C. higginsianum by combining CRISPR/Cas9 and a URA3-based
marker recycling system.

● To identify small molecules to regulate plant immunity andcharacterize their targets● To isolate novel genes/metabolites for pathogen virulence● To identify useful microbes from rhizosphere to promote plant
immunity and growth!"!#統合メタボロミクス研究グループ

主要論文 / :)5*0&$+0.1#
Shoji, T. et al.
Induced production of specialized steroids by transcriptional
reprogramming in Petunia hybrida.
PNAS Nexus 2, pgad326 (2023)@"+$5.*.40&#(!"#"$%&'(A%.)/
植物の有用物質生産の原理を解明するために統合メタボロミクスを推進します

細胞内の全代謝産物（メタボローム）
を同定および定量し、ゲノム機能と対応させることがメタボロミクス研究である。植物界の代謝産物の●れている。植物が生産するこれらの多様な化合物群は、植物自身の生品、健康機能成分など我々人間の生存にも欠かせない機能を有する。

メタボロミクスにおける実験的および情報学的手法の組み合わせによる代謝物アノテーション

当グループでは、主に高性能質量分析計を用いた網羅的な非ターゲッ
ト代謝産物解析とそれに基づいた未知遺伝子機能同定および代謝

メタボロミクス解析プラットフォームのゲノム機能学とバイオテクノロジー
への応用

ネットワーク解明を行っている。植物のもつ多様な物質生産機能の基●特異的（二次）植物代謝産物の生合成遺伝子とネットワークの解明

農作物、薬用植物などの有用資源植物における特異的代謝産物の生●

有用化合物生産に向けた代謝ゲノムエンジニアリングと合成生物学研究

産システムをゲノムレベルで解明するファイトケミカルゲノミクス研究を●●

化学的多様性は非常に大きく、20万種にのぼる化学物質があると言わ存にとって重要であるばかりでなく、食料、工業原料、エネルギー、医薬

研究テーマ

研究成果

●

●

多数の生合成酵素遺伝子の発現を上位で制御する単一の転写因子を過剰発現することにより、ペチュニアにおけるステロイド成分の高蓄積に成功した。
アグロバクテリウムの一過的発現系を用いて毒性グリコアルカロイドが低減されたゲノム編集ジャガイモの作出に成功した。
ムラサキの培養細胞におけるナフトキノン系色素シコニンの分泌においてトリアシルグリセロールが重要な役割を果たしていることをリピドミクス解
析によって解明した。

Umemoto, N. et al.
Integrated gene-free potato genome editing using transienttranscription activator-like effector nucleases andregeneration-promoting gene expression by Agrobacterium infection.
Plant Biotechnol. 40, 211-218 (2023)
Tatsumi, K. et al.
Excretion of triacylglycerol as a matrix lipid facilitating apoplastic
accumulation of a lipophilic metabolite shikonin.
J. Exp. Bot. 74, 104-117 (2023)

本原理の解明をシロイヌナズナなどのモデル植物を用いて行い、さらに進めている。
同時に、それらの結果得られた基礎的な知見を代謝ゲノム

グループディレクター

エンジニアリングに応用して循環的資源開発に資する研究も推進して

斉藤 和季

いく。

薬学博士

A%.)/(,0%"&+.%B$C)D0(8EFGH((:'I,I

2023年度メンバー / ;<=>=?(@"45"%#
Group Director!"#$%&'()*+,
Senior Scientist-"./$%&'0121,+,
Research Scientist)3&4'5)*

Technical Staff

Integrated gene-free potato genome editing using transient transcription
activator-like effector nucleases and regeneration-promoting gene expression by
Agrobacterium infection

Induced production of specialized steroids by transcriptional reprograming with the ectopic
over-expression of PhERF1 in Petunia hybrida,"-"*./012(01+"2%$+"3(4"+$5.*.40&#+.("6/*.%"(4"&'$10#4#($13(%"2)*$+0.1(.7/*$1+(4"+$5.*0+"(/%.3)&+0.1

Metabolomics involves the identification and quantification of all
metabolites in a cell and correlating these to genomic functions.
The plant kingdom metabolome is extremely diverse chemically,
with estimates indicating as many as 200,000 different types ofchemical substances. The various compounds produced by plants
are important for the existence of the plant itself, and also play a!"#"$%&'(8)59"&+#vital role in our lives as food, industrial materials, energy and● Improving metabolite peak annotation in metabolomics by empiricaland bioinformatics strategies

analyses● Application of the metabolomics platform to functional genomics
and biotechnology

of unknown gene functions and elucidation of metabolic networks.

● Identiﬁcation of plant genes and networks involved in biosynthesisof useful specialized (secondary) metabolites

plant production functions, using Arabidopsis as a model. In the● Metabolic genome engineering and synthetic biology for productionof useful compounds

production systems for specialized plant products in crops,

medicines. Our group performs cutting-edge metabolomicsbyhigh-performancemass

spectrometry.

These

non-targeted metabolomic analyses are applied to the identification!"#"$%&'(!"#)*+#● By overexpressing a single transcription factor that controls theexpression of down-stream biosynthetic genes, we succeeded inaccumulating a high amount of steroidal metabolites in petunia.
● We succeeded in producing genome-edited potatoes with reduced
toxic glycoalkaloids using an Agrobacterium transient-expression
system.
● Lipidomic analysis revealed that triacylglycerols play an importantrole in the secretion of the naphthoquinone pigment shikonin in
cultured cells of Lithospermum erythrorhizon.

+.3.%.'-*(6*7)8)("4.%.'(09)8)5)!.$:&'+)!)-,
Visiting Scientist+.;<&/"'105)-)!)
1"3&'=)1)7)!*
1&/"%.'!0()-,)%&>"',*!)8)+;$?";"'(6,@*+"%"/$%&'+,692
6&%">$'(2!*=.#.',!)7)!*
Assistant

1&A"%.'*!2-)9)
B$3&')701*
Part-time Worker

C<&<.%.',6*(6*1&%&%.'!,*701*

We are investigating the basic principles behind the wide variety offield of Phytochemical Genomics, we are also elucidating the
medicinal plants and other useful plants at the genome level.
Another important aspect of our research is an application of basic
findings from these results to metabolic genome engineering for thedevelopment of sustainable resources.

!"!#

先進機能触媒研究グループ

主要論文 / ;)9*0&$+0.1#
Huang, L. et al.
Synthesis of tough and fluorescent self-healing elastomers byscandium-catalyzed terpolymerization of pyrenylethenylstyrene,
ethylene, and anisylpropylene.
J. Am. Chem. Soc. 146, 2718-2727 (2024)

BC-$1&"C(D$+$*4#0#(!"#"$%&'(E%.)/
省資源・省エネ型化学合成を実現できる
新しい触媒を開発します

新触媒の開発は、従来にない優れた新機能を持つ物質の創製につながり、不可能だと思われていた化学反応を可能にするなど、様々な分

研究成果●

野にインパクトを与える極めて重要な研究課題である。
当研究グループ
では、各種金属元素の特徴を活かした革新的触媒の開発を通じて、省
資源・活資源・省エネルギー型物質創製を追求する。特に希土類触媒

研究テーマ
●

希土類触媒の特徴を活かした新規重合反応の開発●

元素特性を活かした新規有機合成反応の開発●

多核金属ヒドリドクラスターによる小分子の活性化と有効利用●の特性を生かしたC‒H結合活性化と不斉変換、希土類金属とヘテロ原子との特異な相互作用を生かした極性―非極性オレフィンの精密共重合や新規機能性ポリマー合成、多金属ヒドリドクラスターの特徴を生かした小分子の活性化と有効利用など、新触媒の設計・創製から新反●スカンジウム触媒を用いて、発光ユニットとしてスチリルピレン基を組み込んだモノマーとアニシルプロピレンとエチレンとの三元共重合を行うことにより、高い蛍光量子収率で発光し、画像の転写も可能な自己修復性材料の開発に成功した。
二核チタンヒドリド錯体を用いて、温和な条件で窒素分子とα,βー不飽
和カルボニル化合物との付加反応を実現し、対応するヒドラジン誘導体の合成に成功した。
キラルなスカンジウム触媒を用いることにより、
オルトC-H活性化を経る芳香族アルジミンとアルケンの[3+2]環化反応を実現し、新規光学活性なア
ミノインダン類の合成に成功した。

Zhuo, Q. et al.
Aza-Michael addition of dinitrogen to α,β-unsaturated carbonylcompounds in a dititanium framework.
J. Am. Chem. Soc. 145, 22803-22813 (2023)
Mishra, A., Cong, X., Nishiura, M., Hou, Z.
Enantioselective synthesis of 1-aminoindanes via [3 + 2] annulationof aldimines with alkenes by scandium-catalyzed C–H activation.
J. Am. Chem. Soc. 145, 17468-17477 (2023)

応・新機能性材料の開発まで統合的に研究を進め、また実用化も念頭に多方面にわたる研究を行う。

グループディレクター

侯 召民

工学博士

E%.)/(,0%"&+.%

F'$.601(GHI((,JK12J

2023年度メンバー / <=>?>@(A"69"%#
Group Director!"#$%&'()*+
Senior Research Scientist,#-$."&(/0123+4)2
1#.#5$."&(62,)2+70
8#9#'$:&(,)210
1#.#'$:&(80/21*8*;&#'<(!)063

International Program Associate)#$:#'(!)063
1&'<F>'(4)2
G&'<F&'<(,)0*3>#'H"?'()E

RIKEN Student Researcher D!"$>(,+6

Research Scientist

Conversion of N2 and an α,β-unsaturated carbonyl compound to a hydrazine derivative by a titanium hydride compound,"-"*./012(1"3(&$+$*4#+#(5.%6.%"("550&0"1+7(#"*"&+0-"&'"60&$*(+%$1#5.%6$+0.1#

Our group aims to develop new generations of catalysts, which
are superior or complementary to existing ones, for the synthesis offine chemicals and functional polymers and for the efficient use of
untapped resources. Our research interests include: (1) precision
copolymerization of non-polar and polar olefins for the synthesis of
new functional polymers by unique rare-earth metal catalysts, (2)!"#"$%&'(8)9:"&+#

development of regio-, stereo-, and enantioselective and atom-,● Precision olefin polymerization by unique rare-earth metal catalysts

chemicals by designing new catalysts and new reactions, and (3)● Innovative organic synthesis based on new catalyst and reaction
designs

activation and transformation of small molecules such as N2, CO,● Small molecule activation and transformation by molecularmultimetallic hydride clusters!"

operation-efficient chemical transformations for the synthesis of fineand CO2 by synergistic molecular multimetallic polyhydride clusters.

Photographs of a flower-printed fluorescent self-healing film under different
conditions!"#"$%&'(!"#)*+#=>?@?'<(4*63

Postdoctoral Researcher)#:?9:&."'#(,0)**;&'()+063=&#$A&'(;26
0'&9?-(12,)70
B?'C>#'(=+
1?'<D&'<(4)E6● We have achieved the synthesis of fluorescent self-healing
polymers with high fluorescence quantum yield and image transfer
ability by terpolymerization of pyrenylethenyl-substituted styrene,
ethylene, and anisylpropylene by using a scandium catalyst.
● We have achieved the activation and addition of N2 toα,β-unsaturated carbonyl compounds in a dititanium dihydride
framework, leading to the selective formation of the corresponding
hydrazine derivatives.
● We have achieved the enantioselective [3 + 2] annulation ofaromatic aldimines with alkenes via ortho-C−H activation by chiralhalf-sandwich scandium catalysts, affording a new family ofenantiopure multisubstituted aminoindane derivatives.

!#

触媒・融合研究グループ

主要論文 / =);*0&$+0.1#
Tagami, T., Mitani, Y., Kawamura, S., Sodeoka, M.
Catalytic Difluoromethylation of Alkenes with Difluoroacetic
Anhydride: Reactivity of Fluorinated Diacyl Peroxides andRadicals.
Adv. Synth. Catal. 365, 3637-3647 (2023)

D$+$*6#0#($18(E1+"2%$+"8(!"#"$%&'(F%.)/
遷移金属触媒を用いる
新規反応の開発と、化学と植物科学との融合研究に取り組みます

環境資源科学に資する、遷移金属触媒を用いる新規反応の開発と、植物科学と化学との融合研究に取り組んでいる。特に、遷移金属触媒
含フッ素化合物の合成反応などを開発し、炭素資源や金属資源の有て合成した化合物の機能開発にも取り組んでいる。
さらに、植物や微生●

遷移金属触媒を用いるフルオロアルキル化反応の開発●

遷移金属触媒を用いる不斉炭素-炭素結合形成反応の開発●

酸素を用いる遷移金属触媒反応の開発●

遷移金属触媒を用いる反応の計算化学的手法による解析●

プローブ分子の開発と生物学的応用●を用いる不斉炭素-炭素結合形成反応や分子状酸素を利用した反応、効活用に貢献することを目指す。
また、独自に開発した触媒反応によっ

研究テーマ

研究成果
●

●

触媒的ジフルオロメチル化反応を開発し、反応活性種の反応性を詳細に調査した。
パラジウム錯体を用いてβ-ケトアミド修飾ペプチドを捕捉することに成功した。
最小の生体チオール検出用ラマンプローブを開発した。

物の機能調節能をもつ化合物の開発や作用機序解明研究も行い、
当Hayamizu, K.et al.
Simple purification of small-molecule-labelled peptides via
palladium enolate formation from β-ketoamide tags.
Chem. Sci. 14, 8249-8254 (2023)
Yamakoshi, H. et al.
Ratiometric analysis of reversible thia-Michael reactions using
nitrile-tagged molecules by Raman microscopy.
Chem. Commun. 59, 14563-14566 (2023)

研究センターの植物や微生物科学と化学の連携研究に貢献することも目指す。

グループディレクター

袖岡 幹子

薬学博士

F%.)/(,0%"&+.%

C0G0G.(:H,IHJK((,L='$%4L2023年度メンバー / >?@A@B(C"4;"%#
Group Director

Visiting Researcher

Senior Research Scientist

Technical Staff

Senior Scientist

Research Part-time Worker

Research Scientist

Temporary Staffing!"#"#$%&'()'*+*$,-#.%('('/$,0"0"1$%&'23'!)&0"4561$%*+7+!89+&:-,-#.%);'&2<
Purification of β-ketoamide-tagged peptides by using palladium complex
Reproduced from ref.2 with permission from the Royal Society of Chemistry

Fluoroalkylation using fluorinated diacyl peroxide&-A1656%!8*2)9B))
36#-="%*+9</+!6"%+*+*+C)
D"-E"4?%7+F;+:6#$%*8C'3+

Special Postdoctoral Researcher

36#-=6%3+;+!<

Postdoctoral Researcher,"-"*./012(1"3(+%$1#0+0.1(4"+$*5&$+$*67"8%"$&+0.1#($18(&.18)&+012(01+"2%$+"8%"#"$%&'(.9(&'"40#+%6($18(/*$1+(#&0"1&"/64>$4?%@/8*$56%*'<*)&65$,0"%/'&2<!'3'

Our group focuses on developing new transition metal-catalyzed
reactions, and on conducting integrated plant science andchemistry research with emphasis on sustainable resource
science. In particular, we aim to develop transition metal-catalyzed
asymmetric carbon-carbon bond-forming reactions, reactions
utilizing molecular oxygen, and reactions for the synthesis of!"#"$%&'(:);<"&+#

fluorine-containing molecules. In addition, we further examine the● Development of catalytic fluoroalkylations

this group will also contribute to enhancing collaboration between● Development of asymmetric carbon-carbon bond-forming reactions

plant/microbiology research and chemical research activities inside● Utilization of O2 for oxidation reactions● Computational analysis of transition metal-catalyzed reactions

functions of our original catalytic reaction products. Furthermore,!"#"$%&'(!"#)*+#● We developed a catalytic difluoromethylation reaction andinvestigated the reactivity of the reactive species in detail.
● We succeeded in the purification of β-ketoamide-tagged peptides
by using palladium complex.
● We developed the minimal size of Raman probe for the detection ofbiothiols.

CSRS through development of new modulators of plants andmicroorganisms and elucidation of their action mechanisms.

● Development of new probe molecules and their application tobiological research!"!#

ケミカルゲノミクス研究グループ

主要論文 / ;)7*0&$+0/1#
Noritsugu, K. et al.
Lysine long-chain fatty acylation modifications regulates the TEAD
transcription factor.
Cell Rep. 12, 112388 (2023)

B'"30&$*(C"1/30&#(!"#"$%&'(C%/).

