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理化学研究所

環境資源科学研究センター

RIKEN Center for Sustainable Resource Science〒230-0045

神奈川県横浜市鶴見区末広町 1 丁目 7番 22号

1-7- 22 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa 230-0045 Japan
Email : csrs@riken.jp

Copyright © RIKEN. Printed in JapanRIKEN 2023-033

RIKEN Center for Sustainable Resource Science Annual Report 2022

Contributing to a sustainable society

RIKEN CSRS

Annual Report 2022

目次 Contents
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 ー 自然科学と人文社会科学の連携 ー・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4

Environmental Metabolic Analysis Research Teamセンター紹介 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 8

Plant Genomic Network Research Team

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 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 10
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向

フラッグシッププロジェクト／部門

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・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 12

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

Innovative Plant Biotechnology

共生・環境ソリューションズ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14
Integrative Symbiological Solutions

代謝ゲノムエンジニアリング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 16
Metabolic Genome Engineering

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。

先進触媒機能エンジニアリング ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 18

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

新機能性ポリマー・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 20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。

Innovative Catalysts

Leading-edge Polymers

先端技術プラットフォーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 22
Advanced Research and Technology Platforms

センター長

斉藤 和季

創薬・医療技術基盤連携部門 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 24
Drug Discovery Platforms Cooperation Division

研究・解析支援 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25
Research Support

国際連携／国内連携・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 26
International / Domestic Collaborations

Contributing to a sustainable society throughresearch oriented towards “problem-solving”
based on the concept of developing
manufacturing methods with reduced
environmental impact
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.

achieving zero greenhouse gas emissions as guidelines, we are promoting six
flagship projects; “Innovative Plant Biotechnology”, “Integrative Symbiological
Solutions”,“Metabolic

Genome産業連携／理研所内連携 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 28
Industrial / RIKEN Internal Collaborations

連携大学院／ CSRS 大学院生教育プログラム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 29
Joint Graduate School Program / CSRS Graduate Student Training Program

プレスリリースハイライト ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 30
Press Release Highlights

プレスリリース・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 31
Press Releases

セミナー ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 34
CSRS Seminars

受賞 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 36
AwardsUsing the Sustainable Development Goals (SDGs) and the Paris Agreement on

Engineering”,“Innovative

Catalysts”,“Leading-edge Polymers”, and “Advanced Research and Technology
Platforms”.

環境代謝分析研究チーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 56

Round-table talk on the collaboration between the natural sciences
and the humanities and social sciences

ニュース＆イベント／ CSRS 人物記 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 38News & Events / Unsung Heroes in RIKEN CSRS

研究室
Laboratories

植物免疫研究グループ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 40

植物ゲノム発現研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 58
細胞機能研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 60
Cell Function Research Team

植物共生研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 62
Plant Symbiosis Research Team

機能有機合成化学研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 64
Advanced Organic Synthesis Research Team

グリーンナノ触媒研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 66
Green Nanocatalysis Research Team

生体機能触媒研究チーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 68
Biofunctional Catalyst Research Team

分子リガンド標的研究チーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 70
Molecular Ligand Target Research Team

バイオ生産情報研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 72
Bioproductivity Informatics Research Team

バイオ高分子研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 74
Biomacromolecules Research Team

バイオプラスチック研究チーム

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 76

Bioplastic Research Team

細胞生産研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 78
Cell Factory Research Team

分子生命制御研究チーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 80
Molecular Bioregulation Research Team

植物脂質研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 82
Plant Lipid Research Team

植物化学遺伝学研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 84
Plant Chemical Genetics Research Team

ケミカルバイオロジー・生合成研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 86
Chemical Biology and Biosynthesis Research Team

適応制御研究ユニット・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 88

Dormancy and Adaptation Research Unit

環境応答研究ユニット・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 90

Environmental Response Research Unit

天然物生合成研究ユニット ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 92
Natural Product Biosynthesis Research Unit

理研 -KRIBB 連携研究ユニット ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 94
RIKEN-KRIBB Joint 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

Plant Immunity Research Group

Drug Discovery Seed Compounds Exploratory Unit

統合メタボロミクス研究グループ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 42

創薬化学基盤ユニット

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

Metabolomics Research Group

Drug Discovery Chemistry Platform Unit

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

先進機能触媒研究グループ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 44

分子構造解析ユニット

that will contribute to solving environmental problems and food-related issues.

Advanced Catalysis Research Group

Molecular Structure Characterization Unit

Our ultimate goal is to create a future world in which people can continue to live

触媒・融合研究グループ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 46

生命分子解析ユニット

healthy and prosperous lives by carrying out “problem-solving” research andCatalysis and Integrated Research Group

Biomolecular Characterization Unit

ケミカルゲノミクス研究グループ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 48

質量分析・顕微鏡解析ユニット・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・106

contributing to a sustainable society based on the concept of developing
manufacturing methods with reduced environmental impact.

Director, CSRS

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

Chemical Genomics Research Group

Mass Spectrometry and Microscopy Unit

合成ゲノミクス研究グループ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 50

化合物リソース開発研究ユニット・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・108

Synthetic Genomics Research Group

Kazuki SAITO

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

代謝システム研究チーム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 52

Chemical Resource Development Research Unit

2023年度 組織図・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・110

Metabolic Systems Research TeamFY2023 Organization

メタボローム情報研究チーム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 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

Metabolome Informatics Research Team

Philanthropy Program “RIKEN CSRS for SDGs”

座談会 ー 自然科学と人文社会科学の連携 ーRound-table talk on the collaboration between
the natural sciences and the humanities and social sciences
斉藤 2021年４月1日に「科学技術・イノベーション基本法」、「国
立研究開発法人理化学研究所法」の一部が改正され、「人文社
会科学のみに係る科学技術」
も理研の研究領域に含まれるようになりました。2022年に就任された五神真理事長のビジョンにも、「グローバルコモンズ」
や「人文社会科学との連携」が挙げられています。
そうした背景をふまえ、私たち環境資源科学研究センター（以下CSRS）
では、「環境資源科学」という新しい分野を作りながら、持続可能な開発目標（以下SDGs）の７つの目標（２．飢餓をゼロに、
３．
すべての人に健康と福祉を、
７．
エネルギーをみんなにそしてクリーンに、12．
つくる責任つかう責任、13．気候変動に具体的な対策を、14．海の豊かさを守ろう、15．陸の豊かさも守ろう）に視点を定めて研究活動を進めています。

自然科学と人文社会科学との連携
斉藤 CSRSには、
まだ人文社会科学の学位を持っているメン
バーがいないのが現状で、今後の可能性を検討しているところです。
そこで蟹江先生、亀山先生に、
自然科学と人文社会科学との連携の現状や今後の展望についてお聞きしたいと思います。
蟹江 SDGsが定められてから課題解決が考えやすくなったと思います。今まではサステナビリティに関して、理系と文系、研究者と企業、研究者と自治体・政府などの間で共通言語がなかったのです。2013年から始まった地球環境研究・サステナビリティ科学の国際的研究プラットフォーム「フューチャー・アース」
では、主に理念をめぐる議論がなされてきましたが、2015年からのSDGsへの取り組みでは、文系・理系の研究者が一緒になってサステナビリティを実現する具体的な課題を議論する場が生まれました。
そのことが自然科学と人文社会科学との連携を促進する基盤になった側面はあります。
わかりやすい例はプラスチックの問題です。
もともとは科学者が、海洋プラスチックゴミ汚染の課題解決の必要性を主張していました。2017年ぐらいからSDGsの文脈で捉えられるようになると、「 14．海の豊かさを守ろう」
だけでなく、「 2．飢餓をゼロに」、「 3．
すべての人に健康と福祉を」、「 12．
つくる責任つかう責

ここ数年の活動をまとめてみますと、2021年5月には、「プラネタ
リー・バウンダリー（地球生物圏を維持する限界点）」の提唱者のヨハン・ロックストローム博士、ノーベル化学賞受賞者の吉野彰博士をお招きして、国際シンポジウム HOPE FOR THE FUTURE
をオンライン開催し、CSRSや研究者は「何ができるか/何をすべきか」を議論しました。
また同年、センター長直下に非管理職の若手メンバーによるタスクフォースを立ち上げ、SDGsに基づいたCSRSの取り組みと、将来目指すべき/貢献可能な具体的成果や目標のマッピングを行い、提案しました。
さらに2022年にはこの提案をふまえて、今後コアとなっていく研究リーダーの人たちが2025年４月からの次期中長期計画に向けて方向性を議論しました。