ケミカルバイオロジーを用いて環境資源に関する諸問題を解決する
方法論を開拓します

ケミカルバイオロジーのアプローチにより、様々な生命現象を理解し、それを人為的に制御するためには、
ユニークな活性を持つ新たな小分
リーから環境資源科学の進展に貢献可能な新しい分子リガンドの発見を目指す。具体的には、動植物・微生物細胞を用いた表現型スクリー

●

●
●

●

タンパク質間相互作用を標的とした生理活性化合物のスクリーニング系
開発●

子リガンドの開発が必須である。
そこで当グループは、化合物ライブラ

ニング系、
あるいは代謝調節やエピゲノム等を標的とした in vitro スク

研究テーマ

研究成果

リーニング系を構築し、探索研究を行う。
さらにハイスループットスク
リーニング
（HTS）
の高度化を目指した基盤研究を行う。
これらのケミカ

生理活性物質の作用機序を網羅的に解明する技術の開発

ルバイオロジー研究を通じて、環境資源科学研究の新しい方法論を開タンパク質メチル化、アセチル化、
アシル化などを介したエピジェネティク
スの化学的制御

拓することを研究目標としている。

●●

Hippo経路で機能する転写因子TEADの新規な翻訳後修飾として、隣接するシステイン残基から標的リジン残基への分子内転移によって生じる
リジン長鎖脂肪アシル化を発見した。
分裂酵母において複数の栄養要求遺伝子座にシングルコピーで遺伝子を導入・選択するゲノムインテグレーションシステムの開発に成功した。
発がんに関与するRNA結合タンパク質PSF とRNAの結合をモニターする
評価系を構築し、化合物スクリーニングによりその相互作用を阻害する
低分子化合物を発見した。

Matsuyama, A., Hashimoto, A., Nishimura, S., Yoshida, M.
A set of vectors and strains for chromosomal integration in fission
yeast.
Sci. Rep. 13, 9295 (2023)
Takayama, K. et al.
Identification of small-molecule inhibitors against the interaction ofRNA-binding protein PSF and its target RNA for cancer treatment.
PNAS Nexus 2, pgad203 (2023)

バイオエネルギー生産への応用を目指した化学的代謝制御法の開発
グループディレクター

吉田 稔

農学博士

C%/).(D0%"&+/%

A01/%)(=E9FGDH((DIH2%I

2023年度メンバー / <=>?>@(A"37"%#
Group Director

Research Part-time Worker

Senior Research Scientist

Junior Research Associate!"#$%&'()*+,-.
./"0"12'!.3*4(.!.
56#'!.3*4!)3)
76#8'9,:;($/$'(.*+,<)-.
Senior Scientist

Construction of single-copy integration vectors and their use for simultaneous expression of different genes

Auto-acylation of TEAD transcription factors (TEAD1-4) byintramolecular transfer from S-acyl to N-acyl, which is important forretaining the basal activity of TEADs even in the Hippo signal activation.

52=&/"'*.*.5,
32/210"',3)Research Scientist

3">?2#'*@+:A,-A<BC)A3*@+
Visiting Researcher:4<!,9.'*.<,

76%610E60'.F.-A++&2#>"#'9,

RIKEN Student Researcher M<G$E2%$'()*+,F4!,Student Trainee

D6#H&2#'F+4
52%2?'*.;+,<
5$I2"'5.3)
32/&G2'4@+,-.'
Assistant

J&#/$':)-.

Technical Staff,-.*/0+012(3"+'/4/*/20"#(+/(%"#/*5""150%/13"1+$*($14(%"#/)%&"6%"*$+"4.%/7*"3#()#012(&'"30&$*(70/*/28

Identification of novel small molecular ligands is essential tounderstand diverse biological phenomena and to control thebiological systems by chemical methods. This project focuses on
the development of useful molecular ligands that are expected tocontribute to an advance in environmental and resource sciencesby employing chemical libraries that consist of microbial!"#"$%&'(9)7:"&+#

metabolites and/or synthetic compounds. In particular, we search● Development of screening systems for bioactive compounds thattarget protein-protein interactions

screening systems using genetically modified animal, plant and● Development of comprehensive methodologies for target
identification of bioactive compounds

proteins that include enzymes for metabolism and epigenetics. In● Chemical regulation of epigenetics by controlling protein
methylation, acetylation, and acylation

throughput screening systems. Our goal is to identify and provide● Chemical regulation of metabolism for effective bioenergy
production

research that aims to exploit new areas of environmental and!"into novel active compounds by constructing a variety of phenotypic
yeast cells, and in vitro screening systems using various target!"#"$%&'(!"#)*+#● We discovered lysine long-chain fatty acylation resulting from an
intramolecular transfer from an adjacent cysteine residue to atarget lysine residue as a novel post-translational modification of
the transcription factor TEAD that functions in the Hippo pathway.

<&?"'54<)5.D.
.E1&10"'+.*+,!)3)!68&?"'3.5.*A
52#2/$'*.;.

● We successfully developed a genome integration system tointroduce genes at multiple nutrient marker loci in fission yeast.
● We constructed an assay system to monitor the binding of RNA to
PSF, an RNA-binding protein involved in carcinogenesis, anddiscovered small-molecule compounds that inhibit the interaction
through chemical screening.

addition, we construct new platforms for developing highunique molecular ligands that are useful for chemical biology
resource sciences.

!!

合成ゲノミクス研究グループ

主要論文 / :)0*/&$+/-.#
Pandian, K., Matsui , M., Hankemeier, T., Ali, A., Okubo-Kurihara, E.
Advances in single-cell metabolomics to unravel cellular
heterogeneity in plant biology.
Plant Physiol. 193, 949-965 (2023)

8A.+'"+/&(B".-5/&#(!"#"$%&'(B%-)2
ゲノム情報と遺伝子発現解析を利用し、バイオマスの安定的な生産に貢献する研究を目指します

我々は、植物の光環境に対応した遺伝子発現制御機構解明により効率的な成長制御のための研究を進める。
またパラゴムノキのゲノム解研究成果●

読を通じて、
バイオマス生産向上に繋がる中心的な遺伝子の探索を行

植物の光環境ストレスに関わる”HERO”タンパク質について光環境で細胞内集合体形成を起こすことを見出した。

う。
これらの研究を通じて有用バイオマスの安定的な生産に貢献する●

天然ゴムノキの葉枯れ病についてメカニズムを調べた。

研究を目指す。

●

ダイズの側根で発現するイソフラボンの土壌環境との関係を調べた。

研究テーマ
●

植物の光環境に応答するメカニズムの解析●

ケミカルバイオロジーによるバイオマス生産向上に関わる研究●

C4光合成作物ソルガムのゲノム、遺伝子発現解析と遺伝子導入●

Tachibana, R. et al.
BPG4 regulates chloroplast development and homeostasis by
suppressing GLK transcription factors and involving light andbrassinosteroid signaling.
Nat. Commun. 15, 370 (2024)
Akagi, C. et al.
Translational activation of ribosome-related genes at initial
photoreception is dependent on signals derived from both thenucleus and the chloroplasts in Arabidopsis thaliana.
J. Plant Res. 136, 227-238 (2024)

パラゴムノキの遺伝子発現解析とゲノム解析によるバイオマス生産向上に関わる研究グループディレクター

松井 南

理学博士

B%-)2(C/%"&+-%@/.$5/(@DE8FG((CH8&/H

2023年度メンバー / ;<=>=?(@"50"%#
Group Director

Technical Staff

Research Scientist

Part-time Worker!"#$%"&!'()*+,"-./0%"&,'!')'1+
203"&2'4'5'6'
Postdoctoral Researcher

6.#7..&845
Hero protein makes speckles upon high-light and UV-B light condition.

,-.+%/0)+/.1(#)#+$/.$0*"(2%-3)&+/-.(-4)#"4)*(0/-5$##(5$+"%/$*#(6/+'(1".-5"/.4-%5$+/-.($.3(1"."("72%"##/-.(2%-4/*"

Leaf-fall disease affecting rubber plantation in Indonesia

Our group conducts on research for elucidation of central genesthat connect to biomass increase through the study on the controlof gene expression respond to light environment. We also analyze
useful plant genome including Pará-rubber tree. We will contributesustainable production of useful biomass materials through theseresearch.

!"#"$%&'(8)09"&+#Visiting Scientist

9%"3:&1*;+,';'&
203:&!'1+('203":&1*;+,';'
4<:3&).$#&='*!">$:&+(8*5'(:%:3:&1*;+2'!').?>03:&),+!'7'&;".3:&)'(8&!".3:&18!8@,+&A0#3:&9481+78!$>$B$C0&1'6'*@,+&
9%"&8)'7'
1$:C"&(9;'7'&!$<03:&@,+D'!"#"$%&'(!"#)*+#● We found plant HERO proteins form intracellular speckles uponlight stress environment.
● We analyzed infection mechanism of leaf-fall disease of natural
rubber tree.
● We analyzed relationship between isoflavone-biosynthesis ofsoybean and soil condition.

● Analysis of mechanism for plant’s response to light environment● Research on plant biomass improvement through chemical biology● Genome and expression studies and gene transformation ofSorghum a C4 photosynthesis crop
● Research on the improvement of plant biomass production throughanalysis of gene expression profile and genome of Pará-rubber
tree

!"

!#

代謝システム研究チーム

主要論文 / :)6*/&$+/4-#
Wang, M. et al.
The phosphorylated pathway of serine biosynthesis affects sperm,
embryo, and sporophyte development, and metabolism inMarchantia polymorpha.
Commun. Biol. 7, 102 (2024)@"+$64*/&(83#+"1#(!"#"$%&'(A"$1
代謝のメカニズムと生理機能を理解して、植物による有用物質生産の向上を目指します

代謝は生命現象の根幹であり、巧妙かつ精緻に制御されている。特に、一次代謝産物に加え多様な特化代謝産物を作る植物の代謝とそして古来利用してきた。
当チームは、植物代謝のメカニズムと生理機能を理解すること、その理解に基づいて有用代謝産物をよりよく植物に作●アミノ酸生合成制御機構の解明●

植物特化代謝産物の生合成と分解に関わる遺伝子同定●

植物の発生を制御する代謝経路の同定●

機械学習や数理モデリングによるメタボロームのデータマイニング●の制御は複雑である。人間は、植物代謝産物を栄養源、薬、香料などとらせることを目指す。
アミノ酸およびそれを生合成前駆体とする植物特

研究テーマ

研究成果

化代謝産物を主対象として、生合成・分解に関わる遺伝子を同定し、制●●リン酸化経路によって合成されるセリンはゼニゴケの有性生殖に必須であることを解明した。
有用化合物アクテオシドの骨格形成に重要な配糖化酵素およびアシル基転移酵素を同定した。
シロイヌナズナのmGWASによって新規ヒスチジンメチル基転移酵素を同定した。

御機構を解明する。代謝産物の一斉解析技術であるメタボロミクスを推進し、得られるメタボロームデータから最大限に情報を抽出するため

Fuji, Y. et al.
Molecular identification of UDP-sugar-dependent
glycosyltransferase and acyltransferase involved in thephenylethanoid glycoside biosynthesis induced by methyl
jasmonate in Sesamum indicum L.
Plant Cell Physiol. 64, 716-728 (2023)
Uchida, K. et al.
A metabolome genome-wide association study implicateshistidine N-pi-methyltransferase as a key enzyme in
N-methylhistidine biosynthesis in Arabidopsis thaliana.
Front. Plant Sci. 14, 1201129 (2023)の数理モデリングや機械学習を行う。

チームリーダー平井 優美

博士（農学）

A"$1(B"$."%@$#$1/(CD!ED((:'FGF

2023年度メンバー / ;<=>=?(@"16"%#
Team Leader!"#"$%&'()*(
Research Scientist

Phenotypic analysis of wild-type and Mppgdh mutants of Marchantia polymorpha. When water was dropped on thesurface of antheridiophores, white sperm masses were ejected from antheridia in the wild type (arrowhead),whereas no sperm mass was observed in the mutants. The cell morphology of the antheridium showed that
abnormal division had occurred and that spermatogenesis had failed.

Functional analysis of candidate genes for acteoside biosynthesis
obtained by transcriptome analysis of methyl jasmonate-treated sesame
cultured cells. Enzyme assays using recombinant SiUGT proteins
revealed that SiUGT1 and 2 had glucosyltransferase activity against
hydroxytyrosol to produce hydroxytyrosol 1-O-glucoside, and SiAT1 hadactivity to transfer the caffeoyl group to hydroxytyrosol 1-O-glucoside.

Technical Staff*/8F0&+,B*'*)*!8@?0&3*45+"%&,-'(.*)/0%12%&3*45

International Program Associate

Special Postdoctoral Researcher

Student Trainee

Postdoctoral Researcher

Part-time Worker'%60$%7#8&4*9:4*!"%&,;*+(<8#2%60&=,>(!?@A/"0&B*CD<?@&42%&.54"F?2%60&(45-8%&E(>8@F0&4*+*C59,!%20&4*C*+*

Visiting Scientist,-."%#+$-./-0(+'"(1"&'$-/#1#($-.
2'3#/4*403(45(2*$-+(1"+$64*/#1($-.
/12%47/-0(2%4.)&+/4-(45()#"5)*(1$+"%/$*#

Metabolism is the basis of life and is finely regulated. Plant
metabolism and its regulation are complicated, because plants
produce primary metabolites as well as diverse specialized
metabolites. Since ancient times, humans have used plant
metabolites for nutrients, medicine, flavors, etc. We aim tounderstand the mechanisms and physiology of plant metabolism!"#"$%&'(8)69"&+#and improve plant productivity of useful metabolites based on our● Elucidation of the regulatory mechanism of amino acid biosynthesis

amino acids and their derivative specialized metabolites and● Identification of genes involved in biosynthesis/degradation of plant
specialized metabolites

elucidate regulatory mechanism. We also develop metabolomics● Identification of metabolic pathways regulating plant development

learning for data mining from metabolome data.

findings. We identify genes involved in biosynthesis/degradation of!"#"$%&'(!"#)*+#● We showed that serine synthesized from the phosphorylated
pathway is essential for sexual reproduction in Marchantia
polymorpha.

<%$?@A&E()/0#8F?&3,D(<*!*
4"F"#2%&53*C*(+?@#8F?&+*B*.:+%@8F"&5'4*+*● We identified enzyme genes involved in glucosylation and acylationin acteoside biosynthesis by transcriptome analysis of methyl
jasmonate-treated sesame cultured cells.
● We identified a novel histidine methyltransferase by mGWAS in
Arabidopsis thaliana.

techniques and exploit mathematical modelling and machine● Data mining from metabolome data through machine learning andmathematical modeling!"!#メタボローム情報研究チーム

主要論文 / :)7*0&$+0.1#
Tokiyoshi, K. et al.
Using Data-Dependent and -Independent Hybrid Acquisitions for
Fast Liquid Chromatography-Based Untargeted Lipidomics.
Anal. Chem. 96, 991-996 (2024)@"+$7.*.5"(A13.%5$+0&#(!"#"$%&'(B"$5

メタボロミクスを支えるソフトウェアとデータベースを開発します

当チームではメタボロームの定量データ解析、
ネットワーク解析、シ
ミュレーションに必要な基盤ソフトウェアの開発を行なっている。
また、●代謝産物の同定に役立つデータベースを構築している。開発したソフト

コホート研究に向けた高速のリピドミクス解析法を開発した。

●

ウェアは研究協力相手が集積したメタボローム、
トランスクリプトーム

植物二次代謝物に特化したLC-MS手法を開発した。

●

ギンセンカのゲノム・トランスクリプトーム解析を行った。

データに応用し、生物のシステム的理解を実現する。

研究テーマ
●

メタボローム情報解析●

メタボローム解析用のソフトウェア開発●

メタボロームデータベースの統合

研究成果

Mori, T., Rai, A., Tsugawa, H., Yamada, Y., Saito, K.
A liquid chromatography-mass spectrometry-based metabolomics
strategy to explore plant metabolic diversity.
Methods Enzymol. 680, 247-273 (2023)
Koshimizu, S. et al.
Genome and transcriptome analyses reveal genes involved in theformation of fine ridges on petal epidermal cells in Hibiscus trionum.
DNA Res. 30, dsad019 (2023)

チームリーダー有田 正規

博士（理学）

B"$5(C"$6"%@$#$1.%0(D!ABD((,E8&0E

2023年度メンバー / ;<=>=?(@"57"%#
Team Leader!"#"$%&'()*+,)
Research Scientist-.%./'(0)1)!21)+3'#45/(6)7)1)8)
Visiting Scientist

6'&%#.'(,-29)8)):#4#.'(;212-6+!)
Biosynthetic pathways and expression profiles in Hibiscus trionum (Publication 3)

Fast LC-based untargeted lipidomics (Publication 1),"-"*./012(#.3+4$%"(/*$+3.%5#($16
6$+$7$#"#(3.%(5"+$7.*.50&#(%"#"$%&'!"#"$%&'(8)79"&+#

Our

team

develops

softwareplatforms

necessaryformetabolomic analyses, network analyses and computer simulations.

!"#"$%&'(!"#)*+#We also design databases for more efficient identification of● We developed a fast lipidomic analysis method for large cohorts.

metabolites. Our developments will be applied to integrated analysis● We developed a LC-MS method for plant secondary metabolites.

of metabolomic and transcriptomic data from collaborating teams to● We analyzed whole-genome and transcriptome of Hibiscus
trionum.

enable systematic understanding of life.

● Analysis and interpretation of metabolomic data
● Software development for metabolome analysis and simulations● Integration of metabolic databases!"!#

環境代謝分析研究チーム

主要論文 / <)3*0&$+0/1#
Yokoyama, D., Kikuchi, J.
Inferring microbial community assembly in an urban river basinthrough geo-multi-omics and phylogenetic bin-based null-model
analysis of surface water.
Environ. Res. 231, 116202 (2023),160%/17"1+$*(B"+$3/*0&(C1$*4#0#(!"#"$%&'(D"$7
データ駆動型アプローチにより
環境調和システムの理解と持続性を探求します

自然環境では、多様な生物種間の摂食および共生関係により化学資源が生産・消費・分解され、物質代謝の恒常性が保たれている。従来
自然の理を俯瞰するアプローチは少ない。
当研究室では、これまで培っ
無機元素群および微生物群集の分析技術を高度化し、IoT/ビッグデー●

生体分子・微生物群複雑系に対する多彩な分光学的解析技術高度化●

環境分析のデータマイニング開発およびデータベース構築●

自然の物質循環能に学ぶ水陸バイオマスの持続的活用●

動物・共生微生物の栄養応答に関するメタボノミクス解析●の環境分析は特定の物質や生物に焦点を当てた研究が多く、こうしたてきたNMR法による低分子代謝物群、高分子バイオマス群計測に加え、

研究テーマ

研究成果

タ蓄積/AIを駆使した統合的解析により、各種生物種が担う物質代謝●●

鶴見川の源流から河口域における環境水の微生物群集形成を地理化学
的プロファイル化した。
異なるバイオ材料の生分解性プロセス毎の微生物共生ニッチ形成機構を可視化した。
陸上養殖排水下流に繁茂するブルーカーボン底泥微生物の因果分析を遂行した。

の将来予測、特性分類と重要因子抽出、および制御工学的アプローチを推進する。

Yokoyama, D., Takamura, A., Tsuboi, Y., Kikuchi, J.
Large-scale Omics Dataset of Polymer Degradation Provides
Robust Interpretation for Microbial Niche and Succession on
Different Plastisphere.
ISME Commun. 3, 67 (2023)
Miyamoto, H. et al.
Computational estimation of symbiotic sediment bacterial
structures of seagrasses overgrowing downstream of onshore
aquaculture.
Environ. Res. 219, 115130 (2023)

チームリーダー菊地淳

博士（工学）

D"$7(E"$8"%F)1(GHGIJKH((<'LML

2023年度メンバー / =>?@?A(B"73"%#
Team Leader!"#$%&%'()&
Research Scientist)*+,-.*$/)&01

Postdoctoral Researcher

2-*.*$34%43101
Biogeochemical profiling of microbial community assembly through Tsurumi-river basin,-.*/%012(#)#+$01$30*0+4(/5"160%/17"1+$*(7"+$3/*0&(#4#+"7
3$#"8(/1($(8$+$98%06"1($..%/$&'

Our team intends to develop novel environmental analysis suchas by a bird’s-eye view of metabolism caused by ecosystembiodiversity, based on technical advancements of our NMR
approaches toward metabolite and biomass mixtures, as well as
inorganic elements and microbial ecosystem analyses combinedwith bioinformatics and chemoinformatics approaches. Namely, we!"#"$%&'(:)3;"&+#

promote both international and industrial collaboration in order to● Technological advancement of various spectrometricmeasurements for complex biomolecular mixtures and microbiota

analyzing laboratory systems, industrial (agriculture, forestry, and● Methodology development of data mining and accumulation of
databases for environmental measurements

geosphere, as well as outer space).

contribute for effective utilization of chemical resources, by

AI-based design of biodegradable polymers!"#"$%&'(!"#)*+#● Biogeochemical profiling of microbial community assembly through
Tsurumi-river basin.
● Microbial niche partitioning of symbiotic degradation processes
upon different biopolymers.
● Computational estimation of symbiotic sediment bacterial
structures of seagrasses overgrowing downstream of onshore
aquaculture.

fishery) process, and natural environment (hydrosphere and● Sustainable utilization of land- and aquatic biomass based onstudies of natural material cycles● Symbiotic metabonomic analysis between animal and symbiotic
microbiota in relation to their food nutrients!"!#

植物ゲノム発現研究チーム

主要論文 / =);*0&$+03-#
Todaka, D. et al.
Application of ethanol alleviates heat damage to leaf growth andyield in tomato.
Front. Plant Sci. 15, 1325365 (2024)=*$-+(D"-340&(E"+53%6(!"#"$%&'(F"$4
植物の環境ストレス適応や生産性向上に関与する
ゲノム発現制御機構を解析します

環境ストレス適応・馴化に関する制御機構（化合物・エピジェネティ
クス・RNA・ペプチドなどが関与する）
を統合オミックス解析などによりミックス解析により、塊根形成の制御ネットワークを明らかにする。化合物や形質転換技術の活用により環境ストレス耐性・生産性向上など新

●

●
●

●

明らかにする。
キャッサバ（炭素の資源化に有用な熱帯作物）の統合オ

たな有用植物資源の創出法の開発を目指す。

研究テーマ

研究成果
●

●

エタノール処理により糖が蓄積し高温ストレスによる生育のダメージが軽減されることをトマトにおいて明らかにした。
キャッサバ完全長cDNAの塩基配列解析により、解析が難しい領域で新規トランスクリプトを同定した。
NEDOムーンショット型研究開発事業の風化促進プロジェクトを推進した。

環境ストレス適応に関与する制御機構（化合物、エピジェネティクス、RNA、ペプチドが関与する）の解析

Ezoe, A. et al.
Fully sequencing the cassava full-length cDNA library reveals
unannotated transcript structures and alternative splicing events inregions with a high density of single nucleotide variations,insertions–deletions, and heterozygous sequences.
Plant Mol. Biol. 112, 33-45 (2023)
Adachi, H. et al.
Jurassic NLR: conserved and dynamic evolutionary features of theatypically ancient immune receptor ZAR1.
Plant Cell 35, 3662-3685 (2023)

最先端科学技術を用いたキャッサバ分子育種の推進
化学制御技術や形質転換技術の活用による有用植物資源（ストレス耐性強化、生産性向上など）の作出

チームリーダー

関 原明

博士（理学）

F"$4(G"$9"%

C3+3$60(:HIJ((='KLK

2023年度メンバー / >?@A@B(C"4;"%#
Team Leader!"#"$%&'()*+
Research Scientist,"-.&/"0&'12(1!+!&/"03'1)45
4$&-3%6'2745*5
Special Postdoctoral Researcher

Unannotated splicing variants in genomic regions with high levels of SNP, insertions/deletions, and heterozygosity incassava were identified using full-length cDNA (A). The co-occurrence of multiple AS events in a single transcript
tended to be greater for cassava than Arabidopsis (B).

,-$*./0-1(2*$-+(1"-340&(-"+53%6#(73%"-80%3-4"-+$*(#+%"##($9$2+$+03-($-9042%38"9(2%39)&+080+.

We are analyzing novel chemical, epigenetic, RNA and peptide
regulation mechanisms in environmental stress adaptation andacclimation by integrated omics analyses. We are also analyzing
regulatory networks of tuberous root formation by integrated omics
analyses in cassava, an important tropical crop for carbon
utilization. We aim to develop useful plant resources, such as!"#"$%&'(:);<"&+#

increased stress tolerance and improved plant productivity by useof chemical compounds and transformation technology.

Ethanol mitigates heat stress-induced damage in tomato.

5%&.&0"')87)
Technical Staff

93/%"'+(:+45!$."'25;5*5($#"-.&'25*5:5(:+<.&%$%"'12(1!+International Program Associate

2.3'5;:'=1>3?/.'2.&';.3'47
Part-time Worker<.&6%"'27@++*$?"%"'!+81;5(:+,"-.&6'7*5!727
5%&%"'(527Part-time Worker (ICAR2023)!&."'!5*+;7Assistant;"A3%"'*+!1@5!"#"$%&'(!"#)*+#● We revealed that ethanol treatment alleviates heat-damaged
growth by accumulation of sugars in tomato.
● We identified novel transcripts in regions that were difficult toanalyze by using cassava full-length cDNAs.
● We have advanced a NEDO's Moonshot Weathering Acceleration
Project.

● Analysis of chemical, epigenetic, RNA and peptide regulation
mechanisms in environmental stress adaptation● Advancement of cassava molecular breeding by cutting-edge
technologies● Development of useful plant resources, such as enhanced stress
tolerance and increased plant productivity by chemical regulationand transformation technology!"!#

細胞機能研究チーム

主要論文 / ;)9*0&$+0.-#Ince, YÇ., Sugimoto, K.
Illuminating the path to shoot meristem regeneration: Molecularinsights into reprogramming cells into stem cells.
Curr. Opin. Plant Biol. 76, 102452 (2023)

C"**(<)-&+0.-(!"#"$%&'(D"$B
植物の成長や再生を制御する
シグナルネットワークを解明・応用します

植物の葉や根などの器官の成長は様々な発生プログラムや環境情報によって調節されるが、その具体的な仕組みはまだ解明されていない。

分子機構の解明を目指している。
また植物細胞の脱分化、再分化の分●植物の器官成長を司る分子メカニズムの解明●

植物の細胞リプログラミングを司る分子メカニズムの解明●

分子組織培養法の確立と作物への応用展開●

私達は植物細胞の増殖、成長、分化の制御機構を明らかにし、植物が発生プログラムや環境情報を統合的に処理して、器官成長を調節する

研究テーマ

研究成果

子機構を解明し、過酷な環境ストレスによって植物の多様な再生現象
が引き起こされる仕組みを解明しようとしている。一方、これらの基礎研●●

光や温度などの環境因子がどのように茎葉幹細胞の再形成に影響を与えるかについて、鍵因子の特定と機能解析を進めた。
体細胞胚誘導時にみられる転写因子とエピジェネティック修飾因子の機能的協調を発見し、その分子機構を解明した。
植物組織培養の効率化に資する化合物の探索と作用機序の解析を進めた。

Chen, Y., Hung, FY., Sugimoto, K.
Epigenomic reprogramming in plant regeneration: Locate before
you modify.
Curr. Opin. Plant Biol. 75, 102415 (2023)
Ogura, N. et al.
WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX 13 suppresses de novo shootregeneration via cell fate control of pluripotent callus.
Sci. Adv. 9, eadg698 (2023)

究から得られた成果を利用し、作物の生産性向上や有用物質生産を目指した新技術の開発を進めている。

チームリーダー

杉本 慶子

Ph.D.

D"$B(E"$2"%

F"06.(8,GHAIDI((;'JKJ

2023年度メンバー / <=>?>@(A"B9"%#Team Leader!"#$%&'()*+,-,
Senior Scientist.$#/0&*1.'2

Special Postdoctoral Researcher

304567"&+,8*9.!.
:#7&-,9);"4$#7&*9<2Postdoctoral Researcher

Chemical application test on Brassica napus tissue culture,-&./"%0-1($-2()+0*030-1+'"(%"1)*$+.%4(-"+5.%6()-2"%*40-1
7*$-+(.%1$-(1%.5+'($-2(%"1"-"%$+0.-

We investigate how plants integrate developmental andenvironmental cues to maximise organ growth under the changing
environment. We also explore how plants establish and maintaincellular differentiation status and how various stress stimuli
override the developmental commitments to undergo cellular
reprogramming. These strategies should allow us to identify key!"#"$%&'(8)9:"&+#● Molecular dissection of plant organ growthmodulators of organ growth and reprogramming, thus providing
molecular basis for crop improvement.

A transcription factor directly binds to an epigenetic modifier inplant nucleus (Split-YFP assay)=6>;6&3(9);6&<329

Technical Staff.?0$%&!.1.+(8.
./#$0&-.!2@.;.'3*
Junior Research Associate;%56$"&'.'.*

Part-time Worker+0/#$%&+,(8*<A#$0&*!2B.
9%/#$%&B,*.$#$%&3.9.B.
Assistant-0$0$%&=(8(!.1.

!"#"$%&'(!"#)*+#● We identified key factors and analyzed their functions to determine
how environmental factors such as light and temperature affectshoot stem cell reformation.
● We discovered the functional coordination of transcription factors
and epigenetic modifiers observed during somatic embryo
induction and elucidated its molecular mechanism.
● We searched for chemicals that contribute to the efficient planttissue culture and analyzing their molecular mechanisms.

● Molecular dissection of cellular reprogramming in plants● Molecular manipulation of organ regeneration in crops!!

!"

植物共生研究チーム?*$-+(7635/4#/#(!"#"$%&'(@"$3
植物・微生物間の共生を理解し、持続的農業の実現を目指します

窒素肥料は現代の農業で最も多く利用されるが、その生産および施用は温室効果ガスの排出など生態系に悪影響を及ぼす。一方、根粒菌

コムギなどの穀物と根粒菌とが共生できれば窒素肥料の大幅な使用●

根粒形成における分子機構の解明●

根粒菌の感染における分子要因の同定●

穀物における根粒共生の応用●

はダイズなどマメ科植物の根に感染し、根粒内で大気窒素を固定することで、宿主植物に窒素栄養を供給する。
したがってイネ・トウモロコシ・

研究テーマ

研究成果

削減が可能となり、生態系に優しい持続的な農業が実現できる。
このた

●

●

シングルセルATAC-seqにより根粒菌の感染に特異的なセルタイプを同定した。
シス領域の系統解析により共生における新規の転写制御機構を見出した。
根粒菌の変異ライブラリーを整備した。

めに私たちは、根粒共生の分子機構を明らかにするとともに、マメ科植物と根粒菌との共生における進化的要因を探ることで、穀物への窒素固定能の賦与を目指す。

チームリーダー林誠

博士（理学）@"$3(A"$."%>$B4+4(CD:D7CE((?'FGF

2023年度メンバー / 9:;<;=(>"35"%#
Team Leader!"#$%$&'()(*'+
Research Scientist,-./0$&'(12)(!((#3435$&)(!(6(1+1"3&7(,,8978:;Technical Staff(%-.#$&'+:2,(
Assistant!"3&*<;+)(!(
Gene expression analysis using a promoter-GUS reporter construct.
Mutation in a cis motif (right) resulted in loss of expression induced by infection of rhizobia (orange).

,-."%#+$-./-0(1*$-+23/&%45"(#635/4#/#/-(4%."%(+4("#+$5*/#'#)#+$/-$5*"($0%/&)*+)%"

Nitrogen is the most heavily used fertilizer in present agriculture.
Its production and use however damage the ecosystem due to theemission of greenhouse gases. Soil bacteria called rhizobia infectlegume roots, and fix atmospheric nitrogen in root nodules.
Consequently, if cereals such as rice, corn, and wheat could
establish symbiosis with rhizobia, we can dramatically reduce the!"#"$%&'(7)58"&+#use of nitrogen fertilizer, which would result in ecosystem-friendly,● Elucidation of molecular mechanisms in nodulation

confer the ability to fix nitrogen on cereals, by elucidating molecular● Identification of molecular components in infection by rhizobia

functions of root nodule symbiosis, as well as by investigating● Application of root nodule symbiosis to cereals!"

sustainable agriculture. In order to achieve our goals, we aim to

A workflow of assigning insertions in the STM library!"#"$%&'(!"#)*+#● We identified a cell type specific to infection of rhizobia by
snATAC-seq.
● We found a novel gene regulatory mechanism in symbiosis throughphylogeny-wide cis motif analysis.
● We generated mutant libraries of rhizobia by signature-tagged
mutagenesis (STM).

evolutionary aspects of the legume-rhizobia symbiosis.

!#

機能有機合成化学研究チーム

主要論文 / :)7*0&$+0/1#
Jin, Y., Ramadoss, B., Asako, S., Ilies, L.
Noncovalent Interaction with a Spirobipyridine Ligand Enables
Efficient Iridium-Catalyzed C-H Activation.
Nat. Commun. 15, 2886 (2024)

AB5$1&"B(C%2$10&(831+'"#0#(!"#"$%&'(D"$6
持続可能な社会を支える
次世代有機合成を開拓します

当チームは、『次世代有機合成法』の開発及びその合成法を利用した機能性有機分子の創製に取り組んでいる。我々が目指す
『次世代有

●

有機化合物の直裁的かつ選択的反応●

普遍金属を用いた触媒系の開発●

有機ナトリウム化合物を用いた有機合成

●

機合成法』
とは、高効率で進行する生体内反応にインスパイアされた、反応活性点や保護基を持たない分子を直裁的かつ選択的に反応させ

研究テーマ

研究成果

る方法である。我々は精密に設計した触媒系を用いて、複雑な化合物を簡便かつ選択的に合成することで『次世代有機合成』の実現を目指す。鉄、モリブデンなどの普遍金属触媒反応や有機ナトリウム化合物を●●

スピロビピリジン配位子によるIr触媒を用いたホウ素化反応の加速効果を見出した。
新しいモリブデン触媒による塩化アリールとフッ化アリールの活性化を用いて、フタラン誘導体を合成した。
配位子として注目を集めているビピリジン化合物を、ナトリウム分散溶液を用いたピリジン類の二量化による合成法を開発した。

Banerjee, S. et al.
Molybdenum-catalyzed directed activation of aryl chlorides andfluorides.
Synlett 35, 1141-1144 (2024) *invited to special issue
De, P. B., Ilies, L., Takai, K., Asako, A.
Synthesis of 2,2’-bipyridines via dehydrogenative dimerization ofpyridines using sodium dispersion.
Synlett 35, 459-463 (2024) *invited to special issue

用いた有機合成反応の開発にも取り組んでいる。

チームリーダーラウレアン・イリエシュ

Ph.D.

D"$6(E"$B"%E$)%"$1(FEF,8((:'GHG

2023年度メンバー / ;<=>=?(@"67"%#
Team Leader!"#$%"&'(!()*
Senior Scientist

SpiroBpy ligand accelerates the reaction of arenes through noncovalent interactions.

Synthesis of 2,2’-bipyridines using sodium dispersion*+,-'.*./0
1#-23-$+'45607
Special Postdoctoral Researcher(88+'6./.7.*7(

Postdoctoral Researcher

1#93#':(;<-&"8-'=3#9"&'>).8"93'6.67)*+?9#@$"'=.;)A:))
Student Trainee

A%B"?'407.4)>:"C"8#?"$'*)/.A:#9D-&'*D%@%&'!.4=,-.*/%012(1"-+(2"1"%$+0/1/%2$10&(#31+'"#0#(4/%$1("150%/16"1+$**3(#)#+$01$7*"(#/&0"+3

Our team aims at the development of “next generation synthesis”
and its utilization for the creation of functional organic molecules.
Our vision of “next generation synthesis” is inspired by the highly
efficient reactions the Nature uses: direct and highly selective
coupling of organic molecules without prefunctionalization withreactive groups. We envision that by precise design of ligands,!"#"$%&'(8)79"&+#efficient and selective catalysts enable the rapid assembly of● Direct and selective functionalization of organic molecules

also interested in the development of sustainable catalysis based● Catalysis with Earth-abundant metals

on Earth-abundant metals such as iron and molybdenum, and the● Organic synthesis with organosodium!"

complex functional molecules from simple building blocks. We are!"#"$%&'(!"#)*+#● We developed a spirobipyridine ligand that accelerates
iridium-catalyzed borylation of arenes through weak noncovalentinteractions.
● We found that a molybdenum catalyst activates aryl chlorides andfluorides to produce phthalan derivatives.
● We used sodium dispersion to dimerize pyridine derivatives to2,2’-bipyridines, compounds of interest as ligands in catalysis.

utilization of organosodium compounds for organic synthesis.