任」にかかわる研究者やその他のステークホルダーたちも自らの課題と認識し、課題解決へ向けた動きを始めました。技術的な面だけでなく、
ペットボトルの回収・リサイクル、仕組みを変えるための社会政策など、現場レベルで社会的な動態を理解しつつ取り組むようになったのです。
こうした点に企業も興味を持ち始めました。私は自然科学と人文社会科学の連携は以前と比べると進展していると思います。
亀山 自然科学と人文社会科学の連携は異なる学問分野の研究者による「学際的（interdisciplinary）」連携です。一方、「フュー
チャー・アース」の活動などは研究者だけでなく、さらにその外側のさまざまなステークホルダーの方々を含めた「 超 学 際 的（transdisciplinary）」連携といえます。海外の研究チームはSDGsが定められる以前から、
プロジェクトごとに学際的な連携をうまく回し、課題解決に向けた予算を確保して３年間ぐらいかけてひとつのゴールに向かっていくスタイルをすでに確立しています。
そのうえで、今度は超学際的な連携だということで次のステップに進んでいるわけです。
しかし、
日本ではまず学際的連携のスタイルがな
かなか確立できないまま、新たに超学際的な連携が求められるよ
うになってしまいました。個別に民間のステークホルダーと取り組んでいるため、似たような活動がいくつか見受けられて、体系立っていない印象があります。今後、自然科学と人文社会科学の連携をより促進するためには、
まずは本来の学際的連携のあり方に戻って、具体的な課題解決の指針を共通理解として持つ必要があると思います。連携の際に留意したいのは、
自然科学の一部の研究者が「長期」という言葉を使う場合は200年や500年だったりするのに対して、特に経済を専門にされている人文社会科学の研究者の「長期」
は10年だったりすることです。
それぞれの研究者の頭の中にある時間軸を合わせていかなければなりません。
また蟹江先生もおっしゃったように、SDGs間の連関、すなわち亀山 康子 教授
東京大学大学院新領域創成科学研究科・教授 / 国立環境研究所・上級主席
研究員。専門は国際関係論。気候変動に関する国際交渉および国際制度を国
際関係論等の観点から研究を行う。
自然科学など異分野との連携にも注力。
04

CSRSセンター長
斉藤 和季

ネクサス
（nexus）
を理解していくことがサステナビリティ全体を考える場合には重要です。
斉藤 若手メンバーによるタスクフォースで議論した際も、SDGsのゴール間やターゲット間のシナジーとトレードオフについては、
かなり慎重に議論した部分です。
亀山 いったんは縦割りでグループを組んでも構わないのですが、異なる目標の研究者同士で定期的に意見交換し、少しずつ軌道修正をしていく手続きが欠かせません。幸か不幸か、新型コロナウ
イルスでオンライン会議が中心になって、関係者が集まりやすくな
り、風通しが良くなっている雰囲気を感じます。今後は個々の成果を把握し、活用できる可能性があるものを見極め、社会に向かって発信していく力のあるリーダーが不可欠だと思います。
蟹江 SDGsがここまで普及してきたのは、キャッチコピーの力もあるでしょう。人文社会科学的なセンスを維持し、それを活用して社会に広めていく機会を継続的に確保していくことはすごく大事
ではないかと思います。
やはり自然科学と人文社会科学は両方必要で、お互いが理解し合わないといけません。
斉藤 自然科学と人文社会科学との連携の文脈では、「 ELSI（Ethical, Legal and Social Issue：倫理的・法的・社会的課題）」が語られることが多々あります。科学者側からは規制的な「予防倫理」として受け止められたりするのですが、これだけではなく、優れた意思決定や行動を促して鼓舞・動機付けを与える「志向倫理」の重要性も認識されつつあります。建設的で新しいものを創造していく方向性に向かうことで、理想的な連携を進めていきたいですね。

蟹江 SDGs全体への取り組みは、2015年時点より2023年の方が後退しています。端的なのは「1．貧困をなくそう」、「2．飢餓をゼロに」で、質を高めて改善していくはずだったのが、逆に貧困や飢餓が急速に増えてしまっています。
また「7．
エネルギーをみんなにそしてクリーンに」や「13．気候変動に具体的な対策を」も悪化しているのが現状です。今、必要なのは絶対的なトランスフォーメーショ
ン
（変革）
です。
もちろんトランジション（推移）も検討しますが、今後の議論のほとんどは、
そのトランスフォーメーションをどうやって起こすのかに集約されていくでしょう。
しかし、後退しているとはいっても、要所要所で目標に近づいている事例も見られます。
たとえばノルウェーでは、2020年から2022年にかけて８割以上が電気自動車になりました。
そうした事例を学び、どう広げていくかを考えることが、
トランスフォーメーションを加速する原動力になっていきます。一方、
ポストSDGsについては、基本的な目標がそもそも達成できないのなら、17の目標自体を下ろす必要はないと思っています。
それほど変わらないかたちで進展していくのではないでしょうか。
斉藤 2030年に向けて、
まだまだ全力で取り組まなければいけな
いということですね。
ただし、部分的に成功している事例があるというのは、非常に希望があるメッセージです。今後は、世界各地で起きている紛争などもSDGsの達成に干渉してくるのではないでしょうか。
蟹江 紛争の影響は非常に大きいですね。第二次世界大戦以後、紛争国の人口は最大になっていて、20億人、
ほぼ世界の４分の１にものぼっています。
そもそもSDGsを達成していくうえでは平和が前提になっていますので、今のままでは前途多難です。
亀山 気候変動を例にしてお話しさせていただくと、今までは10年後、20年後に削減目標を設定して、そのときに達成できなかった
場合は、次の目標を設定しましょうと、
どんどん後ろ倒しにしてきたわけですが、
それではうまくいきません。2015年のパリ協定が画期的だったのは、「地球の気温上昇幅を2度以内に抑える」、「そのためには21世紀の後半までに地球全体の温室効果ガスの排出量を実質ゼロにしなくてはならない」など、究極的な目標を明確に設定したことです。
それによって2030年、2050年までに何をしなくてはな
らないかが見えてきます。現在はその2度が1.5度になるなど、さらに厳しくなっていますが、指標が定められている意味は大きいです。
SDGsにおいても、研究者の間で「いつまでに何をどこまで達成す
るか」のコンセンサスをとってもらい、達成できなかった場合には、
ここまで大変になるという実情を広く知らせていくことが重要ではないかと思います。

SDGsの現状と今後のビジョン
斉藤 さて次にSDGsを達成すべき2030年まではまだまだ先ですが、ポストSDGsのビジョンや世界的な現状についてもお聞きした
いと思います。

蟹江 憲史 教授
慶應義塾大学大学院政策・メディア研究科・教授。専門は国際政治、
多国間交渉などの国際関係論。現在はSDGs実施にかかるグローバ
ルガバナンスを中心テーマとして、SDGs実施の優良事例創出や、目標設定によるガバナンスの変化やそのメカニズムに関する研究を行う。
05

CSRSの研究の方向性
斉藤 今後のCSRSの研究の方向性として、「プラネタリー・バウンダリー」
が大きな指標になり、地球生物圏を維持する
限界点を超えたレッド・ゾーン、
イエロー・ゾーンの分野に対する研究が重要だと考えています。私たちは動植物や微生物を資源として扱っているので、例えば生物多様性の研究です。
それから環境に配慮し、分解メカニズムも視野に入れて作る
新規化学物質（Novel Entities）の研究。
肥料が少なく、窒素やリンによる環境への影響を最小限に抑えられる農業を実現する植物の研究。
もちろん気候変動の課題も大きく関係していて、植物科学の観点から二酸化炭素や温室効果ガスを削減する研究も大切です。
蟹江 植物などのバイオマス由来の原料でつくられるSAF（Sustainable aviation fuel）
が航空機の燃料として注目されていますが、
これだけではまだ不十分です。
それを進めつつも、
やはり新しい資源を開発していかなければなりません。今後
は自然科学と人文社会科学との連携で風通しを良くして、現在の技術が進展していく可能性や、政策によって実現できる可能性などのシナリオを描いて提示していく、先に全体像を見せていくことが大事なのではないかと思います。
斉藤 SAFについては、私たちも非常に興味を持ち、その重要性を認識しています。
ちょうど理研横浜事業所の近くに民間企業の実証プラントがあります。
そこでは微細藻類由来のオイルを使ったディーゼルエンジンのバイオ燃料を作っていますが、CSRSとの連携ラボも開設し、研究を進めているところです。
亀山 あと、若い研究者がプロジェクトに前向きに参加でき、一部をマネジメントした経験が次のキャリアで評価されるような仕組みになっていくと、学際的連携も取り組みやすくなるのではないでしょうか。
斉藤 お二人からは貴重なお話をうかがいました。SDGsの特定の項目だけに貢献するのではなく、地球規模で人類が共有している資産、「グローバル・コモンズ」
に対してどのように貢献するかを視野に入れていくべきだとの思いを強くしました。本日はどうもありがとうございました。
（2023年2月28日実施）

The Basic Act on Science, Technology and Innovation and
the Act on RIKEN, National Research and Development
Institute were revised in April 2021. Since then, science andtechnology that solely concern the humanities and social
sciences have been included in RIKEN’s research coverage.
Makoto Gonokami, the president of RIKEN, has also

incorporated the global commons and the collaboration
with the humanities and social sciences into his vision. We
interviewed Professor Norichika Kanie and Professor
Yasuko Kameyama about the collaboration between thenatural sciences and the humanities and social sciences
and its future perspective.