!#

グリーンナノ触媒研究チーム

主要論文 / ;)4*3&$+31-#
Sen, A. et al.
Overcoming the Low Reactivity of Aryl Chlorides: Amination via
Reusable Polymeric Nickel–Iridium Dual Catalysis under
Microwave and Visible Light.
ACS Catal. 13, 12665-12672 (2023)

B%""-(C$-1&$+$*5#3#(!"#"$%&'(D"$7

グリーンケミストリー（環境にも人にも優しい化学）に最適な触媒は造れないか？

「高活性で再利用可能な触媒開発の一般的方法論を示すことができないか？」「もし物凄く活性が高い触媒が創れたら、今までに実現して●に光を当てたら、どのような反応を促進するのか？」「グリーンケミスト
命題に対して解答を示していくことが、私たちのチームのミッションであ●●高分子配位子と金属との自己組織化触媒の開発
マイクロ空間・ナノ空間物質と触媒分子・クラスターが融合した空間型触媒の開発●

いない反応を進行させることができるのではないか？」「高活性な触媒リー（環境にも人にも優しい化学）に最適な触媒は造れないか？」
という

研究テーマ

研究成果

る。高分子配位子と金属との自己組織化触媒、
マイクロ空間・ナノ空間●●

高分子ニッケル触媒とイリジウム触媒を用い、マイクロ波と可視光照射の二重活性化反応により、
アリールクロライドのアミノ化が促進された。
架橋高分子副原料を用いた高分子パラジウム触媒を用い、有機溶媒と水中で多数のビアリール化合物の連続フロー生産を実現した。
選択的Buchwald-Hartwig反応と鈴木-宮浦反応の両方で所定の収率を達成するために、触媒インフォマティクスの方法論を用いて触媒を設計した。

物質と触媒分子・クラスターが融合した空間型触媒、さらには電磁波に

Zhang, Z., Ohno, A., Takaya, H., Yamada, Y. M. A.
Continuous-flow Suzuki-Miyaura coupling in water and organic
solvents promoted by blends of stabilized convoluted polymericpalladium catalysts and polymeric auxiliary materials.
Chem Eur. J. 29, e202300494 (2023)
Motojima, K., Sen, A., Yamada, Y. M. A., Kaneko, H.
Catalyst Design and Feature Engineering to Improve Selectivity
and Reactivity in Two Simultaneous Cross-Coupling Reactions.
J. Chem. Inf. Model. 63, 5764-5772 (2023)

より活性化される電磁波活性化型触媒の開発を行う。

電磁波活性化型触媒の開発

チームリーダー山田 陽一

博士（薬学）

D"$7(E"$/"%=13&'3(AF(GF(=GAGHG
HF;'$%7F

2023年度メンバー / <=>?>@(A"74"%#
Team Leader!"#$%#&'(&)(&!)')*)
Research Scientist+,,-",.&/)01
2%,34%"35&2+)67)8%#9#:&;06
Senior Visiting Scientist

A Flow Suzuki-Miyaura Coupling Using Polymeric Pd Catalysts

Amination via Reusable Polymeric Nickel–Iridium Dual Catalysis
under Microwave and Visible Light+#<"=>?>&1)601@
Technical Staff)->&@+6@

International Program Associate

0=>3&;@AB')6/"CD"&EF/BG),$-(."(/"0"*12(#)3+$4*"(&$+$*5#+#+1.$%/#(6%""-(#)#+$3-$4*"(&'"73#+%58“Can we show the general methodology for development ofhighly active & reusable catalysts?”, “If we can develop ultimately
highly active catalysts, can they promote unrealized reactions?”, “If
we cover catalysts with light, what reactions will be promoted?”, and!"#"$%&'(9)4:"&+#● Development of self-organized catalysts of polymer ligands andmetal species● Development of spatial catalysts where micro/nano space materials
and catalytic molecules/clusters are merged● Development of electromagnetic waves-activated catalysts!"“Can we develop suitable catalysts towards green sustainablechemistry?” It is our mission in our team to show our answers
against the above-mentioned questions. For this purpose, we willdevelop self-organized catalysts of polymer ligands and metal
species, spatial catalysts where micro/nano space materials andcatalytic molecules/clusters are merged, and electromagnetic!"#"$%&'(!"#)*+#● Aryl chlorides underwent enhanced amination through dual
activation employing polymeric nickel and iridium catalysts under
microwave and visible-light irradiation.
● A continuous-flow production of numerous biaryl compounds was
realized in organic solvent and water using our polymeric Pd
catalyst with cross-linked polymeric auxiliary materials.
● We engineered catalysts using catalyst informatics methodologies
to achieve the specified yield in both selective Buchwald–Hartwig
and Suzuki–Miyaura reactions.

waves-activated catalysts.

!#

生体機能触媒研究チーム

主要論文 / 9)1*/&$+/2-#
Kong, S. et al.
Acid-stable manganese oxides for proton exchange membranewater electrolysis.
Nat. Catal. 7, 252-261 (2024)

A/23)-&+/2-$*(B$+$*6#+(!"#"$%&'(C"$@
生体における電子移動の理解に基づき、
持続可能なエネルギー変換戦略を創出します

当チームでは、生体機能に着目した触媒材料の開発、ならびに生体そのものを利用した新規なエネルギー変換、物質生産システムの構築●

光合成PSIIに学ぶ水分解触媒の開発●

深海底に広がる巨大電流生態系の実証●

微生物の細胞外電子移動を利用した電力生産●に取り組んでいる。具体的には、微生物や植物等で利用される触媒反応、電子プロトン輸送、代謝制御、外部環境適応能、さらには太陽光が●届かない深海底に潜む巨大なエネルギー循環システムを利用、または●模倣した新しい方法論を開拓し、エネルギーや資源の創出、
その生産

研究テーマ

研究成果
固体高分子（PEM）型水電解において、酸化マンガン触媒の安定性を高める仕組みを特定した。
酵素活性を最大化するための熱力学的な条件を明らかにした。
系統的・生理的に多様な酵素の活性支配因子を実験と理論から明らかにした。

Ooka, H., Chiba Y., Nakamura R.
Thermodynamic principle to enhance enzymatic activity using thesubstrate affinity.
Nat. Commun. 14, 4860 (2023)
Chiba, Y., Ooka, H. et al.
Rationalizing the Influence of the Binding Affinity on the Activity of
Phosphoserine Phosphatases.
Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 63, e202318635 (2024)

効率の向上を目指し研究を行っている。

チームリーダー中村 龍平

博士（理学）

C"$@(D"$."%!6)'"/(EFGF?,!F((HI7&/I

2023年度メンバー / :;<=<>(?"@1"%#
Team Leader!"#$%&'()*)+,!)
Senior Scientist-./.'0123)

Research Scientist

Schematic image showing the relationship between enzymatic activity and the substrate binding affinity

A photo of gamma manganese oxide on top of the PEM reactor

1&4%5$&'66*))&7.89':2;$#<89'*6(=)"#>&'*62;12

Special Postdoctoral Researcher?<%@#89':2+
0$%8'01A(,-."%#+$-./-0(1/2*20/&$*("*"&+%2+%$-#3"%(/#(&%/+/&$*(+2(."4"*25$(#)#+$/-$1*"("-"%06(#+%$+"06

We work on the development of biologically inspired catalysts
and their application to energy conversion and production systems.
Specifically, we aim to understand nature’s ingenuity towards
multielectron transfer catalysis, electron/proton transport, metabolic
regulation, responsiveness to external stimuli, and energy
management in deep sea environments to develop novel materials!"#"$%&'(7)18"&+#● Development of water splitting catalysts

and systems necessary to effectively manage renewable energy
sources.

Postdoctoral Researcher*.&B$&'-)?;,C,*)?.>.$<D#';,E))#F<84D<'0</D<'G)!E1)()
Junior Research Associate?.>."#/&'G)*);12+)
Technical Staff*<H#8<'I,;12+2(<.'?;,(A+)?;,
Assistant?.>.>&'+2()+2?<%/.'16!2A!"#"$%&'(!"#)*+#● We identified a strategy to enhance the stability of manganeseoxide catalysts in polymer electrolyte membrane (PEM)electrolyzers.
● We identified a thermodynamic requirement necessary to maximize
enzymatic activity.
● We identified the factors determining the activity of phylogeneticallyand physiologically diverse enzymes using experimental andtheoretical approaches.

● Investigation of giant electro-ecosystems in a deep hydrothermal
environment● Microbial electricity generation!"!#

分子リガンド標的研究チーム

主要論文 / <)7*0&$+0/1#
Iyer, KR. et al.
Identification of triazenyl indoles as inhibitors of fungal fatty acidbiosynthesis with broad-spectrum activity.
Cell Chem. Biol. 30, 795-810.e8 (2023)

B/*"&)*$%(C02$14(D$%2"+(!"#"$%&'(D"$3
化学遺伝学的アプローチにより化合物の標的分子や細胞内作用機序を明らかにしますユニークな生理活性を示す分子リガンドには、生体内に必ず特異的な標的分子が存在する。標的分子の決定は、分子リガンドの作用機構と標的分子との相互作用は一様でないため、これまで標的分子の決定はきわめて困難であった。
当チームは、分裂酵母全遺伝子ORF発現株ラ

●

分子リガンドとその標的分子間の化学遺伝学的相互作用の網羅的解析●

生理活性を有する化合物の作用機序の検証●

必須遺伝子を標的とする生理活性物質の同定●解明に必須であり、創薬研究の要ともなっている。
しかし、分子リガンド

イブラリーや出芽酵母遺伝子破壊株ライブラリーを用いた遺伝学的相

研究テーマ

研究成果

互作用の検出法をもとにした新しい相互作用検出技術の開発を行う。

●●

酵母ケミカルゲノミクス法を用いて、病原性真菌に対して抗真菌活性をもつ化合物NPD6433の標的分子が脂肪酸合成酵素Fas1であることを示した。
特定のストレス環境下にて過剰発現により適応的に機能する酵母の遺伝子群を体系的に探索する系を構築した。
ケミカルゲノミクス解析のための新たなツールとして分裂酵母のヘテロ型
遺伝子破壊株ライブラリー作製に着手した。

Saeki, N. et al.
Overexpression profiling reveals cellular requirements in thecontext of genetic backgrounds and environments.
PLoS Genet. 19, e1010732 (2023)
Messner, CB. et al.
The proteomic landscape of genome-wide genetic perturbations.
Cell 186, 2018-2034.e21 (2023)

これを用いて生理活性を引き出す原因となる標的分子を速やかにかつ
正確に決定することを目指す。

チームリーダーチャールズ・ブーン

Ph.D.

D"$3(C"$4"%

E'$%*"#(BF(GHHI,((<'FJF

2023年度メンバー / =>?@?A(B"37"%#
Team Leader!"#$%&'()*(+,,-.
Deputy Team Leader/010(/23456,72
Senior Research Scientist

218"8'#()293:/2)2
Research Scientist;8&<(9"8(=8>(?42)
Technical Staff

Construction of a collection of S. pombe heterozygous (HET) deletion mutants in a drug-hypersensitive background)#>8(/,345):62/@8()2A2=5
Visiting Scientist

Chemical genomic profiling reveals Fas1 as a target for NPD6433.

)#B&C(:32D
Assistant,-.*/%012(+$%2"+(3/*"&)*"#($14
3/4"5/65$&+0/1(/6(70/$&+08"(&/3./)14#+'%/)2'(2*/7$*($1$*9#0#(/6&'"30&$*(2"1"+0&(01+"%$&+0/1#

Bioactive molecular ligands with unique physiological effects
must have specific cellular targets. Target identification is critical for
elucidating the mechanism of action of molecular ligands and for
drug discovery. However, drug target identification has been
extremely difficult, because the interactions between molecularligands and their targets are not uniform. Our team aims to develop
innovative techniques for target identification based on the global!"#"$%&'(:)7;"&+#

analysis of yeast chemical-genetic and genetic interactions, leading
to quick and accurate elucidation of ligand-target interactions.

!"#"$%&'(!"#)*+#

9#1#10(45/,345)#'@>8(-2=2):62
D@<10(-,72● We identified NPD6433 with broad-spectrum antifungal activity andrevealed by chemical genomics that NPD6433 targets the fatty acidsynthase 1 (Fas1).
● We established a new method to identify genes in yeast that
demonstrated functional adaptability when overexpressed understress such as heat, salt, and oxidative stress.
● We launched construction of S. pombe heterozygous deletionlibrary as a new avenue for chemical genomics analysis.

● Global analysis of chemical genetic interactions between molecularligands and their target molecules● Validating the mode of action of bioactive compounds● Identifying bioactive chemical tools and therapeutic leads thattarget essential gene pathways!"!!

バイオ生産情報研究チーム

主要論文 / ;)7*0&$+0/1#
Hariana. et al.
Theoretical and experimental investigation of ash-related problems
during coal co-firing with different types of biomass in a pulverizedcoal-fired boiler.
Energy 269,126784 (2023)

B0/.%/4)&+050+6(C13/%8$+0&#(!"#"$%&'(D"$8

植物の生産性に関わる有用遺伝子を探索し、草本バイオマス増産技術の開発を目指します

草本系のセルロースバイオマスの量的・質的な生産性を向上させた植物の開発を目指す。草本モデル植物を用いて植物の高生産性、環境た、
バイオマス資源用植物への応用研究を、大学や他の研究機関と連研究テーマ
異質倍数体の高生産性機構の理解と植物バイオマス増産への利用●

草本バイオマスの生産性向上に有用な遺伝子の同定●●

ストレス耐性などの有用形質を付与するための遺伝子探索を進める。
ま携して推進する。

●

研究成果
●

●

多様なバイオマスに関する石炭の混焼への影響を理論計算と実験法を組み合わせて評価した。
メタボローム-ゲノムワイド関連解析によりシロイヌナズナの代謝物の多様性に関わる遺伝要因を推定した。
Cas12aを用いてユーグレナ藻類のゲノム編集技術を拡張した。

Uchida, K. et al.
A metabolome genome-wide association study implicates histidine
N-pi-methyltransferase as a key enzyme in N-methylhistidine
biosynthesis in Arabidopsis thaliana.
Front. Plant Sci. 14, 1201129 (2023)
Nomura, T., Kim, JS., Ishikawa, M., Suzuki, K., Mochida, K.
High-efficiency genome editing by Cas12a ribonucleoprotein
complex in Euglena gracilis.
Microb. Biotechnol. 17, e14394 (2024)

草本植物および微細藻類における代謝や細胞システムの合理的改変によるバイオマスの増産

チームリーダー

持田 恵一

博士（理学）

D"$8(E"$4"%

F"00&'0(AGHICJK((;'LJL

2023年度メンバー / <=>?>@(A"87"%#
Team Leader!"##$%#&'()*+,Research Scientist

Extension of genome-editing technology for Euglena algae using Cas12aBase editing at a target site in Euglena algae./0%#%#01&2('34-567&'+2-'+875"9:#;&!+':%75&.-'-!+
International Program Associate<#$;#&2+:*+2-4+=!+->"&4#6?#&@+4,-3:
Technical Staff

A7;#;/&3B*-4'#51C#&:*+'+=3
A107;/&D-.-2-EB,-.*/%012()#"3)*(2"1"#(3/%.*$1+(.%/4)&+050+6($14(4"5"*/.012+"&'1/*/26(+/(01&%"$#"(2%$##(70/8$##

Our team aims to develop plants with improvements in thequantitative and qualitative productivity of cellulosic biomass. By
using model grass, we carry out gene discovery to improvebiomass productivity and environment adaptability in plants.
Furthermore, we are promoting applied researches for plants forbiomass resources in collaboration with universities and institutes.

!"#"$%&'(9)7:"&+#!"#"$%&'(!"#)*+#● We assessed the impact on coal co-firing with diverse biomasses
through theoretical calculations and experimental methods.
● We performed a genome wide association study on a set of
metabolome phenotype in Arabidopsis thariana.

Part-time Worker-;#;/&:3=3!+*#F/C#&(8+'!G/;/&.(A-'A7;/&!-2B!(
BH07;/&!+.-,-

Senior Visiting Scientist

I1C9:/5&J%15&.4-2./H/&:3E34(.('7%1CC1>&-=+=!"5K/&:3=3!+
Visiting Scientist

D"#?#15K&I+
27F&-;C1L#1&*+,-A-.+
B5F#$/&M+-2+2(!/%"#&-.:38+!167;#&A(!(A-'->#&J4+:'-2.(!(-F#N&,-4'-D-2
27FF70G>1&:%1N#F1&@-84+-2@#FC15&E1KO1&83-2M:*-4+-2+4!*-'
A707N&'3*-''-,
A(:3-● We exended genome-editing technology for Euglena algae using
Cas12a.