Future Directions of Research at CSRS

become a driving force for accelerating transformation that is
indispensable now.

Kanie: There has been no common language to discusssustainability between people in the science field and thosein the humanities field, or between researchers in academia
and people in business and local and national governments.
Since the Sustainable Development Goals were set up,
problem-solving has become easier, and places have beencreated for researchers in the humanities field and thescience field to discuss specific issues to achievesustainability together.
Kameyama: The cooperation between the natural sciences
and the humanities and social sciences is achieved by aninterdisciplinary collaboration among researchers in different
academic fields. Further inclusion of various stakeholders
makes it a transdisciplinary collaboration. To further promote
the cooperation between the natural sciences and thehumanities and social sciences, they should share the same
guiding principles for solving specific issues. To consider thewhole picture of sustainability, researchers must align theirtime frames and try to understand the relationship “nexus”
among SDGs.
Saito: Ethical, Legal, and Social Issues (ELSIs) are often
mentioned in the collaboration between the natural sciences
and the humanities and social sciences. Although scientists
are likely to consider the ELSIs as regulatory preventive
ethics, they are becoming aware of the significance of
aspirational ethics, which facilitates good decision-making
and behaviors to provide inspiration and motivation.

Collaboration between
the natural sciences andthe humanities and social sciences
Kazuki SAITO
Director, CSRS

Prof. Yasuko KAMEYAMA (left)
Professor at the Graduate School of Frontier Sciences, The University ofTokyo and a Senior Principal Researcher at the National Institute forEnvironmental Studies, specializing in international relations. She
studies international negotiations and systems associated with climatechange from the perspective of international relations and other points.
She also dedicates herself to collaborating with other academic fields,
including the natural sciences.
06

Prof. Norichika KANIE (right)
Professor at the Graduate School of Media and Governance, Keio
University, specializing in international relations, includinginternational politics and multilateral negotiations. He studies
creating excellent practices of SDGs implementation, and thechanges in governance resulting from goal-setting and examining themechanisms behind those changes focusing on global governancerelated to the implementation of SDGs.

Kanie: Efforts to address the SDGs as a whole have been
made less in 2023 than in 2015. The world tried to improve
the quality of the situations concerning “1. no poverty” and“2. zero hunger” , although poverty and hunger are growing
rapidly. The goals of “7. affordable and clean energy” and“13. climate action” have become too far to reach now.
Peace is a prerequisite for achieving the SDGs, but conflicts
broken out in many parts of the world have a substantial
negative impact on the fulfilling of the goals. On the other
hand, some countries are approaching the goals. In Norway,
the spread of electric vehicles exceeds 80%. Leaning fromsuch cases and considering how we can extend them will

Kameyama: Take climate change as an example. The
greenhouse gas emission reduction targets were set for the
next 10 or 20 years and then pushed back if they were notachieved. The Paris Agreement in 2015 was epoch-making
because ultimate goals were explicitly set out to achieve thegoal, such as limiting the range of global temperature rises to
2 degrees Celsius and requiring the substantial amount of
global greenhouse gas emissions to be net zero by the latter
half of the 21st century. The current numerical limitation of
the range of temperature rises is stricter than that decided in2015, but it is of great significance to have set out theindicators. In SDGs, it is also vital to form a consensus
among researchers on what is achieved by when anddisseminate the facts widely if the goals are not achieved.

Current Status andFurther Vision of SDGs
Saito: The “planetary boundaries” will be significant
indicators for the CSRS to decide on future research
directions. Then, research into the red and yellow zone areas
beyond limits that sustain the Earth’ s biosphere would
become crucial. Some specific examples include research on
biodiversity, novel chemicals, plants enabling agriculture thatminimizes environmental burdens, and reducing theemission of CO2 and greenhouse gases.
Kanie: Sustainable aviation fuels (SAFs) produced withbiomass materials such as plants are attracting attention, butmore is yet needed. We must develop new energy resourcesin parallel to the development of SAFs. To do so, we should
further facilitate cooperation between the natural sciences
and the humanities and social sciences. In addition, it iscritical to show the whole picture of the future by suggesting
possible advancements of the current technology andcreating scenarios of what can be achieved by policy
development.
Kameyama: More people might engage in interdisciplinary
collaboration if young researchers can participate proactively
and their experience of managing part of some projects isevaluated in their next career.
Saito: I have become more determined not only to contributeto achieving specific targets of the SDGs but to consider how
we can contribute to the global commons, a resource sharedby humans globally.
(Feb. 28, 2023)
07

センター紹介 About CSRS
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

From basic research to application and innovation:
Six flagship projects, using information science,
providing solutions to global issues

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.
08

09

研究体制 Research Structure
青字：プロジェクトリーダー / 部門長

B

S

M

C

P

TP

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

創薬・医療技術基盤連携部門

理研-KRIBB連携研究ユニット
10Blue 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

適応制御研究ユニット

瀬尾 光範

Dormancy and Adaptation Research Unit

Mitsunori SEO

環境応答研究ユニット申怜

Environmental Response Research Unit

Ryoung SHIN

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

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

吉田 稔

創薬化学基盤ユニット

小山 裕雄
高橋 俊二

B

S

フラッグシップ
プロジェクトFlagship
Projects

M

C

P

TP

部門
国際連携

Divisions /International
Collaborations

Innovative
Plant Biotechnology

Integrative Symbiological
Solutions

Metabolic Genome
Engineering

Innovative Catalysts

Leading-edge Polymers

Advanced Research andTechnology Platforms

Drug Discovery Platforms
Cooperation Division

RIKEN-KRIBB Joint Research Unit

Minoru YOSHIDA
Drug Discovery Chemical Bank Unit

Hiroyuki OSADA

Drug Discovery Seed Compounds Exploratory Unit

Minoru YOSHIDA

Drug Discovery Chemistry Platform Unit

Hiroo KOYAMA
Shunji TAKAHASHI
11

革新的植物バイオ

プロジェクトリーダー / Project Leader

Innovative Plant Biotechnology
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、研究成果●

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、●ゲノム編集により遊泳不全ユーグレナを作出し、回収性の向上させ得ることを示した。
分化した細胞(葉肉プロトプラスト)からのリプログラミングにおいて、
オー
キシン合成が細胞分裂再開の重要なステップになることや、その過程に関わる重要な転写因子を明らかにした。
植物の細胞内小器官を簡便に染色する蛍光色素を開発した。
エタノール処理により気孔閉鎖が促進され、乾燥ストレス耐性を高めることを明らかにした。
グルココルチコイド受容体を融合させた機能誘導性のシロイヌナズナ転
写因子ライン、TF-GR ラインを作成した。

松井

今後のビジョン
●

●
●

●
●

南

理学博士

Minami MATSUI D.Sci.

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 / Vice Project Leaders

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

解析し、形質改良に活かす。

関

原明

博士（理学）

Motoaki SEKI Ph.D.

Arabidopsis mesophyll protoplast cell (left) restarts cell division when cultured under proper conditions (right).

A trace image of Euglena phototaxis

持田 恵一

博士（理学）

Keiichi MOCHIDA Ph.D.

Ethanol enhances drought stress tolerance in plants.

Contributing to sustainable food and biomass production
through development of plant trait improvement technologies
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.
12

Research Results● We demonstrated CRISPR/Cas9-mediated generation of
non-motile mutants improve the harvesting efficiency of Euglena
gracilis.
● In cell reprogramming from leaf mesophyll protoplasts, we haverevealed that auxin synthesis is an important step for resumption ofcell division and identified important transcription factors involved in
the process.