● Elucidation of molecular mechanisms of higher productivity inallopolyploid and its application to increase plant biomass
production● Identification of useful genes for improving biomass productivity ingrasses● Enhancement of biomass by modification of the metabolism andcellular system in grasses and microalgae!"!#

バイオ高分子研究チーム

主要論文 / <)4*0&$+0.1#
Chen, J. et al.
Replicating shear-mediated self-assembly of spider silk throughmicrofluidics.
Nat. Commun. 15, 527 (2024)

C0.6$&%.6.*"&)*"#(!"#"$%&'(D"$6

材料設計に基づいた機能性高分子の生合成技術を確立し、環境循環型材料としての実用化を目指します

高分子合成酵素（ポリエステル合成酵素）、高分子分解酵素（プロテアーゼ）、およびそれらを含む微生物（光合成細菌）
および植物を用いて、研究成果●

バイオマスから構造材料として利用可能なバイオポリマーを効率良く生産するシステムを開発する。
目的とするバイオポリマーに適した酵素また●は微生物を合目的に高性能化することにより、高効率かつ合理的にバイオマスを資源化する反応システムの構築を目指す。対象とするバイオ

研究テーマ
●
●

●
●

バイオポリマー合成酵素の構造解析・新規バイオポリマーの合成
新規バイオポリマーの生産微生物、合成酵素、および分解酵素の探索・開発

ポリマーは、バイオプラスチック素材となるポリヒドロキシアルカン酸●

マイクロ流路を利用することで蜘蛛糸の形成過程を再現することに成功した。
ミトコンドリア移行シグナルとアルギニンを含むカチオン性配列を組み合わせた融合ペプチドを利用することで、ミトコンドリアゲノムに選択的に遺伝子導入する技術を開発した。
ビリルビンに選択的に結合する蛍光タンパク質を用いることで、血液の分解産物ビリルビンが植物で作られることを発見した。

（PHA）
およびクモ糸のようなポリペプチド／ポリアミドに焦点を絞って

Yoshinaga, N. et al.
Design of an artificial peptide inspired by transmembrane
mitochondrial protein for escorting exogenous DNA into themitochondria to restore their functions by simultaneous multiple
gene expression.
Adv. Funct. Mater. 34, 2306070 (2023)
Ishikawa, K. et al.
Bilirubin is produced nonenzymatically in plants to maintainchloroplast redox status.
Sci. Adv. 9, eadh4787 (2023)

研究を遂行する。

機能性タンパク質に倣った高性能ポリアミド／ポリペプチドの設計・生合成
植物バイオテクノロジーによるバイオポリマー生産および機能化植物の開発

チームリーダー沼田 圭司

博士（工学）

D"$6(E"$7"%

F"0;0(GHBIDI((<'J,J

2023年度メンバー / =>?@?A(B"64"%#
Team Leader!"#$#%&'()*)
Senior Scientist)+#%),-."/%0"1.2,3"%()4)5The fusion peptide containing mitochondrial transit signal and arginine-histidine
sequence could form polyplexes with plasmid DNA. Representative CLSM images
of GFP expression from constructed plasmids.Red: mitochondria, green: GFP, andblue: nuclei.

Morphology of spider silk protein droplets (LLPS), nanofibrils and fibers in microfluidic devices as characterized by confocal laser
scanning microscopy (CLSM) and scanning electron microscopy

Research Scientist(2/26#%70)8)9)*26226#%(:5)(7*7&;.%)+#2%7!*)<:)&:
Special Postdoctoral Researcher&2=>=%57?8:&)@)

Postdoctoral Researcher?#A=,%?2;%5#,%4)B

Senior Visiting Scientist,"-"*./012(1"3(40./.*56"%#($17$//*5012(+'"6($#(40.6$##84$#"79)1&+0.1$*($17(#+%)&+)%$*(6$+"%0$*#

We aim to search for, create and develop new functional
enzymes(polymerase

andprotease)

as

well

as

new

microorganisms (phototrophic bacteria) to contain developed
enzymes based on the relationship between structures andfunctions of biopolymer synthases. The final goal of our laboratory
is to design and develop novel functional enzymes to produce!"#"$%&'(:)4;"&+#● 3D structures and polymerization mechanisms of biopolymer
synthases

biopolymers

such

as

poly

(hydroxyalkanoate)

(PHA)

and

polyamide/polypeptide, which can be used as structural materials.

!"#"$%&'(!"#)*+#● We successfully created continuous spider silk fibers using a
microfluidic device.
● We developed the gene delivery system into mitochondrial genome
using the fusion peptide containing mitochondrial transit signal andarginine-histidine sequence.
● Based on the live-cell imaging results using the bilirubin-dependent
fluorescent protein, we revealed that bilirubin accumulated inchloroplasts.

*26;%0C('9)*262A2/2%?)!):
5;>262%!70)()!2D;E2.;%)9)!)B)
Visiting Scientist*262/E#%7?)&):(#/2>=%78*)&:!=/;6"%*?'F8:5)*=/E#6#%?)B)0)02#3E#%:0)
5;#%*?'G:?E#H".;%5)()@'F8:!=>2%&7('9)

Technical Staff

5=6=%879::)I262%*)*C:?8:
Student Trainee*2#3E#%!'9:*)&2=I2%)JC
5;/;6"%'C&7!=>2%&:?8::?E=H=%*)!C('9)
82.;62%*)!C0)
9#/2%&)!)*=A=26#%&)!)*?'!)
B2,K#,H%87'
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LE#M"#%4:')/2>=%:B)(7*7
82.;6#%!'J7*))6#>262%N'9':F8:
5;A2%('!):
5=/;6"%('9)!)(:*262,2.#%!7:!CPart-time Worker(22#%(79:(2A#%@7*7
Assistant(#D;6#%*7(:L)B)%
9#"6=%57?8:&)@)● Search and development of microorganisms, polymerases, anddepolymerases● Design and biosynthesis of bio-inspired functional peptides● Biopolymer production and plant modifications via plantbiotechnology!"!#

バイオプラスチック研究チーム

主要論文 / ;)8*-&$+-7.#
Mierzari, M. et al.
Biosynthesis, characterization, and biodegradation of elastomeric
polyhydroxyalkanoates consisting of alpha-dimethylated monomer
units.
Mater. Today Sustain. 24, 100577 (2023)

B-73*$#+-&(!"#"$%&'(C"$4

バイオマス由来だからこそできる
高付加価値な新規プラスチック素材を創製します

バイオマス資源を原料として次世代型の高性能・高機能なバイオマ
スプラスチックの創製を目指した研究を推進している。
バイオポリエステ
実材料としての利用を可能にする高度材料化技術の開発に取り組んで創出を目指し、アミノ酸など有機酸をバイオマスモノマーとした新規ポリ●

バイオポリエステルの高度材料化技術の開発●

高性能・高機能な新規バイオマスポリマーの創製●

バイオマスポリマーの高度合成技術の開発●

ルをターゲットとし、本来の性能・機能ポテンシャルを最大限に発現し、いる。
また、
バイオポリエステルに続く新たなバイオプラスチック素材の

研究テーマ

研究成果

マーの合成と高性能・高機能発現を予測できる分子設計法を構築する。

●●

バイオポリエステルの物性向上を達成するブロック共重合型高分子添加剤の開発に成功した。
共重合成分として長鎖ジカルボン酸を導入することによりコハク酸ベース
脂肪族ポリエステルの海洋生分解性を向上できることを明らかにした。
α位にメチル置換基を導入した3-ヒドロキシアルカン酸を共重合ユニットとするバイオポリエステルの合成とその物性に及ぼす置換基構造効果を明らかにした。

さらに高性能・高機能なバイオマスポリマーの高効率・精密合成を可能

Jeeply, IF., Goto, T., Sudesh, K., Abe, H.
Biodegradable block copolymer as compatibilizer and blend
component of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)-basedpolyester blends.
Eur. Polym. J. 196, 112314 (2023)
Kumagai, S. et al.
Improving the marine biodegradability of poly(alkylene
suucinate)-based cpolymers.
Polym. J. 56, 419-429 (2024)にする新たな合成技術を開発する。

チームリーダー阿部 英喜

博士（工学）

C"$4(D"$5"%E-5"F-(GBH((;'IJI

2023年度メンバー / <=>?>@(A"48"%#
Team Leader!"#$%"&'()
Senior Research Scientist*+,+-".+&!/0'/1!/
2343-".+&567/*'
Research Scientist

8349,343&*':);':'
Improvement of marine biodegradability for poly(alkylene succinate)s by copolymerization with dicarboxylic
acids with larger carbon numbers

Morphology and mechanical properties of polyhydroxyalkanoate-based blends
containing block copolymer

Technical Scientist

19,"<+&:62'='/
Postdoctoral Researcher*3<49>3&=?*?
1$@."&!'8'1!/
89@A3@&B!';=,%"$+-./(."0('-/'(1)$*-+2(3*$#+-&
4$+"%-$*#(4$5"(6%74(8-74$##

Our team aims to provide high-performance and specificfunctional bioplastic materials as environmentally conscious
polymericmaterials.

Particularly,

bypayingattentiontobiopolyesters produced by microorganisms, we have developed the!"#"$%&'(9)8:"&+#● Design of biopolyesters for advanced materials● Synthesis and molecular design of novel biomass-polymers● New advanced methods for biomass-polymer synthesis

advanced technology that enables us to bring out their potential anduse them as practical plastic materials. We also employ various
biomass substances to create novel polymeric materials, followedwith biopolyesters. We achieved to construct a methodology ofmolecular design for bioplastics to predict their properties andfunctions, and new technology for efficient and precise bioplastic!"#"$%&'(!"#)*+#

Senior Visiting Scientist*3#3-"43&/C'*':$@D"E-"&:'168'
Visiting Scientist*3%$-3.9&*16=)
8+4-"-".+&:/::'C';+.">9%"&'1':60'
Technical Staff;3+%+&;':'F'
International Program Associate'>3@&8$+4"&('0*)G1D)GG/1'-,3#&1>39H"&(/;&*'65/I
Student Trainee

23-+&:'C'1':/:$"49%$&56:'B'C'● We succeeded in synthesis of block copolymers as compatibilizer
and blend component for biopolyester.
● We found that the incorporation of long-chain-length dicarboxylic
acids as a comonomer into aliphatic poly(alkylene succinate)s
improves their marine biodegradability.
● We elucidated the relationships between physical properties andchemical structure for biopolyesters containing
3-hydroxyalkanoates units with alpha-methyl substituents as acomonomer.

synthesis.

!"!#

細胞生産研究チーム

主要論文 / 9)6*-&$+-1/#
Noda, S. et al.
Styrene Production in Genetically Engineered Escherichia coli in a
Two-Phase Culture.
BioTech 13, 2 (2024)@"**(:$&+1%A(!"#"$%&'(B"$3
有用化合物生産を目指した最適な細胞の設計技術の確立を目指します

バイオマスを化石資源の代替として活用するには、原材料・プロセス
コストの削減が重要である。
当チームでは、植物によるセルロースの生

低コストで省エネルギー化された革新的な一貫バイオプロセスの開発●

有用化合物を生産するセルファクトリーの構築●

人工代謝経路を設計するインシリコツールの開発●

目的の代謝反応を触媒する高機能酵素の開発●

産性・易分解性と、微生物によるバイオマスの分解・合成過程を一体的に最適化する事により、従来の複雑で高コストなプロセスを一体化し、

研究テーマ

研究成果

を目指している。

●●

効率的な代謝設計アルゴリズムを開発し、様々な有用化合物のバイオ生産に適用した。
ゲノムスケールモデルを用いた代謝設計によりグリセリンからヒアルロン
酸を効率良く生産する枯草菌を構築した。
酵素工学技術を用いて人工酵素を開発し、ブタジエンを高効率でバイオ生産することに成功した。

Tanaka, K. et al.
Dark accumulation of downstream glycolytic intermediates initiatesrobust photosynthesis in cyanobacteria.
Plant Physiol. 191, 2400-2413 (2023)
Vikromvarasiri, N., Noda, S., Shirai, T., Kondo, A.
Investigation of two metabolic engineering approaches for(R,R)-2,3-butanediol production from glycerol in Bacillus subtilis.
J. Biol. Eng. 17, 3 (2023)

チームリーダー

近藤 昭彦

工学博士

B"$3(C"$0"%DE-'-E1(FGH,G((9'I,I

2023年度メンバー / :;<=<>(?"36"%#
Team Leader!"#$#"%&'()*(
Senior Scientist+%,%"-./&0123!2
Special Postdoctoral Researcher

Bioconversion of 1,3-butadiene from muconic acid with two kinds of artificial enzymes

Parallel Metabolic Pathway Engineering (PMPE) for beta-alanine productionin Escherichia coli

34%5/"6&7892:!3!

Postdoctoral Researcher)/;<$-=$-;&>2'3(?>!3!0232@/"#&(A!:!
34%5/"6&?2+082,"#-./-/.($/0(&1/#+%)&+-/.
12+-3$*(&"**(4$&+1%-"#(41%5$*)$6*"(&'"3-&$*(&1321)/0#

Cost reduction of raw materials and processes is needed inorder to use biomass as an alternative to fossil resources. Our
team aims to integrate conventional processes, which are typicallycomplicated and costly, into a bio-process that is innovative,
consistent, less costly and energy-saving. This will be achieved by
optimizing, in an integrated manner, a plant's capacity to produce!"#"$%&'(7)68"&+#● Building cell factories for production of valuable chemicals

and degrade cellulose and the process of microorganisms'
degrading and synthesizing biomass.

!"#"$%&'(!"#)*+#● We developed an algorithm of metabolic designs, applying thebioproductions of various useful compounds.
● We constructed a Bacillus subtilis efficiently producing hyarulonicacid from glycerol by a practical metabolic design using agenome-scale model.
● We succeeded in bioproduction of butadiene with a high yield bydeveloping an artificial enzyme with use of enzyme engineering
technology.

● Developing in silico tools for designing artificial metabolic pathways● Developing high functional enzymes catalyzing target metabolic
reactions!"!#

分子生命制御研究チーム

主要論文 / 8)6*-&$+-./#
Murao, M. et al.
A Small Compound, HYGIC, Promotes Hypocotyl Growth ThroughEctopic Ethylene Response.
Plant Cell Physiol. 64, 1167-1177 (2023)>.*"&)*$%(?-.%",)*$+-./(!"#"$%&'(@"$4
植物の生理機能を人工分子で制御します
研究テーマ●

植物ホルモンシグナルの精密制御●

植物の発生を制御する新手法の開発●

ケミカルバイオロジーにおける新技術の開発

食糧生産量の増加は、社会を持続させる上で喫緊の課題であるが、研究成果

気候変動など様々な要因がその妨げとなっている。我々の研究チーム●

は、この課題の解決に化学と生物学の両面から挑んでいる。論理的な細胞内のデンプンを可視化する蛍光色素を開発した。

●

分子設計や化合物ライブラリーからの探索により、植物の生理機能をアグロバクテリウムによる植物形質転換を効率化する化合物を発見した。

●

植物の形質転換体を選別する新手法を開発した。

制御する新たな分子を創生する。
このような分子を用いて、安定的な食

Nakashima, Y. et al.
Identification of a pluripotency-inducing small compound, PLU,
that induces callus formation via Heat Shock Protein 90-mediatedactivation of auxin signaling.
Front. Plant Sci. 14, 1099587 (2023)
Okabe, S. et al.
Desmethyl type germinone, a specific agonist for the HTL/KAI2
receptor, induces the Arabidopsis seed germination in a
gibberellin-independent manner.
Biochem. Biophys. Res. Commun. 649, 110-117 (2023)

糧生産の鍵となる遺伝子を解明し、食糧生産の様々な場面で最適な植物の成長制御法を提供する。
こうした分野横断型の研究を進めること
で、既存の手法では見つからなかった地球規模の課題に対する解決の糸口を探るとともに、新たな研究分野の開拓を目指している。

チームリーダー

萩原 伸也

Ph.D.

@"$4(A"$B"%

5'-/2$(CDEFCD!D((8'GHG

2023年度メンバー / 9:;<;=(>"46"%#
Team Leader!"#$%&'()*+(),)
Senior Scientist

Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana

Visualization of starch granules in potato-&.&$/0#'+12-+
Research Scientist!"3"4#'52!)67
Special Postdoctoral Researcher!&83%&'6)5)-2,)

Technical Staff>/'5+52A(++B3?#'C252(),)
Junior Research Associate-#D"#/'52,2-)
Part-time Worker;?#'!76;-#/'<752E)>3?#8/'7(<!25)

Postdoctoral Researcher

948./$',7:;,<=;;
Visiting Researcher>3?&'!(+!)5)>3@&0/'!(+-+12!",)*$+-./(.0(1*$/+(1'2#-.*.,23-+'(#2/+'"+-&(4.*"&)*"#

Although increasing global food supply is the critical issue forsustainable society, crop yields are growing too slowly to meet the
expected food demand. We are rather facing many problems suchas climate change, which will make it challenging to produce
enough food. Our team aims at solving these issues by chemical
biology approach. We search key genes for stable food production!"#"$%&'(5)67"&+#through forward and reverse chemical genetics. The compounds● Precise control of plant hormone signaling

through chemical synthesis and applied to regulate physiological● New methodology for regulating plant reproduction

functions of plants. Our goal is to go beyond the limitation of current● Development of new technology in chemical biology

obtained from chemical screening will be structurally optimized!"#"$%&'(!"#)*+#● We developed a fluorescent molecular probe for live-cell imaging ofstarch granules.
● We found a compound that induces the efficiency ofAgrobacterium-mediated plant transformation.
● We developed of a novel technique for selection of planttransformants.

plant science and agriculture by combining synthetic chemistry andplant biology, and to explore new field of sustainable resource
science.