Future Vision● Exploration of novel factors including transcription factors, small
functional molecules and peptides involved in environmental stressresponses and biomass production● Data collection of interaction between living organism andenvironment by analyses of the factors above● We developed dyes for a rapid imaging of subcellularcompartments in plants.

● Development of quantitative phenotyping technologies to analyze
plant’s environmental stress response, biomass production andgrowth● We revealed that ethanol treatment enhances drought stress
tolerance by inducing stomatal closure.

● Promotion of research to create functionally improved plants by thetechnologies such as genome editing and chemical biology● We generated TF-GR lines, inducible transcription factor lines
using glucocorticoid receptor-fusion techniques in Arabidopsis.

● Contribution to sustainable food and biomass production to meetglobal warming by selection of genetic variants and optimization ofenvironmental and cultivation conditions
13共生・環境ソリューションズ

プロジェクトリーダー / Project Leader

Integrative Symbiological Solutions
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・

研究成果

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●

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。

●●●

シングルセルRNA-seq解析における統合パイプラインを開発した。
閉鎖型陸上養殖における微生物叢・代謝物組成の相関ネットワークを可視化した。
ハマウツボ科の寄生植物の根が宿主由来のストリゴラクトンに対して化学屈性を示すことを発見した。
植物由来抗菌性化合物ロカグレートに耐性を持つ糸状菌の発見とその分子機構を明らかにした。

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

Ph.D.

副プロジェクトリーダー / Vice Project Leaders

植物の免疫と共生の双方に関与する因子を同定した。

林

誠 博士（理学）

Makoto HAYASHI Ph.D.

Chemotropism towards strigolactone in
the parasitic plant Phtheirospermum

賢

Ken SHIRASU Ph.D.

菊地淳

博士（工学）Jun KIKUCHI Ph.D.

Visualization of microbiome-metabolome network in closed onshore aquaculture system

Overview of UniverSC

Developing scientific technologies based on symbiotic interactions
for solving global environmental problems
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

Research Results● We developed UniverSC, a universal single-cell RNA-seq dataprocessing tool.
● We visualized micribiome-metabolome network in closed onshore
aquaculture system.

Future Vision● Identification and characterization of secondary metabolite geneclusters in symbiotic microbes● Characterization of hydrosphere microbiome dynamics● We found that roots of the Orobanchaceae parasitic plants exhibit
chemotropism toward host-derived strigolactones.

● Molecular characterization of plant-microbe communications● We identified a fungus that overcomes the plant-derived antibiotic
rocaglate and revealed its mechanism.

● Development and application of a comprehensive analyticalplatform of environmental molecules● Understanding and application of nitrogen fixation● We identified a protein involved both in plant immunity andsymbiosis.

approaches.

14

15

代謝ゲノムエンジニアリング

プロジェクトリーダー / Project Leader

Metabolic Genome Engineering

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、

酵素創製技術を発展させ人工酵素を開発し、ブタジエンを高効率でバイオ生産することに成功した。
国内産のエンドウとアグロバクテリウムを用いて簡便な毛状根作成系を構築した。
合成生物学による植物細胞をホストとした物質生産システム開発の課題
抽出を行なった。
海洋細菌由来の新しいセスキテルペン合成酵素を発見した。
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。

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

Akihiko KONDO Ph.D.

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 / Vice Project Leaders

医薬品、化粧品原料等ターゲットは広く、技術基盤の開発、産業界との連携によってさらなる展開が期待される。

平井 優美

博士（農学）

Masami HIRAI Ph.D.

GFP fluorescence in hairy roots. The liquid-cultured hairy roots transformed
with GFP gene were examined using a blue LED transilluminator.

16

博士（理学）

Shunji TAKAHASHI D.Sci.

Complete bioconversion of butadiene from muconic acid with two kinds of artificial enzymes

Maximizing capacities of plants and microorganisms for chemical synthesis
in expanding the production and use of bioproducts
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.

高橋 俊二

Research Results● We succeeded in bioproduction of butadiene with a high yield bydeveloping an artificial enzyme with enzyme-creating technology.
● We established a simple method of hairy root creation using
Japanese pea cultivar and Rhizobium strain.
● We performed experiments to identify issues in developing a usefulmaterial production system via synthetic biology using plant cells
as a host.
● We have identified novel drimenol synthase from marine bacteria.
● We developed an algorithm of metabolic designs, applying thebioproductions of various useful compounds.

A bifunctional drimenol synthase from marine bacteria

Future Vision● Identification of plant genes and networks involved in biosynthesisof useful specialized (secondary) metabolites, and applying them togenome engineering and synthetic biology● Search for plant bio-resources utilizable for useful compound
production● 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● Methodological advances for better bio-production based onblack-box optimization by machine-learning17先進触媒機能エンジニアリング

プロジェクトリーダー / Project Leader

Innovative Catalysts

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●タンデム型銅触媒を用いて、配向基を必要としないアルケニルC-H結合のCO2によるカルボキシル化反応を達成した。
脱共役プロトン電子移動を活用することで、窒素化合物の電気化学的変換を制御した。
酸素を酸化剤として用い、Pd錯体が触媒する持続性ラジカルとカテコー
ルとの脱水素型クロスカップリング反応を開発した。
ハロアルキルアミドに触媒量のフェニルボロン酸を作用させると、ヒドロキ
シアルキルニトリルに変換されることを見出した。

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

侯 召民

工学博士

Zhaomin HOU D.Eng.

副プロジェクトリーダー / Vice Project Leaders

モリブデン触媒を用いたカルボニル化合物のカップリング反応を開発した。

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。

Selective synthesis of (a) NO, (b) N2O, and (c) NH4+ from NO2- by optimizing the pH, electrode potential,
and pKa of a molybdenum sulfide catalyst

Pd-catalyzed aerobic cross-dehydrogenative
coupling

袖岡 幹子 薬学博士

中村 龍平

Mikiko SODEOKA D.Pharm.

Ryuhei NAKAMURA D.Sci.

博士（理学）

Auto-tandem copper-catalyzed carboxylation of undirected Alkenyl C–H bondwith CO2

Developing new catalysts for highly efficient use of natural resources
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 the actions ofhighly functional catalysts. The Innovative Catalysts project willdevelop advanced catalysts that enable efficient use of theatmosphere, 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 synthesisof carboxylic 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 the
18

features of all available metals for chemical synthesis. Throughsuch innovation, the project will change the notion that “Japan is acountry poor in resources”.

Future Vision● Development of innovative catalysts for activation and utilization of
CO2 and N2

Research Results● We achieved the carboxylation of undirected alkenyl C-H bonds
with CO2 by auto-tandem copper catalysis.
● We succeeded in the regulation of the electrocatalytic nitrogen
cycle using sequential proton–electron transfer.

● Development of new catalytic reactions using O2 as an oxidant● Development of new catalysts based on element features forsynthesis of fine chemicals● Exploration of water splitting systems powered by solar energy● Development of reusable and recyclable catalysts● We developed Pd-catalyzed aerobic cross-dehydrogenative
coupling of persistent radicals with catechols.
● We found that haloalkylamides were readily converted tohydroxyalkylnitriles in the presence of catalytic amount ofphenylboronic acid.
● We found that a molybdenum catalyst promotes the deoxygenative
coupling of carbonyl compounds.
19

新機能性ポリマー

プロジェクトリーダー / Project Leader

Leading-edge Polymers
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、ポリイソプレンのミクロ構造を精密に制御することにより、優れた自己修復性を示すエラストマーの創製に成功した。
クモ糸とクモ糸に含まれるタンパク質の配列、物理的性質、化学的性質、生化学的性質をまとめたデータベースを構築し、バイオ高分子のマテリア
ルインフォマティクスの基盤を構築した。
脂肪族-芳香族ポリエステルの生分解反応に及ぼす芳香環への置換基効果を明らかにした。
バイオポリエステルを母材とするポリマーブレンドにおける相容性と環境分解性の相関を明らかにした。

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）
Hideki ABE Ph.D.

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

副プロジェクトリーダー / Vice Project Leaders

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。

Schematic illustration of spider silk database, Silkome. As examples of Silkome databse, the main page ofSilkome, materiomics, sequence data, and phylogenetic tree with protein information are shown.

侯 召民 工学博士

沼田 圭司 博士（工学）Zhaomin HOU D.Eng.

Keiji NUMATA Ph.D.