!"!#植物脂質研究チーム

主要論文 / 9)7*-&$+-02#
Nguyen, V.C., Nakamura, Y.
Distinctly localized lipid phosphate phosphatases mediate
endoplasmic reticulum glycerolipid metabolism in Arabidopsis.
Plant Cell 35, 1548-1571 (2023)

9*$2+(@-.-/(!"#"$%&'(A"$1
脂質機能から植物の成長と発生のしくみに迫ります研究テーマ●

脂質が制御する植物の成長・発生のメカニズム●

環境変化に応答する膜脂質プロファイルの多様性とその生理学的意義●●

時空間（4次元）
リピドミクス―植物細胞における脂質代謝の動的変化を立体的に捉える取り組み―

脂質は生物を構成する主な分子であり、エネルギー源のみならず細胞膜の構成や情報伝達物質として生命機能を維持するために多様な研究成果●役割を果たしている。我々は、脂質が植物の成長・発生をどのようにコン

植物油脂の合成には葉緑体と小胞体の酵素が協調して働くことを発見した。

トロールしているかを明らかにすべく、脂質代謝のダイナミックな変動を●植物細胞の小胞体をストレスから守る新たな因子の働きを発見した。

時空間的に捉え、それが細胞機能を制御する分子メカニズムを研究し●植物の小胞体ストレス応答の遠隔伝達機構を解明した。

ている。
これにより、脂質が制御する植物機能の理解を深めるとともに、

Yu, C-Y., Nakamura, Y.
SMALLER TRICHOMES WITH VARIABLE BRANCHES (SVB) and
its homolog SVBL act downstream of transcription factor NAC089
and function redundantly in Arabidopsis unfolded protein response.
J. Exp. Bot. 74,5870-5880 (2023)
Ngo, A.H., Wu, Y-C., Nakamura, Y.
Bidirectional movement of tunicamycin in Arabidopsis thaliana.
New Phytol. 241, 10-16 (2024)

得られた知見を戦略的な脂質代謝エンジニアリングに供し、光合成産物を有効活用する低炭素社会の実現に貢献することを目指す。

光合成産物をオイル産生に活用する代謝改変

チームリーダー中村 友輝

博士（理学）

A"$1(@"$/"%;)B-(C,D,?E!,((FG6&-G

2023年度メンバー / :;<=<>(?"17"%#
Team Leader

Technical Staff

Research Scientist

Part-time Worker!"#$%&'(')*+'',-$#./$01%'&2('345'!'
Visiting Researcher'67%81$%&29:16%;1<%&2*&!.&;71=>!"16%!*
5=>3?$%8@4.8!10"#=%3'A'&'B.
)"C%D?16E%(4)D$67%)16%&2*!.&
International Program Associate&$F1%'/C001%)1G1/=-%B'++92'
Assistant'C1#=%@'A9

Movement of tunicamycin, an ER stress inducer, in planta
The chloroplast-localized enzyme (green) is enriched at the
specific site of chloroplast (magenta) proximal to the ER.

,(*-.-/01-&($..%0$&'(+0($//%"##-23.*$2+(3%04+'($2/(/"5"*0.1"2+!"#"$%&'(6)78"&+#● Lipid-mediated mechanism in plant growth and developmental
control● Physiological significance of molecular diversity in the membrane
lipid profiles

We are investigating how lipids control plant growth anddevelopment. Lipids play diverse roles in energy storage, cellular!"#"$%&'(!"#)*+#“Spatiotemporal (4-D) lipidomics”, we precisely address the● We discovered that a pair of distinctly localized enzymes at thechloroplast and ER cooperates in plant lipid biosynthesis.

molecular dynamics of lipid metabolism and underlying mechanism● We discovered a novel factor that protects plant ER from stress.

in growth control. Our basic research will form the basis of● We elucidated a mechanism of systemic ER stress response inplants.

membrane integrity and signal transduction. Under the concept ofknowledge-based metabolic engineering strategy to efficiently
convert photosynthetic assimilates into industrially valuable lipids,
which contributes to the development of carbon-neutral society.

● Spatiotemporal (4-D) lipidomics -An effort to address thesubcellular dynamics of plant lipid metabolism at spatiotemporal
resolution● Utilization of photosynthetic assimilates through the lipid metabolicengineering!!

!"

植物化学遺伝学研究チーム

主要論文 / @)0*/&$+/-.#
Hiruma, K. et al.
A fungal sesquiterpene biosynthesis gene cluster critical formutualist-pathogen transition in Colletotrichum tofieldiae.
Nat. Commun. 14, 5288 (2023)@*$.+(,'"6/&$*(A"."+/&#(!"#"$%&'(B"$6
植物ホルモンの機能を明らかにして、作物の持続的生産性と環境ストレス適応性の向上に貢献します

作物の緑の革命は、植物ホルモンのジベレリン作用が変化した遺伝研究成果

子変異を有効利用したものである。植物の生長や環境ストレス適応に●は、植物ホルモンに代表されるように生体内に微量に含まれ多様な生アブシシン酸生合成酵素ABA2の分子構造を明らかにした。

●

理作用を示す活性分子が関与する。地球環境に低負荷な農業や気候

コムギのアブシシン酸受容体が病害応答に関係する事を明らかにした。

●

オオハマニンニク染色体添加系統コムギの代謝物変化を明らかにした。

変動に柔軟に適応して生長できる作物の開発を目指すには、
さらなる
植物ホルモンの機能解明と利用が必要である。
また、植物の生産性や

研究テーマ
●

植物ホルモンの代謝制御とシグナル伝達の解明●

新規植物ホルモンの探索●

植物ホルモンの作用を利用した作物の改変●

植物ホルモン作用を変化させる分子の開発●

植物生産性を改良するための鍵遺伝子の同定

Kameoka, H. et al.
DIENELACTONE HYDROLASE LIKE PROTEIN1 negatively
regulates the KAI2-ligand pathway in Marchantia polymorpha.
Curr. Biol. 33, 3505-3513 (2023)
Mega, R. et al.
Metabolic and transcriptomic profiling during wheat seeddevelopment under progressive drought conditions.
Sci. Rep. 13, 15001 (2023)

環境ストレス適応に鍵となる遺伝子の同定を進め、得られた知見を実用作物へ展開し、食糧の生産性向上を目指す。

チームリーダー岡本 昌憲

博士（理学）

B"$6(C"$3"%?$#$.-%/(DEF?DBD((GH8&/H

2023年度メンバー / :;<=<>(?"60"%#
Team Leader!"#"$%&'()*+!),)
Postdoctoral Researcher*-'#./-(01234+!+
Technical Staff

4.&'(*+55)

Student Trainee

X-ray crystal structures of the abscisic acid biosynthetic enzyme ABA2

Metabolic changes in bread wheat-Leymus racemosus chromosome
addition lines

4."$6'-(7859,-&.:'#"()5);:'#"<%()=>3!+=:"?-&-&@..@"(A)BC85
Part-time Worker!"#"/%(,+5+*+,%?%-(5)=8Assistant,-.+%/0)+/.1(#)#+$/.$0*"(&%-2(2%-3)&+/4/+5$.3(/62%-4"6".+(-7(".4/%-.6".+$*(#+%"##$3$2+$+/-.(+'%-)1'("*)&/3$+/-.(-72*$.+('-%6-."(7).&+/-.#The Green Revolution in crops is an effective use of genemutation that altered the gibberellin action of plant hormones.
Bioactive small molecules including plant hormones exhibit various
physiological actions and are involved in plant growth andadaptation to environmental stress. Further elucidation andutilization of plant hormone functions are necessary to develop
crops that can grow with less environmental impact under global!"#"$%&'(8)09"&+#● Elucidation of plant hormone metabolic regulations and signaling

climate change. In addition, we also explore key genes for plant!"#"$%&'(!"#)*+#● We revealed that molecular structure of the abscisic acidbiosynthetic enzyme ABA2.

5"?'()5)!"'(=1934+!+
D'@%(7+,+5+A8;:'-/%(=>3!3E1● We revealed that wheat abscisic acid receptors are involved indisease response.
● We revealed metabolic changes in bread wheat-Leymus
racemosus chromosome addition lines.

growth and environmental stress adaption and aim to improve foodproductivity by applying the scientific knowledge to practical crops.

● Search of new hormone-like molecules in plants● Molecular breeding of crops by modifying plant hormone action● Development of small molecules that regulate plant hormone action● Identification of key genes for improving crop productivity!"!#

ケミカルバイオロジー・生合成研究チーム

主要論文 / ,)3*/&$+/-0#
Zhou, L., Awakawa, T., Ushimaru, R., Kanaida, M., Abe, I.
Characterization of aziridine-forming α-ketoglutarate-dependentoxygenase in L-Isovaline biosynthesis.
Org. Lett. 26, 724-727 (2024)@'"4/&$*(A/-*-B7($0.(A/-#70+'"#/#(!"#"$%&'(C"$4生合成機構を用いて活性物質を生産します

当研究室では、ケミカルバイオロジー・生合成の手法を用いた活性化合物創出に関する研究を通じて、資源の減少、枯渇といった社会課

研究成果●

題の解決に貢献し、環境資源科学研究を進展することを目指している。
活性化合物の生合成機構を解析し、微生物などのホストにおける物質

研究テーマ
●

生合成機構のリデザイン●

酵素機能の改変●

活性化合物の機能解明

生産システムを構築する。物質生産系における生合成経路、酵素機能の改変によって非天然型化合物を創出する。生理、生物化合物の作用機構を解析し、ケミカルバイオロジーにおける新規知見の取得を目指す。

●●

NAD、SAMを縮合する天然物生合成酵素におけるNADの新規結合様式を明らかにした。

Quan, Z., Awakawa, T.
Recent developments in the engineered biosynthesis of fungal
meroterpenoids.
Beilstein J. Org. Chem. 20, 578-588 (2024)

幅広いアミノ酸を基質として受け入れ、
アジリジンを合成する新規酵素を同定した。
細菌由来アルテミシニン前駆体amorphadiene生合成酵素を用いてテルペン生産した。

チームリーダー

淡川 孝義

博士（農学）

C"$4(D"$."%

C$E$7-#'/(FGFHFGF((,'IJI

2023年度メンバー / :;<=<>(?"43"%#
Team Leader!"#"$%&'()*+*,*+*
Research Scientist-'($"./)01*2
Student Trainee34)-561+7.8("%)95:2;
57.<(#)+62;
Visiting Scientist=>)=():3?*5@A)
9"B4<)CA*2A
The biosynthesis of L-isovaline from L-isoleucine

The structural basis of pyridoxal 5’-phosphate dependent β-NAD alkylating
enzymeVisiting Technician2(D<"&)-*,AE*5
Assistant*#(#%)ACA:,%-.)&+/-0(-1(0-2"*(3/-$&+/2"(&-45-)0.#(6/+'(3/-#70+'"+/&(6$7#

Our laboratory aims to contribute to solving social issues such as
the decrease and depletion of natural resources and to advanceenvironmental resource science research through research on
chemical biology and biosynthesis, including research on new
useful natural products using biosynthetic methods. We analyze the!"#"$%&'(8)39"&+#● Redesign of biosynthetic machinery

biosynthesis pathway of bioactive substances and constructsubstance production systems in microbial hosts. We create
non-natural compounds by modifying biosynthetic pathways and● Alteration of enzyme function

enzyme functions in the production system. We also analyze the● Functional elucidation of bioactive compounds

mechanism of action of the bioactive compounds and obtain new!"#"$%&'(!"#)*+#● We revealed a structure basis of the enzyme which condenses
β-NAD and SAM by cryo-EM analysis.
● We identified a new α-ketoglutarate dependent oxygenase that
produces aziridines from several amino acids.
● We utilized the bacterial artemisinin precursor amorphadiene
biosynthetic enzyme to produce a terpene biosynthetic route.

knowledge in chemical biology.

!"!#

天然物生合成研究ユニット

主要論文 / :)4*0&$+0/1#
Zheng, Y. et al.
Alanyl-tRNA synthetase-like enzyme-catalyzed aminoacylationin nucleoside sulfamate ascamycin biosynthesis.
ACS Catal. 14, 3533-3542 (2024)A$+)%$*(:%/5)&+(B0/#61+'"#0#(!"#"$%&'(C10+
微生物遺伝子資源を探索し、有用物質生産に向けて生合成機構を解明します

放線菌や糸状菌などの微生物は有用二次代謝物の宝庫である。微生物代謝物を効率的に生産するためには生合成機構の理解が重要でに生合成経路改変により、微生物が本来有している化合物多様化機
生合成遺伝子クラスターの活性化手法を開発し天然物を創出する。有

研究テーマ
●
●

●

あり、遺伝学的・生化学的に生合成の鍵反応の解明を進めている。
さら
能の拡張を図る。転写制御因子の利用に加え、小分子化合物を用いた

●

研究成果

遺伝子、生化学、及び構造解析による生理活性を持つ微生物代謝産物の生合成機構解明

用天然物の効率的生産を可能とする微生物生合成プラットフォームを●●アスカマイシンの生合成において、
アラニルtRNA合成酵素様酵素がアミノアシル化を触媒することを見出した。
Streptomyces lividans TK23を用いた異種発現により抗マラリア活性を有するキナントラキノンDを生産した。
培養できない植物共生生物由来のGqシグナル阻害剤FR900359の生産を可能にした。

構築し、遺伝子資源を活用した有用化合物生産を目指す。

Sakai, K. et al.
Production of kinanthraquinone D with anti-malarial activity byheterologous gene expression and biotransformation in
Streptomyces lividans TK23.
J. Nat. Prod. 87, 855-860 (2024)
Hashimoto, T. et al.
In vitro module editing of NRPS enables production of highly
potent Gq-signaling inhibitor FR900359 derived fromunculturable plant symbiont.
Angew. Chem. Int. Ed. 63, e202317805 (2024)

二次代謝生合成遺伝子クラスターに存在する転写制御因子群の評価
ゲノム配列解析より見出された未知遺伝子クラスターからの新規二次代
謝物の生産

●

二次代謝産物の生産を高める小分子の開発●

微生物を利用した生合成プラットフォームの構築
ユニットリーダー

高橋 俊二

博士（理学）

C10+(D"$5"%8')190(EFGFHF8HI((JK8&0K

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Unit Leader!"#$%&'()*)+)!+,

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2023年度メンバー / ;<=>=?(@"34"%#

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Postdoctoral Researcher-#'.+/01
23'0435'6#7$"'0+8*9:;#7#<&'!)*),,;=9>')?@=')A?@="9<&>')B,0

ClOH)/0)120-,

Aminoacylation of the nucleoside antibiotic ascamycin by AcmD and AcmF

Visiting Researcher

Production of kinanthraquinone C and D*@&;#<@'C8D,-)B)
Technical Staff

093<3'BEF,()+&G3;"&'()*)1,,-.*/%012(30&%/40$*(2"1"(%"#/)%&"#($15"*)&05$+012(40/#61+'"+0&(3"&'$10#3#+/(.%/5)&"(7$*)$4*"(&/3./)15#

Microorganisms such as actinomycetes and filamentous fungi
are a rich repository of valuable secondary metabolites. The
understanding of biosynthetic mechanisms is important to utilize
microbial metabolites efficiently. For this reason we elucidate a key
reactions of biosynthetic pathways by genetic and biochemical
methods. We diversify microbial metabolites by modifying gene!"#"$%&'(8)49"&+#clusters and pathway engineering. In addition to utilizing● Elucidation of biosynthetic machinery of bioactive microbial
metabolites by genetic, biochemical and structural analyses

biosynthetic gene clusters by small molecules and create natural● Evaluation of transcriptional regulators associated with secondary
metabolite gene clusters

efficiently produce valuable natural products using genetictranscriptional regulators, we develop novel methods to activate!"#"$%&'(!"#)*+#● We found that alanyl-tRNA synthetase-like enzymes catalyzed
aminoacylation in ascamycin biosynthesis.
● We produced kinanthraquinone D with anti-malarial activity byheterologous gene expression in Streptomyces lividans TK23.
● We enabled the production of Gq-signaling inhibitor FR900359
derived from unculturable plant symbiont.

products. We are constructing microbial biosynthetic platforms andresources from nature.

● Production of novel secondary metabolites from unknown geneclusters unveiled by genome sequence analysis● Development of small molecules that enhance production of
secondary metabolites● Construction of biosynthetic platforms using microorganisms!"!#

創薬ケミカルバンク基盤ユニット

主要論文 / J)5*2&$+2.6#
Taniguchi, S. et al.
Identification of α-Tocopherol succinate as an RFFL-substrateinteraction inhibitor inducing peripheral CFTR stabilization andapoptosis.
Biochem. Pharmacol. 215, 115730 (2023):%)1(:2#&.3"%4(;'"72&$*(<$6=(>62+
適正な化合物管理と提供および化合物探索技術を通して、創薬研究を支えます

当ユニットは、創薬・医療技術基盤プログラムにおけるケミカルバン●

合物を、保管管理・ライブラリー化し、生物活性評価、毒性試験・安全●性評価などのために提供する。化合物リソース開発研究ユニットと連携し、スクリーニング用化合物ライブラリーを整備し、創薬シード化合物
探索基盤ユニットをはじめとする創薬研究者に提供する。
また、化合物

研究テーマ●

創薬用化合物ライブラリーの受託、保管、配布●

化合物管理データベースの構築●

活性物質の標的同定、高速リガンド探索のための技術開発

研究成果

クとして、化合物探索や構造最適化の過程で合成あるいは購入した化

ライブラリーの中から目的化合物を迅速に選抜し、効率良く提供するた●ヒット化合物の類縁体の購入を行い、溶液化して提供した。
大規模で多様性のあるJ-Publicライブラリーの導入に対応し、多様性を補完する化合物群とヒット化合物の類縁体を選択し発注、DMPのHTS用化合物として提供を開始した。
ライブラリーの有効活用の一環として、NPDepoライブラリーから見出した
triazenyl indole系の抗カビ剤が、脂肪酸生合成酵素を阻害することを明らかにした。

Iyer, KR. et al.
Identification of triazenyl indoles as inhibitors of fungal fatty acidbiosynthesis with broad-spectrum activity.
Cell Chem. Biol. 30, 795-810.e8 (2023)
Takayama, K. et al.
Identification of small-molecule inhibitors against the interaction ofRNA-binding protein PSF and its target RNA for cancer treatment.
PNAS Nexus 2, pgad203 (2023)

めの化合物管理データベースの構築を進めている。化合物の標的同定技術、タンパク質リガンド探索の高速化技術などの開発を進め、創薬
シード探索に貢献する。

基盤ユニットリーダー

長田 裕之

農学博士

>62+(?"$0"%@2%.4)=2(A,B:B((:CB1%C

2023年度メンバー / DEFGFH(I"75"%#
Unit Leader!"#$%&'"()*+,+
Senior Scientist-&./"(012+314+
Technical Staff

Identification of triazenyl indoles as inhibitors of fungal fatty acid biosynthesis with broad-spectrum activity

DMP and NPDepo chemical library in storage

56$#"(!)7,++'"'$()5+7)
8"9:;<"()1-+7=Part-time Worker!"#$%&'"(!>4+7)3696;"(3)4>!+*!>
Assistant

36?$'6(5+>,)--.%+(+'"(%"#"$%&'(/.%(0%)1(02#&.3"%454(-%.320261(&.7-.)60#(/%.78"**(7$6$1"0(&'"72&$*(*25%$%2"#($60+'"(&.7-.)60(#&%""6261(+"&'6.*.14

This unit acts as a chemical bank in the RIKEN program for Drug
Discovery and Medical Technology Platforms (DMP). We store
compounds synthesized or purchased in the process of explorationand structure optimization of hit compounds and supply thecompounds for validation of biological activity, toxicity or safety. In
cooperation with the Chemical Resource Development Research
Unit, we construct and provide a chemical library for drug-discovery!"#"$%&'(,)59"&+#screening. We are constructing databases for the management of
the chemical library to provide compounds efficiently. We will

● Utilization of chemical libraries for drug-discovery in storage andprovision of compounds

contribute to the drug seed screening through the technology● Construction of databases for management of chemical libraries

ligand identification.

development for the target identification and the high throughput!"#"$%&'(!"#)*+#● We provided hit compounds for re-evaluation of biological activities.
We purchased analogs of hit compounds and provided theirsolutions.
● Participating in the J-Public Library Consortium with its diverse
range of compounds, our unit had selected and ordered the set ofcompounds that complemented the diversity for DMP library andanalogs of the hit compounds and started offering them ascompounds for HTS in the DMP.
● As a part of the effective use of chemical libraries, we revealed thata triazenyl indole antifungal agent discovered from the NPDepo
library inhibited fatty acid biosynthesis.

● Development of technologies for target identification and HTS!"!#

創薬シード化合物探索基盤ユニット

主要論文 / K)5*-&$+-.0#
Kobayashi, H. et al.
RNAi screening reveals a synthetic chemical-genetic interaction
between ATP synthase and PFK1 in cancer cells.
Cancer Sci. 114, 1663-1671 (2023),%)1(,-#&./"%6(9""2(<.34.)02#(=>4*.%$+.%6(?0-+
新薬創製を目的とするシード/リード化合物
をHTSにより探索します

創薬シード化合物探索基盤ユニットは、創薬標的として期待される分子に作用する新しい生理活性化合物を化合物ライブラリーから大規●模に探索することによって、創薬シードの同定を目指す。

研究テーマ
●

研究成果

●

インビトロおよび細胞系アッセイによるハイスループットスクリーニング
（HTS）

●

細胞イメージングに基づくハイコンテントスクリーニング●

ヒト遺伝子発現による酵母の表現型変化を回復させる化合物のHTS●

がんの特徴として知られるワールブルグ効果を標的とした治療法を開拓するため、解糖系の律速酵素であるホスホフルクトキナーゼ1の阻害剤
TLAMと合成致死関係にある遺伝子をプール型shRNAライブラリーで探索したところ、ATP合成酵素が強い合成致死相手であることが分かった。
スプライシング因子PSFとその標的RNAとの結合をハイスループットに検出するアッセイ系を構築し、その相互作用を阻害することでPSFによって抑制されていた遺伝子の発現回復を誘導する化合物を同定した。

Takayama, K. et al.
Identification of small-molecule inhibitors against the interaction ofRNA-binding protein PSF and its target RNA for cancer treatment.
PNAS Nexus 2, pgad203 (2023)
Kato, M. et al.
Acidic extracellular pH drives accumulation ofN1-acetylspermidine and recruitment of protumor neutrophils.
PNAS Nexus 2, pgad306 (2023)

細胞外pHが酸性（pH6.8）になると、スペルミジン／スペルミンアセチルト
ランスフェラーゼ1（SAT1）の発現が上昇し、発がんに関連する代謝産物
であるN1-アセチルスペルミジンが蓄積することを見出した。

基盤ユニットリーダー

吉田 稔

農学博士

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A-0.%)(BC97D,E((,FE1%F

2023年度メンバー / GBHIHJ(A"35"%#
Unit Leader!"#$%&'()*+,-.
Deputy Unit Leader./"/$',-0,

Senior Research Scientist

12#'!.3*4!)3)
Identification of ATP synthase as a synthetic lethal partner with phosphofructokinase 1 (PFK1) in cancer,
by using TLAM, a specific inhibitor of PFK1

Construction of an assay system for detecting interaction between PSF and its target
RNA (CTBP1-AS)

Technical Scientist*2"5"'!.3*4)1.
Senior Visiting Scientist

12#5"')6.7.

Visiting Scientist+"%$/"'1)8.(.*+,!"2'148)3.
Senior Technical Staff,-#&./"%-01(#""2($02(*"$2(&.34.)02#
56(789(+.(2"/"*.4(0":(2%)1#!"#"$%&'(9)5;"&+#● High throughput screening (HTS) using in vitro and cell-based
assay systems● High content screening based on cell imaging● HTS for compounds that recover yeast phenotypes induced byexpression of human genes!"

The Drug Discovery Seed Compounds Exploratory Unit aims toidentify seed compounds for drug development, which are active on
drug target molecules, through HTS of large compound libraries.

!"#"$%&'(!"#)*+#

1$&9:"/"'!,;)*:"#<=>')1.!)3)

Technical Staff!>%"'.6.7.
!>=&?"'.@.3.
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12"/$'!)@);.6.
!>/"/$',3)@"/>'1.7.!4@.
1>$%"'*.3)
Assistant

1&?"/$'+)*+,E.7.

● In order to develop a treatment targeting the Warburg effect, which
is known as a hallmark of cancer, we searched a pooled shRNA
library for genes in a synthetically lethal relationship with TLAM, an
inhibitor of a rate-limiting enzyme phosphofructokinase 1 inglycolysis, and found that ATP synthase is a strong synthetic lethal
partner.
● We constructed a high-throughput assay system to detect thebinding of the splicing factor PSF to its target RNA, and identified
compounds that induce the recovery of gene expression that had
been suppressed by PSF by inhibiting the interaction.
● We found that acidic extracellular pH (pH 6.8) leads to theaccumulation of N1-acetylspermidine, a protumor metabolite,
through up-regulation of the expression of spermidine/spermine
acetyltransferase 1 (SAT1).

!!

創薬化学基盤ユニット

主要論文 / ,)7*-&$+-1.#
Nishigaya, Y. et al.
Discovery of novel substrate-competitive lysine methyltranferase
G9a inhibitors as anti-cancer agents.
J. Med. Chem. 66, 4059-4085 (2023)

9%)/(9-#&13"%4(:'"0-#+%4(,*$+;1%0(<.-+
低分子創薬および標的蛋白分解を用いた新薬開発を推進します
研究テーマ●

低分子創薬と標的蛋白分解を用いた新薬開発

我々の研究の領域は、
１）低分子新規治療薬の開発候補品の同定、
２）標的蛋白分解を用いた中分子化合物による創薬研究、
３）
アカデミ

研究成果
●

ア研究機関の創薬研究支援、と多岐に渡っている。具体的にはヒット化

AMED革新的がん医療実用化研究事業の支援の下に抗がん剤の前臨床開発を推進中。

合物からリード化合物、
リード化合物から開発候補化合物まで、最新の●鎌形赤血球症治療薬の前臨床開発を推進中。

有機合成化学の手法を用いて生物活性、薬物代謝、体内動態などの最●AMED創薬支援推進事業「産学連携による次世代創薬AI開発」を推進中。

適化を構造展開によって行う。
また、その際に理化学研究所内に蓄積さChen, M. et al.
APC/PIK3CA mutations and β-catenin status predict tankyrase
inhibitor sensitivity of patient-derived colorectal cancer cells.
Br. J. Cancer 130, 151-162 (2024)
Kubota-Sakashita, M. et al.
An ex vivo screening using mouse brain mitochondria identified
seco-cycline D as an inhibitor of mitochondrial permeability pore.
Biochem. Biophys. Res. Comm. 691, 149253 (2024)

れた構造生物学や in silico drug design の優れた技術を総動員して創薬の迅速化を図る。現在、主として難治性癌、希少疾患、有効な治療法がないウイルス感染症などの治療薬開発に取り組んでいる。

基盤ユニットリーダー

小山 裕雄

薬学博士

<.-+(="$2"%>-%11(?@ABCB((,'D9D

2023年度メンバー / EAFGFH(C"07"%#
Unit Leader!"#$$%&'()*)
Senior Scientist+,-".,/"%0!12)1
3$4,$%5!'
Senior Technical Scientist

6,7"89"%&):)*1
Targeted protein degradation
Drug discovery process

Research Scientist&;<=,9"/$%0>&1*)?)!"#$/;@,%&AB'?)!"#$C,-"%()*)*'?'
Technical Scientist&$%&1&A:)?'
Visiting Scientist?;/,.;%?)0!12',)%#)-./(#0$**(01*"&)*"(2%)/(2-#&13"%4$.2(+$%/"+"2(5%1+"-.(2"/%$2$+-1.

As a part of the drug discovery efforts at RIKEN, our group’s
research is focused on 1) small molecule drug discovery, 2)
targeted protein degradation, and 3) chemistry-related general
support for the drug discovery efforts of our collaborators at various
academic and governmental research institutions in Japan. We!"#"$%&'(6)78"&+#● Small molecule drug discovery and targeted protein degradation

specialize on programs with novel therapeutic targets or mode ofaction, and strive to quickly develop structure-activity relationships
on HTS hits in a wide range of therapeutic areas including!"#"$%&'(!"#)*+#● Preclinical development of a small molecule anti-cancer drugcandidate is in progress.

Technical Staff

2"D%'0)&1
Assistant59"D/$%0!1E)● Preclinical development of a small molecule Sickle cell diseasedrug candidate is in progress.
● Next generation drug discovery AI platform development is inprogress.

intractable cancers, rare diseases, difficult-to-cure viral diseases.
While identification of a preclinical candidate is the ideal outcome,validation of novel therapeutic targets is also an important part ofour efforts.

!""

!"!

分子構造解析ユニット

主要論文 / =)7*0&$+0.1#
Tani, H. et al.
Identification of a new pyrrolyl pyridoindole alkaloid, melpyrrole
and flazin from honey and their cough-suppressing effect inguinea pigs.
J. Agric. Food Chem. 71, 13805-13813 (2023):.*"&)*$%(;+%)&+)%"(C'$%$&+"%06$+0.1(D10+
機器分析による化学物質の構造解析に必要な基盤整備と技術開発を行います

当ユニットでは、構造決定に必要な核磁気共鳴(NMR)や質量分析(MS)に関する新しい手法と技術開発を行い、ケミカルバイオロジー、
メ

研究成果
●

タボロミクス研究、あるいは様々な有機合成化学の研究などで発見あるいは創製される新規化合物の同定、構造解析へ応用する。有機化合物の構造解析において重要なNMR、MSおよび円二色性分散(CD)など

研究テーマ
●

核磁気共鳴および質量分析に関する新しい手法と技術開発●

機器分析と有機合成化学による有機化合物の同定と構造決定●●

核磁気共鳴、質量分析、各種分光法と量子化学計算による研究支援と共同研究
構造解析と生物活性評価を目的とした生物活性天然物の合成研究●の分析装置を共同利用機器として維持管理・運営を行い、オープンアク
セス装置の利用講習、依頼測定、依頼解析、技術指導など様々な研究支援を全理研に対して行っている。
さらに機器分析に有機合成化学的手法を交えて、有機化合物の同定、構造決定に必要な方法論を開発しその技術を高め、構造解析に関する様々な応用研究を所内外の共同研●

蜂蜜から鎮咳活性を有する新規化合物メルピロールとフラジンを世界で初めて見いだし、化学合成による同定を経て、両成分が咳誘発モデルにおいて鎮咳薬デキストロメトルファンに匹敵する鎮咳効果を持つことを明らかにした。
アセトン-ブタノール-エタノール生産菌であるClostridium acetobutylicumの細胞分化制御物質、
クロストリエノースとその単糖誘導体の化学合成に成功し、天然物の化学構造を確定した。

Takahashi, S., Hama, T., Nogawa, T., Ogawa, N., Koshino, H.
Total synthesis of clostrienose.
ACS Omega 8, 35382-35392 (2023)
Toriumi, N., Muranaka, A., Uchiyama, M.
Origin of large near-infrared solvatochromism of 18π-electron
aromatic monohydroxy-benziphthalocyanine.
Chem. Pharm. Bull. 71, 462-465 (2023)

構造類似の化合物が全く異なるフラグメンテーションパターンを与える場
合があるために、MS/MSによる構造解析が行き詰まることがある。
この問題の背後にある機構の一つを、エネルギー分解MS/MSとイオン移動度分析を用いて明らかにした。

究として遂行している。
ユニットリーダー

越野 広雪

農学博士

D10+(E"$3"%

F0%.8)G0(HI;FJ9I((,KL2%K

2023年度メンバー / >?@A@B(:"57"%#
Unit Leader!"#$%&'"()*+!,-*
Senior Research Scientist+.&/0%1(23)3!3+!,
21'45"6."(-3)37893(3:;&%1(7893-3)3Structures of a new alkaloid melpyrrole and flazin from honeyas the antitussive principle

Senior Technical Scientist

21'1;."(-3)37893
Technical Scientist

2$;."."'$(-*<3=3

MS/MS spectral patterns of anabaenopeptins are governed by availability of mobile protons.

Technical Staff>"%&(,73,,"-"*./012(+"&'1.*.20"#($13(/*$+4.%5#
4.%(#+%)&+)%"(&'$%$&+"%06$+0.1
78(9:!($13(:;($1$*8#"#

We develop new methods and technologies of NMR and MS
analyses for structural elucidation and characterization of novel
organic compounds that are found or synthesized in chemistry andrelated scientific fields such as chemical biology, metabolomics
research, and several organic synthetic studies. We provide diverse
research support activity for characterization of organic molecules!"#"$%&'(;)7<"&+#

through maintenance and operation of MS, NMR, and CD facilities● Development of new methods and technologies for NMR and MS
analysestraining on open access machines, technical assistance, data

● Organic molecular characterization and structural determination by
spectroscopic analysis and organic synthesis

collaborate with many research groups, and continue to improve our● Research supporting activity and collaborative research with NMR,
mass spectrometry, other spectroscopic methods and quantum
chemical calculations

and structural determination by spectroscopic analysis together with

● Synthesis of bioactive natural products in aid of the structural andbiological activity studies!"#

for all RIKEN researchers. Our research supporting activities include
acquisition, and spectral data analysis and interpretation. We
capability and methodology for organic molecular characterization
organic synthesis.

!"#"$%&'(!"#)*+#● A new pyrrolyl pyridoindole named melpyrrole and known flazin
were identified as the antitussive principle of honey for the firsttime, and the structure of melpyrrole was established by the total
synthesis. Both compounds were shown to exhibit antitussive
activity comparable to that of dextromethorphan in a guinea pig
cough model.
● We succeeded in total synthesis of clostrienose and its
monosaccharide analog that are a cellular differentiation regulatorof Clostridium acetobutylicum, an industrial producer of the organic
solvents (acetone-butanol-ethanol), and confirmed the proposed
structures unambiguously.
● MS/MS-based structural characterization may become problematicas analogous structures occasionally give very different
fragmentation patterns. We've elucidated a mechanism behind the
problem by using energy-resolved MS/MS and ion mobility
analysis.

!"$

生命分子解析ユニット

主要論文 / <)2*3&$+3-6#
Morimoto, A. et al.
Methyl vinyl ketone and its analogs covalently modify PI3K andalter physiological functions by inhibiting PI3K signaling.
J. Biol. Chem. 300, 105679 (2024)

C3-/-*"&)*$%(D'$%$&+"%3E$+3-6(F63+
タンパク質の構造を調べて、生命現象の謎にせまります

当ユニットは、生命現象の解明に向け、生体成分構造解析法の開発
や構造解析の応用研究を行っている。生体成分の中でも特にタンパク●

生体分子の翻訳後修飾を含めた詳細な構造解析●

生体分子の定量的解析法の開発●

RNAの質量分析●

質は生命現象の源であり、さまざまな生物活性がある。
そのタンパク質の構造を詳細に調べることで、 活性と遺伝子との対応、生物学的活性

研究テーマ

研究成果

のメカニズムや活性の制御機構を解明する。
また、装置ならびに設備の設置や管理、解析方法に関する情報の整備をすることで研究支援を行っている。

●●

活性カルボニルの修飾を介したPI3K抑制機構を解明するために、質量分析でメチルビニルケトン修飾部位を決定した。
p300によるヒストンアセチル化が伝播するエピジェネティックなメカニズ
ムを解明するために、
ヒストンのアセチル化を質量分析で定量した。
CRISPR-Cas酵素の祖先タンパク質の立体構造を解明するために
LC-MS/MSで複合体中のRNAの構造を決定した。

Kikuchi, M. et al.
Epigenetic mechanisms to propagate histone acetylation by
p300/CBP.
Nat. Commun. 14, 4103 (2023)
Nakagawa, R. et al.
Cryo-EM structure of the transposon-associated TnpB enzyme.
Nature 616, 390-397 (2023)

ユニットリーダー

堂前 直

博士（学術）

F63+(G"$H"%

I$-#'3(JKLBMN((<'OJO

2023年度メンバー / =>?@?A(B"/2"%#
Unit Leader!"#$%&'()*+,Senior Research Scientist

Identification of PI3K p85 modification site by Methyl Vinyl Ketone (MVK)
LC-MS/MS spectrum of Cys656-containing PI3K p85 peptide modified by MVK. Inset shows the crystal
structure of the cSH2 domain shown in the molecular surface model. Red residue indicates Cys656.