Self-healing polyisoprene
Evaluation of biodegradability for semi-aromatic polyesters with different
substitutions

Developing new polymers with beneficial functions improving efficiency
in the use of resources and creating new industries
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.
20

Research Results● We synthesized tough and autonomous self-healing elastomers byscandium catalyst-controlled polymerization of isoprene.
● We constructed a database that summarizes the sequences,
physical properties, chemical properties, and biochemical
properties of spider silks and their silk proteins, and built a platform
for material informatics of biopolymers.
● We found the substitution effect of aromatic unit on biodegradability
for aliphatic-aromatic polyesters.
● We elucidated the relationships between miscibility andenvironmental degradability for biopolyester-based polymer blends.

Future Vision● Developments of new catalysts for the synthesis of copolymers
from polar and nonpolar olefinic monomers and creations of new
functional olefin polymers● Creations of new functional polymers from bio-based olefinicmonomers● Creations of super heat-resistant polymers from biomass chemicals● Synthesis of high toughness thermoformable polymers exceeding
spider silks● Creations of structural protein materials exceeding natural rubber21

先端技術プラットフォーム

プロジェクトリーダー / Project Leaders

Advanced Research and Technology Platforms
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

研究成果●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
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●

複雑な細胞システムの理解につながる、深層学習を用いたネットワーク統
合アルゴリズムBIONICを開発した。
質量分析とBioID法によるリソソーム膜タンパク質と相互作用するタンパ
ク質の同定法を開発した。
糸状菌の NRPS-PKS ハイブリッド酵素により生合成された新規二次代
謝産物 taslactam 類の単離・精製および構造決定を行った。
植物の代謝的多様性を解明するための高性能液体クロマトグラフィー̶
質量分析計を基盤としたメタボロミクス解析（サンプル調製、抽出、デー
タ取得、
データ解析）の理論と実施例を報告した。
光学顕微鏡と電子顕微鏡で捉える光-電子相関顕微鏡法と高圧凍結技法を改良し、
シロイヌナズナ根端における酵素の新たな液胞輸送経路を明らかにした。

今後のビジョン
●

●

●

●
●

吉田 稔 農学博士

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

Minoru YOSHIDA D.Agr.

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

ノベーションを創出していく。

平井 優美

博士（農学）

Masami HIRAI Ph.D.

副プロジェクトリーダー / Vice Project Leaders

Evaluation of BIONIC and the input networks at functional gene module detection in the
LSM2-7 complex

SLC15A4 interacting proteins determined by proximity-dependent
biotinylation (BioID) approaches

CLEM image of ER bodies including red fluorescence protein-tagged
β-glucosidase by high-pressure freezing, confocal microscopy and CLEM

堂前

直 博士（学術） 豊岡 公徳

Naoshi DOHMAE Ph.D.

博士（理学）

Kiminori TOYOOKA Ph.D.

Advancing analytical technology and information platforms,
and leading innovation as a science and technology hub in JapanRIKEN, 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.
22

Research Results

Future Vision● We developed a general, scalable deep learning framework for
network integration called BIONIC (Biological Network Integration
using Convolutions), which uses a graph convolutional network toembed genes and proteins from each input network into a common
feature space.

● Advancement and application of the ER-MS2–based molecularcharacterization method for in-situ identification and localization
analysis of diverse small molecules● We have developed a method to identify proteins that interact withlysosomal membrane proteins using mass spectrometry and BioID.
● We supported the isolation and structural elucidation of new
secondary metabolites, taslactams, biosynthesized by fungal
NRPS-PKS hybrid enzymes.
● We have reported theory and practice of metabolomics analysis(sample preparation, extraction, data acquisition, and data
analysis) based on high-performance liquid chromatography-mass
spectrometry to explore metabolic diversity in plants.

● 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● We improved correlative light and electron microscopy (CLEM) andhigh-pressure freezing technique and identified a novel vacuolar
transport pathway in Arabidopsis root tips.
23

創薬・医療技術基盤連携部門

研究・解析支援

Drug Discovery Platforms Cooperation Division
新薬創製を目的とする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

Research Support

部門長 / Division Director

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

吉田 稔

農学博士

Minoru YOSHIDA D.Agr.

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。

顕微鏡解析室（横浜）

日本語サイトhttps://www.csrs.riken.jp/jp/
support/index.html

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)

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

共同研究推進プログラム（和光）

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

ハイスループットスクリーニング●

化学物質と小分子タンパク質と超分子分子間相互作用

Discovery of seed/lead compounds by HTS andmedicinal chemistry for development of new drugs

With the Advanced Technology Platform at the core,
CSRS utilize and advance analytical technology andinformation platforms, and we are supporting the efficientpromotion of research both inside and outside of RIKEN CSRS

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 at universities 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 and technology, 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, ourdivision 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

English site
https://www.csrs.riken.jp/en/
support/index.html

Electron microscopes
Optical microscopes

Future Vision● 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

24

Chemicals and small molecules
High throughput screening
Proteins and supermolecules
Molecular interactions25

国内連携 Domestic Collaborations

国際連携 International Collaborations
研究協力協定研究協力協定Research Collaboration Agreements

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 The International Center for Tropical Agriculture, Colombia

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④ Umeå Plant Science Center, Sweden

千葉大学 植物分子科学研究センター等⑤ Agricultural Genetics Institute, Vietnam

宇都宮大学 バイオサイエンス教育研究センター⑥ National Taiwan Normal University, Taiwan

森林研究・整備機構⑦ Terrence Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research, University of Toronto, Canada

触媒科学研究所

材料科学高等研究所

東京工業大学 エネルギー・情報卓越教育院⑫ Institute of Genomics for Crop Abiotic Stress Tolerance, Texas Tech University, USA

熊本大学
物質・材料研究機構

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

北海道大学
東北大学

Tsukuba-Plant Innovation Research Center, University of Tsukuba

国立遺伝学研究所
九州大学⑪ VIB-UGent Center for Plant Systems Biology, Belgium

Graduate School of Science, Technology and Innovation, Kobe University

Kazusa DNA Research Institute⑨ Plant Resilience Institute, Michigan State University, USA

National Chung Hsing University, Taiwan

Keio University

かずさDNA研究所⑧ National Laboratory of Genomics for Biodiversity, Cinvestav, Mexico⑩ Biotechnology Center and College of Agriculture and Natural Resources,

Research Collaboration Agreements

産業ナノマテリアル研究所

統合型材料開発・情報基盤部門

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

④
③
⑪ E①

F

A

⑦

C ⑨

⑫

⑥
⑩

主な共同研究

⑧

⑤
B

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

D

北海道大学
東京工業大学

Principal Joint Research Agreements

26

A

The University of British Columbia, Canada

B

Universiti Sains Malaysia, Malaysia

C

University of Minnesota, USA

D

Indonesian Rubber Research Institute, Indonesia

E

Max Plank Institute for Plant Breeding Research, GermanyF

KTH Royal Institute of Technology, Sweden

Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University
Hokkaido University
Tokyo Institute of Technology

京都大学

Kyoto University

九州大学

Kyushu University

奈良先端科学技術大学院大学

主な共同研究Principal Joint Research Agreements

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

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

27

産業連携 Industrial Collaborations

連携大学院 Joint Graduate School Program

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、42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 42 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

横浜ゴム(株)/ 日本ゼオン(株)合成ゴムの材料イソプレンの生物による効率的な生産(株)ユーグレナ

guidance.

微細藻のバイオ燃料増産のための技術開発
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

Graduate School of Science and Engineering, Saitama University

筑波大学大学院生命環境科学研究科

Faculty of Life and Environmental Sciences, University of Tsukuba

東京工業大学The Yokohama Rubber Co., Ltd.
Zeon Corporation
Efficient production of isoprene, a synthetic rubber material,by organism

Euglena Co., Ltd.

東京大学大学院農学生命科学研究科
東京大学大学院理学系研究科

Technology development for renewable fuel production
increase from microalgae

東京電機大学大学院工学研究科
東京都立大学大学院理工学研究科
東京理科大学大学院理学研究科
北海道大学大学院総合化学院
名古屋大学大学院 生命農学研究科

理研所内連携 RIKEN Internal Collaborations
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.

Graduate School of Medical Life Science, Yokohama City University

埼玉大学大学院理工学研究科

東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科© Euglena Co., Ltd.

Graduate School of Nanobioscience, Yokohama City University

Graduate School of Medical and Dental Sciences, Tokyo Medical and Dental University
Tokyo Institute of Technology
Graduate School of Agricultural and Life Sciences, The University of Tokyo
Graduate School of Science, The University of Tokyo
Graduate School of Engineering, Tokyo Denki University
Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Metropolitan University
Graduate School of Science, Tokyo University of Science
Graduate School of Chemical Sciences and Engineering, Hokkaido University
Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University

CSRS大学院生教育プログラム

CSRS Graduate Student Training Program (CSRS-GSTP)

Also we use the leading-edge research facilities of RIKEN for creation of new research results.
最先端研究基盤の活用
Leading-edge research facilities

開拓研究本部（CPR)

Cluster for Pioneering Research

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Center for Advanced Intelligence ProjectCenter for Integrative Medical Sciences

NMR

生命機能科学研究センター（BDR)

Center for Biosystems Dynamics Research

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

創発物性科学研究センター（CEMS)

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

May. 2022

Introduction CSRS-GSTP

を目指します。

Jun.

Sustainable Resource Science

2022年度は、博士課程4名（GSTP1）、修士課程11名（GSTP2）、博Jul.

So you wanna be a researcher?

士・修士課程13名（GSTP3）
を対象に、オンライン講義を9回実施しOct.

Beginner's guide for presentation

Nov.

Students’ presentation 1

Nov.

Students’ presentation 2

Jan. 2023

Challenges to create new functional
biomass-based polymeric materials

Feb.

バイオものづくりを加速するました。

SPring-8

Center for Emergent Matter Science

CSRS actively provides training programs with the aim of fostering
talented personnel and the next generation of scientists.

光量子工学研究センター（RAP)
Center for Advanced Photonics

仁科加速器科学研究センター（RNC)

Nishina Center for Accelerator-Based Science

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 andfoster talented young scientists capable of contributing to theadvancement of science for the future.

SRC

計算科学研究センター（R-CCS）
Center for Computational Science

放射光科学研究センター（RSC)
SPring-8 Center

バイオリソース研究センター（BRC)

Supercomputer Fugaku

BioResource Research Center

As of Mar. 2023
28

2022年度講義 / FY2022 Lectures

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

革新知能統合研究センター（AIP)
生命医科学研究センター（IMS)

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

In FY2022, nine online lectures were held for 4 doctor students(GSTP1), 11 master students (GSTP2) and 13 doctor / Masterstudents (GSTP3).

Engineering Biology
Mar.

How I became a scientist- A journey to science29

プレスリリースハイライト Press Release Highlights
エタノールが植物の高温・乾燥耐性を高めることを発見

Ethanol increases high temperature tolerance and enhances drought tolerance in plants
植物ゲノム発現研究チーム / Plant Genomic Network Research Team

2022.06.22 / 2022.08.25
Arabidopsis
Drought stress

Water

EtOH

Heat stress

シロイヌナズナにおけるエタノール投与による高温ストレス耐性の強化（左）、
シロイヌナズナにおけるエタノール投与による乾燥ストレス耐性の強化（右）Ethanol enhances heat stress tolerance in plants (left)
Ethanol enhances drought stress tolerance in plants (right)

Original article
Ethanol induces heat tolerance in plants by stimulating
unfolded protein response.
Plant Mol. Biol. 110, 131-145 (2022)
Ethanol-mediated novel survival strategy against
drought stress in plants.
Plant Cell Physiol. 63, 1181-1192 (2022)

シロイヌナズナにエタノールを投与し、遺伝子発現や代謝産物の量的変化を網羅的に解析しました。
「小胞体ストレス応答（UPR）」
が高温ストレス耐性の獲得に関与していることが示唆されたことか
ら、UPRに関わる薬剤処理実験や変異体の解析を行った結果、エタノール投与により小胞体ストレス応答が促進されることで、
高温ストレス耐性が強化されることを発見しました。
また、
エタノールを投与したシロイヌナズナに乾燥ストレスを施した結果、1）気孔閉鎖が促進され、細胞内の水分損失が低減、
2）
エタノール分子が植物体内に取り込まれて代謝され、糖やアミノ酸に変換されて蓄積、3）気孔閉鎖による二酸化炭素の取り込み低減を糖新生で補うことにより、植物成長が維持、
4）グルコシノレートなどの有用代謝産物が蓄積、といった複合的な作用機序により、乾燥ストレス耐性が強化されることを明らかにしました。
本成果は、農作物の高温耐性・乾燥耐性を強化する肥料や技術の開発に貢献すると期待できます。
The research group has discovered that the application of ethanol to plants enhances theirtolerance to high temperature stress. They investigated the effectiveness of the application of ethanol
to Arabidopsis thaliana under high temperature stress conditions. They comprehensively analyzed
quantitative changes of gene expression and metabolites. The results of the analysis suggested thatan endoplasmic reticulum stress response (unfolded protein response: UPR) is involved in theacquisition of high-temperature stress tolerance. They next conducted drug treatment experiments
and analysis of mutants and found that ethanol treatment enhanced the endoplasmic reticulum stressresponse, thereby enhancing high-temperature stress tolerance.
They also found that ethanol enhances the drought stress tolerance in plants through the following
mechanisms: 1. Induces stomatal closure, decreasing water loss in cells. 2. Ethanol is absorbed,
metabolized, and converted into amino acids and sugars. 3. A decrease in carbon dioxide intake due
to stomatal closure is compensated by gluconeogenesis, maintaining plant growth. 4. Plants
accumulate metabolites, such as glucosinolates that help tolerate drought stress.
These findings would contribute to the development of fertilizers and technologies to enhancehigh-temperature tolerance and drought stress of agricultural products.

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

プレスリリースタイトル / Titles of Press Release2022.04.04

種子の油を合成する新しい代謝経路を発見
New metabolic pathway for the synthesis of seed oil is discovered

植物脂質研究 T
Plant Lipid RT

2022.04.08

窒素分子と二酸化炭素から有機物を合成
A nitrogen-containing organic compound is synthesized from dinitrogen and carbon dioxide

先進機能触媒研究 G
Advanced Catalysis RG

2022.04.11

環境ストレス適応のクロマチン制御機構を解明
Unwinding the secrets of stress in plants could help feed the world during climate crisis

植物ゲノム発現研究 T
Plant Genomic Network RT

2022.04.14

始原的なシアノバクテリアの光化学系 I 複合体の立体構造を解明
Structure of photosystem I complex of primordial cyanobacterium

生命分子解析 U
Biomolecular Characterization U

2022.04.19

高 CO2 条件での植物の成長促進に関連する遺伝子を発見
Genes associated with plant growth enhancement under elevated CO2 conditions is identified

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

2022.05.16

カーボンナノチューブで植物に遺伝子を送り込む
Plant gene delivery via carbon nanotubes

バイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2022.05.18

炭素・窒素循環を担う昆虫共生細菌系の因果構造
A causal structure of insect symbiotic bacteria involved in carbon and nitrogen cycling

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

2022.05.18

海洋細菌由来の新しいテルペン合成酵素の発見
Identification of new terpene synthases of marine bacterial origin

天然物生合成研究Ｕ
生命分子解析 U
Natural Product Biosynthesis RU
Biomolecular Characterization U

2022.05.20

植物が病原菌特有の脂質を認識するしくみ
How plants recognize pathogen-specific lipids

植物免疫研究 G
Plant Immunity RG

2022.06.18

栄養が豊富過ぎると根毛は伸びなくなる
Excess nutrients suppress root hair growth

細胞機能研究 T
Cell Function RT

2022.06.21

生細胞内のヒストンメチル化を追う
Tracking histone methylation in a living cell

ケミカルゲノミクス研究 G
創薬シード化合物探索基盤 U
触媒・融合研究 G
Chemical Genomics RG
Drug Discovery Seed Compounds
Exploratory U
Catalysis and Integrated RG

2022.06.22

エタノールが植物の高温耐性を高めることを発見
Ethanol increases high temperature tolerance in plants

植物ゲノム発現研究 T
Plant Genomic Network RT

2022.07.27

太古の地球における酸素の起源
Origin of oxygen on ancient Earth

生命分子解析 U
Biomolecular Characterization U

2022.08.01

新たな植物の硫黄分配メカニズムを発見
New mechanism of sulfur reallocation in plants discovered

代謝システム研究 T
Metabolic Systems RT

2022.08.02

世紀を超えた DNA 空間配置の謎を解明
Mystery of DNA arrangement for over a century finally solved

植物ゲノム発現研究 T
Plant Genomic Network RT

2022.08.04

分化細胞からの植物体再生
Plant regeneration from differentiated cells

細胞機能研究 T
Cell Function RT

左から / From left

関 原明（チームリーダー）/ Motoaki SEKI (Team Leader)
戸高 大輔（研究員）/ Daisuke TODAKA (Research Scientist)

クモ糸の構造と力学物性をデータベース化

Building a database of spider silk’s structure and physical property
バイオ高分子研究チーム / Biomacromolecules Research Team