,-(%"#-*."(+'"(/0#+"%0(-123-*-43&$*(5'"6-/"6$7(
8"("9$/36"(+'"(5%-+"36(#+%)&+)%"

Our unit provides high quality structural characterization methods
to the field of biological science, aiming to further understand themechanism and action of biological molecules. We manage
specialized and technical instruments including protein chemical
analyses, mass spectrometry. Our challenge to research, develop
and fine-tune novel characterization methods for biological!"#"$%&'(:)2;"&+#● Development and application of analytical methods for structuraldetails on biological molecules

molecules, is an endless yet rewarding process.

Identification of acetylated site of p300-reactedhistone N-terminal tails (H2B
K20Ac)
LC-MS/MS spectrum of acetylated 17-23 peptide of H2B in the N-terminal tail ofthe p300BRPHZT-reaction histone.
The insets show the quantification of acetylation of H2B K20 in the
p300BRPHZT-reaction histone by immunoblotting (left) and mass spectrometry(right). Black and green lines indicate data with the unmodified and theH4K12/K16-acetylated nucleosomes as substrates (1μM), respectively.

+".#/#'+01)2*&3#$%&'!,4,5,+,+".#/#'4,6,7,!2

Senior Technical Scientist

7".8%&3#'90:042

Student Trainee+&%"3;'42+01,
4#;<8&',)42!"3;<&'*,5,9*2
Part-time Worker

7#<#.#'9*22!,,.&="'4,6,7,
7"<">#')29*2
Assistant,/$;>#')+)12!"#"$%&'(!"#)*+#● The methyl vinyl ketone modification site of PI3K was determinedby mass spectrometry to elucidate the mechanism of enzyme
inhibition via modification of the active carbonyl.
● The histone acetylation by p300 was quantified by mass
spectrometry to elucidate the epigenetic mechanisms to propagate
histone acetylation by p300.
● The structure of the RNA in the complex was determined by
LC-MS/MS to elucidate the three-dimensional structure of theancestor protein of the CRISPR-Cas enzyme.

● Development of quantitative analysis of biomolecules● Identification and characterization of RNA by mass spectrometry

!"#

!"$

質量分析・顕微鏡解析ユニット

主要論文 / ,)9*/&$+/-1#
Miyamoto, H et al.
An agroecological structure model of compost—soil—plantinteractions for sustainable organic farming.
ISME commun. 3, 28 (2023)@$##(84"&+%-3"+%6($10(@/&%-#&-46(A1/+
植物科学研究のための質量分析、顕微鏡解析、表現型解析の技術基盤を提供します

質量分析、顕微鏡解析、植物表現型解析は、環境資源科学研究のコアである植物科学の基盤解析技術である。
当ユニットでは、植物メタ

質量分析計による植物メタボローム解析●

質量分析計による植物ホルモン解析●

植物組織および細胞の顕微鏡解析●

自動植物表現型解析システムによる植物成長解析●

ボロームおよびホルモノームの解析のための質量分析、植物細胞の微細構造解析のための顕微鏡解析、植物生長解析のための自動表現型●解析の技術基盤開発と実際分析を担当している。

●

研究テーマ
●

研究成果

●

好熱菌発酵物を施肥した根菜類モデルのマルチオミクスデータから、堆肥-土壌-植物の相互作用モデルを構築することに成功した。
細胞壁空間におけるサイトカイニンの新たな活性化経路を発見した。
電子顕微鏡および光学顕微鏡解析に用いる２つの補助器具（準超薄連
続切片取得ツールと相関アレイトモグラフィー用ダイヤモンドノッチナイ
フ）を開発した。
AIシステムにより自律実験を遂行するロボットアームを用いたRIPPSの自動ケミカル投与システムを開発した。

Kojima, M et al.
A cell wall-localized cytokinin/purine riboside nucleosidase isinvolved in apoplastic cytokinin metabolism in Oryza sativa.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 120, e2217708120 (2023)
Goto, Y., Takeda-Kamiya, N., Yamaguchi, K., Yamazaki, M.,
Toyooka, K.
Effective alignment method using a diamond notch knife forcorrelative array tomography.
Microscopy dfae013 (2024)
Zhang, J. et al.
Integrating a Pipette into a Robot Manipulator with Uncalibrated
Vision and TCP for Liquid Handling.
IEEE Trans. Autom. Sci. Eng. 1-20 (2023)

ユニットリーダー平井優美

博士（農学）

A1/+(B"$0"%@$#$3/(CD!ED((,'FGF

2023年度メンバー / ;<=>=?(@"39"%#
Unit Leader!"#"$%&'()*(
Senior Technical Scientist

CPN1 is a novel cytokinin-activating enzyme localized in the apoplastic space of
Oryza sativa.
Robotic chemical application system for RIPPS+%$%,-.%&/0100+*!%2%&345(/*
Technical Scientist!"672-&8*/0
Visiting Scientist/-$-2-&8494+(
Expert Technician,%-./0/12(3$##(#4"&+%-3"+%/&5
3/&%-#&-4/&5($10(4'"1-+64/12(4*$+7-%3#
7-%(4*$1+(#&/"1&"

Mass spectrometric and microscopic analyses and plant
phenotyping are fundamental analytical technology in plant scienceand sustainable resource science. Our unit develops and executes
the analyses based on mass spectrometry for the study of plant
metabolome and hormonome, on microscopy for the ultrastructuralobservation of the plant cells, and on automated plant phenotyping!"#"$%&'(8)9:"&+#● Plant metabolomic analyses by mass spectrometry● Plant hormone analyses by mass spectrometry● Microscopic analyses of plant tissues and cells● Plant growth analysis by automated plant phenotyping system!"#system for plant growth analysis.

!"#"$%&'(!"#)*+#● We developed a model of compost-soil-plant interactions using
multi-omics data from a root vegetable plant model fertilized withcompost fermented with thermophilic Bacillaceae.

!%2%2-&+05(!*/:;#76"&!0)()6-#72:&8*8*+(

Technical Staff!"2-;-&+0<*1*8'(
17$%2-&/*+=<*1*8'(!7,:-&8*/0!"67$%&>*+*9*+(?-.%2-&/*+=@*+-7A%&/*+*?0
17$%&B0/0!".%:&8*+4!*Part-time Worker

172-&8*(/0CD%:2-&+0!0)(!"#"$%&?*?)(/-#D%6-&!0/05(!*+%6-2-&!0)0'08'(!%:2-&?0@*● We discovered a novel cytokinin activating enzyme localized in theapoplastic space of Oryza sativa.
● We developed two effective tools (serial semi-thin section
preparation tool and diamond notch knife for correlative array
tomography) for electron and light microscopy.
● We developed an automated chemical application system for
RIPPS with a robotic arm that executes autonomous experiments
by an AI system.

!"$

化合物リソース開発研究ユニット

主要論文 / 9)4*1&$+15/#
Kawatani, M. et al.
Identification of a dihydroorotate dehydrogenase inhibitor that
inhibits cancer cell growth by proteomic profiling.
Oncol. Res. 31, 833-844 (2023)@'"31&$*(!"#5)%&"(A"B"*5.3"/+(!"#"$%&'(C/1+
ケミカルバイオロジー研究を加速するための化合物ライブラリーを拡充し活用します

化合物ライブラリーは、
ケミカルバイオロジーの研究手法を用いて生物機能制御研究、医農薬研究を推進する上で、欠くことの出来ない研物やその類縁体を収集・合成すると共に、その化学情報、生物活性を物ライブラリーの有効活用として独自の表現型スクリーニング（iHOPE）●

NPDepo化合物ライブラリーの拡充と有効活用●

新規生物活性物質の探索と作用機序研究●

構造活性相関解析と化合物の構造最適化による研究推進●究ツールである。
当ユニットは、微生物の代謝産物に着目して天然化合
データベース化した理研NPDepo化合物ライブラリーを整備する。化合

研究テーマ

研究成果

や化合物アレイスクリーニングで医農薬のリード化合物に資する生物活性物質を探索し、その作用機序研究を進める。
また理研内外の研究●●

NPDepo化合物ライブラリーから見出した抗がん活性物質NPD723とその活性代謝物H-006がジヒドロオロト酸デヒドロゲナーゼDHODHを阻害し、抗がん活性を示すことを明らかにした。
ミトコンドリア呼吸鎖阻害剤にがん遺伝子産物c-Mycの分解を促進する
活性を見出した。
SCF型E3ユビキチン化酵素基質認識サブユニットβ-TrCPに対するリガン
ドをハイスループットに探索する評価系を構築し、NPDepo化合物ライブ
ラリーから候補化合物を得た。

Liu, X. et al.
Isolation and characterization of β-transducin repeat-containing
protein ligands screened using a high-throughput screening
system.
Oncol. Res. 31, 645-654 (2023)
Liu, Z. et al.
Identification of antimycin A as a c-Myc degradation accelerator
via high-throughput screening.
J. Biol. Chem. 299, 105083 (2023)

機関に化合物ライブラリーや化合物情報などを提供し、環境資源科学
研究やケミカルバイオロジー研究分野での連携を推進する。

ユニットリーダー

長田 裕之

農学博士

C/1+(D"$0"%

E1%56)F1(G7HAH((AIH2%I

2023年度メンバー / :;<=<>(?"34"%#
Unit Leader!"#$%&'"()*+,+
Temporary Employee-$.&/$0$(1+2+-+34
Senior Research Scientist

56'$0$(578)9
56'$0$(:+1+2+-9
NPD723/H-006 are potent DHODH inhibitors.

Mitochondrial respiration inhibitors accelerate c-Myc degradation.

Senior Scientist;&<="(>72+578+

Student Trainee!"#$(*+:75+!6#&@6(;)*!95)2)
Part-time Worker!"#$%&'"(!98+-)
56#"(*!954+'"'$(;)*!9):+Assistant

56D$'6(:+9Technical Staff,-.$/01/2($/0()#1/2(&'"31&$*(*14%$%1"#+5($&&"*"%$+"(&'"31&$*(415*526(%"#"$%&'

A chemical library is an indispensable tool to promote research on
the regulation of cell functions and drug-discovery empowered bychemical biology. Our unit manages and enhances the NPDepo
chemical library having the databases of its chemical and biological!"#"$%&'(7)48"&+#● Expansion and utilization of chemical library in NPDepo● Exploring of bioactive small molecules and their mode of action
study● Research promotion by structure-activity relationship analysis andoptimization of chemical structures!"#information. We explore useful bioactive compounds by our original
phenotype- and target-based screening systems (iHOPE andchemical array), and elucidate mechanisms of action of hit
compounds. We provide chemical libraries and their information to
inside and outside RIKEN, promoting close collaborations with!"#"$%&'(!"#)*+#!6#&/"(+)-)+'"'$():+-):6$#"(!)-,+
4/"'$(*+-+,+?"@A/B"()7;+-C;&/"(*+2)● Phenotypic profiling revealed that an anticancer compound
NPD723 and its active metabolite H-006 inhibit dihydroorotate
dehydrogenase (DHODH) and suppress cancer cell growth.
● Mitochondria respiration inhibitors were identified as oncogenic
c-Myc degradation accelerators.
● A high-throughput screening system for small molecule ligands for
β-transducin repeat-containing protein (β-TrCP) provided several
hit compounds from NPDepo chemical library.

researchers in chemical biology and sustainable resource science.

!"$2024年度組織図 !!"#$%$&!'()*+,-*.,/+
センター長 / Director

斉藤 和季 / Kazuki SAITO

副センター長 / Deputy Director

白須 賢 / Ken SHIRASU

袖岡 幹子 / Mikiko SODEOKA侯 召民 / Zhaomin HOU

近藤 昭彦 / Akihiko KONDO

植物免疫研究グループ / Plant Immunity Research Group

白須 賢 / Ken SHIRASU

統合メタボロミクス研究グループ / Metabolomics Research Group斉藤 和季 / Kazuki SAITO

先進機能触媒研究グループ / Advanced Catalysis Research Group侯 召民 / Zhaomin HOU

触媒・融合研究グループ / Catalysis and Integrated Research Group

袖岡 幹子 / Mikiko SODEOKA

ケミカルゲノミクス研究グループ / Chemical Genomics Research Group吉田 稔 / Minoru YOSHIDA

合成ゲノミクス研究グループ / Synthetic Genomics Research Group松井 南 / Minami MATSUI

代謝システム研究チーム / Metabolic Systems Research Team

平井 優美 / Masami HIRAI

メタボローム情報研究チーム / Metabolome Informatics Research Team有田 正規 / Masanori ARITA

環境代謝分析研究チーム / Environmental Metabolic Analysis Research Team菊地 淳 / Jun KIKUCHI

植物ゲノム発現研究チーム / Plant Genomic Network Research Team

関 原明 / Motoaki SEKI

細胞機能研究チーム / Cell Function Research Team

杉本 慶子 / Keiko SUGIMOTO

植物共生研究チーム / Plant Symbiosis Research Team

林 誠 / Makoto HAYASHI

機能有機合成化学研究チーム / Advanced Organic Synthesis Research Team

ラウレアン・イリエシュ / Laurean ILIES

グリーンナノ触媒研究チーム / Green Nanocatalysis Research Team山田 陽一 / Yoichi YAMADA

生体機能触媒研究チーム / Biofunctional Catalyst Research Team中村 龍平 / Ryuhei NAKAMURA

分子リガンド標的研究チーム / Molecular Ligand Target Research Teamチャールズ・ブーン / Charles M. BOONE

バイオ生産情報研究チーム / Bioproductivity Informatics Research Team

持田 恵一 / Keiichi MOCHIDA

バイオ高分子研究チーム / Biomacromolecules Research Team
バイオプラスチック研究チーム / Bioplastic Research Team
細胞生産研究チーム / Cell Factory Research Team沼田 圭司 / Keiji NUMATA
阿部 英喜 / Hideki ABE
近藤 昭彦 / Akihiko KONDO

分子生命制御研究チーム / Molecular Bioregulation Research Team萩原 伸也 / Shinya HAGIHARA

植物脂質研究チーム / Plant Lipid Research Team中村 友輝 / Yuki NAKAMURA

植物化学遺伝学研究チーム / Plant Chemical Genetics Research Team岡本 昌憲 / Masanori OKAMOTO

ケミカルバイオロジー・生合成研究チーム / Chemical Biology and Biosynthesis Research Team

淡川 孝義 / Takayoshi AWAKAWA

理研−ケンブリッジ大学作物共生学連携研究チーム / RIKEN-Cambridge Joint Crop Symbiosis Research Team ウタ・パスコフスキー / Uta PASZKOWSKI
天然物生合成研究ユニット / Natural Product Biosynthesis Research Unit
創薬・医療技術基盤連携部門 / Drug Discovery Platforms Cooperation Division

吉田 稔 / Minoru YOSHIDA

創薬ケミカルバンク基盤ユニット / Drug Discovery Chemical Bank Unit

長田 裕之 / Hiroyuki OSADA

創薬シード化合物探索基盤ユニット / Drug Discovery Seed Compounds Exploratory Unit

吉田 稔 / Minoru YOSHIDA

創薬化学基盤ユニット / Drug Discovery Chemistry Platform Unit

小山 裕雄 / Hiroo KOYAMA

技術基盤部門 / Technology Platform Division
分子構造解析ユニット / Molecular Structure Characterization Unit

袖岡 幹子 / Mikiko SODEOKA
越野 広雪 / Hiroyuki KOSHINO

生命分子解析ユニット / Biomolecular Characterization Unit

堂前 直 / Naoshi DOHMAE

質量分析・顕微鏡解析ユニット / Mass Spectrometry and Microscopy Unit

平井 優美 / Masami HIRAI

化合物リソース開発研究ユニット / Chemical Resource Development Research Unit!!"

高橋 俊二 / Shunji TAKAHASHI

寄附金募集 Request for donations
SDGsへの貢献に向けた環境資源科学研究及び研究者育成支援に関する寄附金
研究者の研究活動支援、国内外の研究者の交流促進、大学院生への教育プログラムの構
築と提供等により研究者の育成を行い、世界に先駆けて「環境資源科学」という新しい学問分野の確立を目指します。皆様の温かいご支援・ご協力をお願い申し上げます。
募集期間：@"@!年!月!@日%;%@"@C年B月B!日
特典：センターホームページへの芳名の掲載
本センターが開催するイベント等のご案内
センター作成のオリジナルグリーティングカードの進呈!"#$%&'"()*+,!()-(%.,/01234,5606,7)(,689:;#$%#&''%()**+,-%-.$%,$($/,0.%/0-&1&-&$(%+2%,$($/,0.$,(3%*,+4+-$%$50./67$(%8$-#$$6%
9+4$(-&0%/69%&6-$,6/-&+6/'%,$($/,0.$,(3%/69%9$1$'+*%,$($/,0.$,(%8:%8)&'9&67%/69%*,+1&9&67%$9)0/-&+6/'%*,+7,/4(%2+,%7,/9)/-$%(-)9$6-(3%/69%-.,+)7.%-.$($%$22+,-(3%#$%#&''%$(-/8'&(.%/%#+,'9;2&,(-%/0/9$4&0%2&$'9%+2%<()(-/&6/8'$%,$(+),0$%(0&$60$<=+6/-&+6%0/''%9),/-&+6>%?/6)/,:%!@3%@"@!%;%A/,0.%B!3%@"@C
D,&1&'$7$(>%=+6+,(E%6/4$(%+6%-.$%F$6-$,E(%#$8(&-$=&,$0-%&62+,4/-&+6%/8+)-%F$6-$,E(%$1$6-(
G,&7&6/'%7,$$-&67%0/,9(%8:%-.$%F$6-$,

長田 裕之 / Hiroyuki OSADA!!!