2022.10.13

Amino acid sequences of spider silk proteins

Mechanical properties of spider silk

クモ糸の構造と力学物性を収録したデータベース（Spider Silkome Database）
Spider Silkome Database contains sequences andmechanical properties of spider silk proteins

Original article
1000 spider silkomes: Linking sequences to silk
physical properties.
Sci. Adv. 8, eabo6043 (2022)

世界中のさまざまな地域で採集された1,000種を超えるクモを系統的に分類し、クモの細胞から抽出したRNAの解析からクモ糸タンパク質のアミノ酸配列情報を収集しました。
また、それぞれのクモから牽引糸を採取し、クモ糸の引張強度や伸び率、
タフネス
（靭性）
など12種類の物性を測定し、アミノ酸配列などの構造に関する情報とひも付けたデータベース「Spider Silkome Database」
を作成しました。
さらに、
クモ糸タンパク質の構造と物性の相関を基に、タフネスに寄与するアミノ酸モチーフを同定することに成功しました。
本成果は、
天然クモ糸の情報から合理的に設計されたさまざまな材料物性を示す人工クモ糸材料の創出に貢献すると期待できます。
The research group phylogenetically classified spiders collected from various regions of the world
and analyzed RNAs from spider cells to obtain amino acid sequences of spider silk proteins. They
gathered a dragline silk fiber from each spider and measured its 12 physical properties, including
tensile strength, extensibility, and toughness. And then, the researchers linked those properties to thestructural information, such as amino acid sequences, to create the Spider Silkome Database. They
also identified the amino acid motifs contributing to the toughness based on the association between
spider silk proteins' structures and physical properties.
These findings would contribute to creating materials for artificial spider silk with various material
properties designed rationally based on the information of natural spider silk.

左から / From left

沼田 圭二（チームリーダー）/ Keiji NUMATA (Team Leader)
荒川 和晴（客員主管研究員）/ Kazuharu ARAKAWA (Senior Visiting Scientist)30

研究室 / Labs

31

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

Date
2022.12.14

免疫抑制剤の新しい作用メカニズムの解明
Elucidation of a new action mechanism of immunosuppressants

ケミカルゲノミクス研究 G
分子リガンド標的研究 T
Chemical Genomics RG
Molecular Ligand Target RT

2022.12.20

生薬「甘草」の染色体スケールのゲノム解読に成功
Successful chromosome-scale genome sequencing of the herbal drug “licorice”

統合メタボロミクス研究 G
Metabolomics RG

2022.12.27

親しき仲にも礼儀あり
Good fences make good neighbors

ケミカルゲノミクス研究 G
Chemical Genomics RG

2023.01.06

タンデム触媒による新しい C-H 官能基化反応の開発に成功
Novel C-H functionalization reaction with tandem catalyst developed

先進機能触媒研究 G
Advanced Catalysis RG

2023.01.10

光合成が始まる瞬間の代謝機構を解明
The metabolic mechanism for the initiation of photosynthesis elucidated

細胞生産研究 T
Cell Factory RT

2023.01.12

ブルーカーボンのための海草底泥の共生環境を予測
Estimation of symbiotic environments in seagrass bottom sediments for “blue carbon”

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

2023.01.12

鎌状赤血球症の新しい治療薬候補を開発
A new candidate therapeutic for sickle cell disease developed

ケミカルゲノミクス研究 G
Chemical Genomics RG

2022.08.05

植物の精子形成に関わる新規因子を発見
Novel factors involved in land plant spermatogenesis identified

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

2022.08.10

電気を使った海産ミミズの観察と制御
Monitoring and regulating marine oligochaete by measuring electrical signals

生体機能触媒研究 T
環境代謝分析研究 T
Biofunctional Catalyst RT
Environmental Metabolic Analysis RT

2022.08.18

寄生植物が宿主に接近するメカニズムの解明
How parasitic plants approach hosts elucidated

植物免疫研究 G
Plant Immunity RG

2022.08.24

世界初 非可食バイオマスを原料とする糖からナイロン原料を創出
Toray Invents 100% Bio-Based Adipic Acid from Sugars Derived from Inedible
Biomass, Scaling Up for Application to Eco-Friendly Nylon 66

細胞生産研究 T
Cell Factory RT

2022.08.25

2022.09.09

エタノールが植物の乾燥耐性を高めることを発見
Ethanol enhances drought tolerance in plants

ゲノム編集で遊泳不全ミドリムシの作出に成功
Generation of non-motile Euglena gracilis by genome editing

植物ゲノム発現研究 T
Plant Genomic Network RT

バイオ生産情報研究 T
質量分析・顕微鏡解析 U
Bioproductivity Informatics RT
Mass Spectrometry and Microscopy U

プレスリリースタイトル / Titles of Press Release

研究室 / Labs

2022.09.12

植物の鉄蓄積調節を担う短鎖ペプチド FEP1 の機能を明らかにFunction of a short peptide FEP1 involved in regulating iron accumulation in plants

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

2023.01.16

未知の転写・転写後制御を解明
Unknown transcriptional/post-transcriptional regulatory mechanisms elucidated

合成ゲノミクス研究 G
Synthetic Genomics RG

2022.09.13

窒素化合物の選択的化学変換
Selective chemical conversion of nitrogen compounds

生体機能触媒研究 T
Biofunctional Catalyst RT

2023.01.20

光受容によるリボソーム生合成関連遺伝子の翻訳活性機構
Translational activation mechanism of ribosome biogenesis-related genes at
photoreception

合成ゲノミクス研究 G
Synthetic Genomics RG

2022.09.13

中心体の９角柱構造の形成機構を解明
Mechanism of forming the nine-fold centriole structure

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

2023.01.23

グルコシノレート分解酵素の液胞への輸送を可視化
Visualization of transport of glucosinolate hydrolase to vacuoles

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

2022.09.26

自己修復性を示すポリイソプレンの開発に成功
Success in developing self-healable polyisoprenes

先進機能触媒研究 G
Advanced Catalysis RG

2023.01.30

ユーグレナの眼点をつかさどる色素を同定
Pigments responsible for Euglena’s eyespot apparatus identified

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

2022.09.30

細胞小器官を接着する新技術「オルガネラグルー」を開発
Organellar glue: new technique to stick organelles together

バイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2023.02.01

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
Enzymes in chloroplasts and endoplasmic reticulum work in cooperationin the synthesis of plant lipids

植物脂質研究 T
Plant Lipid RT

2022.10.13

クモ糸の構造と力学物性をデータベース化
Building a database of spider silk’s structure and physical property

バイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2023.02.21

シアノバクテリアの光化学系 I 単量体 IsiA 超複合体の立体構造解明
Three-dimensional structure of photosystem I monomer Iron-stress-induced-A
supercomplex in a cyanobacteria

生命分子解析 U
Biomolecular Characterization U

植物脂質合成の鍵となる酵素の機能を解明
Functionality of a key enzyme in plant lipid synthesis elucidated

植物脂質研究 T
Plant Lipid RT

2023.02.28

植物の器官再生を制御する酵素を発見
Discovery of enzymes that control organ regeneration in plants

植物ゲノム発現研究 T
Plant Genomic Network RT

一つの植物細胞を丸ごと 3 次元で再現
3D reconstruction of a whole plant cell

バイオ高分子研究 T
Biomacromolecules RT

2023.02.28

植物免疫研究 G
Plant Immunity RG

植物が切断されても、傷口を修復してつなげる仕組みを解明
Mechanism of wound-repairing and organ-reconnecting in cut plants

細胞機能研究 T
Cell Function RT

翻訳阻害剤を介した、植物と糸状菌間の生存競争
Survival competition between plants and filamentous fungi mediated by translation
inhibitors

2023.03.14

STING 炎症シグナルの終結分子機構
Molecular machinery that terminates STING inflammation signaling

生命分子解析 U
Biomolecular Characterization U

2023.03.31

高 CO2 環境でイネを増収させる「コシヒカリ」由来の遺伝子を発見
Discovery of Koshihikari-derived gene that increases rice yield in high CO2 environment

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

2022.10.13

2022.10.18

2022.10.25

2022.10.28

32

プレスリリースタイトル / Titles of Press Release

二次代謝物シデロフォアによる分裂酵母の適応生育と一次代謝への影響
Influence of secondary metabolite siderophore on adaptive growth and primarymetabolism of fission yeast

ケミカルゲノミクス研究 G
分子リガンド標的研究 T
Chemical Genomics RG
Molecular Ligand Target RT

33

セミナー CSRS Seminars
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

2022.05.13

Terpenoid indole alkaloid biosynthesis inCatharanthus
roseusDr. Kotaro Yamamoto

Single-cell and spatial dissection of plant-microbe
interactions

Dr. Tatsuya Nobori

Metal-catalyzed carbonylative polymerizations - Aquest for sustainable commodity plastics

Prof. Li Jia

2022.06.22

Molecular Genetics of Arbuscular Mycorrhizal
Symbiosis in Cereals

Prof. Uta Paszkowsk

University of Cambridge, USA

2022.06.29

Genomics and ecology of fruit tree-pest interactions

Dr. Amandine Cornille2022.07.05

Photoenzymatic Catalysis - Using Light to Reveal
New Enzyme Functions

Prof. Todd K. Hyster

2022.06.03

2022.06.17

Affiliation

Host

Yokohama City University

Metabolomics RG

Date2022.11.22

Title

Speaker

Affiliation

核酸分析の最前線4Host
生命分子解析U

核酸認証標準物質RNA水溶液（NMIJ CRM 6204-b）の開発

藤井 紳一郎 先生

産業技術総合研究所

核酸の不純物の網羅的解析を目的とした多次元HPLCシ
ステムの開発柿田 穣 先生

エーザイ株式会社

2022.11.25

Tailoring Organosodium Reagents for Arene
Functionalisation

Prof. Eva Hevia

University of Bern, Switzerland

Advanced Organic Synthesis RT

Plant Immunity RG

2022.11.25

Lighting up Bio-Molecules with Fluorescent Chemical
Tools

Prof. Ankona Datta

Tata Institute of Fundamental Research,
India

Catalysis and Integrated RG

CNRS / Université Paris-Saclay, France

Plant Immunity RG

2022.11.28

Developments in Photocatalytic Hydrophosphination

Prof. Rory Waterman

University of Vermont, Burlington, USA

Advanced Catalysis RG

Cornell University, USA

Advanced Organic Synthesis RT

2022.12.06

Eco-redox model: Towards a fundamental understanding of ecological metabolism

Dr. Mayumi Seto

Nara Women's University

Biofunctional Catalyst RT

2022.12.12

Natural products and metabolism: in vivo screens inC.elegans and in vitro structure-switching aptamer
sensors

Prof. Andy Fraser

2022.12.16

Carbo- and nickel-catalyzed CO2 valorization: newperspectives in organic synthesis

Prof. Marco Bandini

2023.01.17

The Sabatier principle as a tool for the discovery andengineering of industrial enzymes

Dr. Jeppe Kari

2023.02.06

Bringing inorganic carbon to life: From new-to-nature
carboxylases to artificial chloroplasts

Prof. Dr. Tobias J. Erb

2023.02.20

How can plants stay in this world while their pathogens
can evolve much faster?

Prof. Fumiaki Katagiri

2023.03.07

Revealing cambium stem cell behaviours duringsecondary growth in Arabidopsis

Dr. Dongbo Shi

2023.03.08

Genome editing by direct introduction of Cas9/sgRNA
into plant cells by a temperature-controlled atmospheric-pressure plasma

Dr. Yuki Yanagawa

2023.03.16

From Conducting Polymers to Mild Semiconductor
Synthesis in Solution: Main Group Chemistry at Work

Prof. Eric Rivard

Salk Institute, USA

The University of Akron, USA

Plant Immunity RG

Advanced Catalysis RG

University of Toronto, Canada
2022.07.12

Quantum Supremacy at Electrified Solid-LiquidInterfaces

Dr. Ken Sakaushi

National Institute for Materials Science

Biofunctional Catalyst RT

Chemical Resource
Development RU

University of Bologna, Italy
2022.07.20

Measurements of surface and internal structures andphysical properties of biological samples bysuper-resolution atomic force microscopy

Dr. Keisuke Miyazawa

Kanazawa University

Plant Immunity RG

Advanced Organic Synthesis RT

Roskilde University, Denmark2022.08.23

Evolution of NPR proteins: salicylic acid receptors

Dr. Hirofumi Nakagami

Max Plank Institute for Plant Breeding
Research, Germany

Plant Immunity RG

Dr. Toru Terachi

2022.10.04

Searching for New Reactivity: Iron-Catalyzed
Selective Nitrogen Atom Transfer

Prof. Hao Xu

Brandeis University, USA

Catalysis and Integrated RG

2022.11.15

Stereoselective synthesis & catalysis with reactive
metal carbenes and ylides

Prof. Jerome Lacour

University of Geneva, Switzerland

Catalysis and Integrated RG

2022.11.22

Adaptation strategies in a clonally evolving fungal
pathogenProf. Antonio Di Pietro

University of Córdoba, Spain

Plant Immunity RG

Kyoto Sangyo University

Max-Planck-Institute for Terrestrial
Microbiology, Germany

Biofunctional Catalyst RT

Biomacromolecules RT

The unexpected finding of the transplastomic tobacco
plant having a bipartite chloroplast genome and thedevelopment of a plasmid shuttle vector forchloroplast transformation

2022.09.30

Biofunctional Catalyst RT

University of Minnesota, USA
Plant Immunity RG

University of Potsdam, Germany
Cell Function RT

Chiba University
Synthetic Genomics RG

University of Alberta, Canada

34

Advanced Catalysis RG

35

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

Date2022.04.01

日本農芸化学会 トピックス賞
Hot Topics Award, Japan Society for Bioscience,
Biotechnology, and Agrochemistry

受賞者 / Awardees
平井 優美 チームリーダー
Masami HIRAI Team Leader

研究室 / Labs
代謝システム研究 T
Metabolic Systems RT

佐藤 心郎 テクニカルスタッフ I
Muneo SATO Technical Staff I

守屋 繁春 専任研究員
Shigeharu MORIYA Senior Research Scientist

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

第 30 回木原記念財団 学術賞
The 30th Kihara Memorial Foundation Academic Award

杉本 慶子 チームリーダー
Keiko SUGIMOTO Team Leader

細胞機能研究 T
Cell Function RT

日本顕微鏡学会 第 37 回論文賞
The Japanese Society of Microscopy Award for the
Scientific Paper (FUNDAMENTALS) in 2022

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

2022.05.18

台湾 科技部 傑出研究賞
Outstanding Research Award, Minstory of Science andTechnology, Taiwan

中村 友輝 チームリーダー
Yuki NAKAMURA Team Leader

植物脂質研究 T
Plant Lipid RT

2022.09.01

日本植物バイオテクノロジー学会 論文賞
The JSPB Excellent Paper Award

中林 亮 客員研究員
Ryo NAKABAYASHI Visiting Scientist

統合メタボロミクス研究 G
Metabolomics RG

2022.04.01

2022.05.12

賞 / Awards

Date

研究室 / Labs

2022.11.03

Best Scientist Award, Research.com World 2022 Ranking
Best Scientist Award, Research.com World 2022 Ranking

篠崎 一雄 特別顧問
Kazuo SHINOZAKI Senior Advisor

CSRS
CSRS

2022.11.07

第 45 回フッ素化学討論会 優秀口頭発表賞
The 45th Fluorine Conference of Japan Excellent oral presentationaward

田上 拓磨 基礎科学特別研究員
Takuma TAGAMI Special Postdoctoral Researcher

触媒・融合研究 G
Catalysis and Integrated RG

2022.11.12

日本アミノ酸学会 学会賞
JSAAS Award for Distinguished Investigator

堂前 直 副部門長
Naoshi DOHMAE Deputy Division Director

技術基盤部門Technology Platform Division

2022.11.15

Highly Cited Researchers 2022
Highly Cited Researchers 2022

斉藤 和季 センター長
Kazuki SAITO Director

CSRS
CSRS

篠崎 一雄 特別顧問
Kazuo SHINOZAKI Senior Advisor

白須 賢 副センター長
Ken SHIRASU Deputy Director

斉藤 和季 グループディレクター
Kazuki SAITO Group Director

武田 紀子 テクニカルスタッフⅡ
Noriko TAKEDA-KAMIYA Technical Staff II

受賞者 / Awardees

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

瀬尾 光範 ユニットリーダー
Mitsunori SEO Unit Leader

適応制御研究 U
Dormancy and Adaptation RU

Lam-Son Phan Tran 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

小嶋 美紀子 専門技術員
Mikiko KOJIMA Expert Technician

森 哲哉 専門技術員
Tetsuya MORI Expert Technician

豊岡 公徳 上級技師
Kiminori TOYOOKA Senior Technical Scientist

山田 豊 テクニカルスタッフⅠ
Yutaka YAMADA Technical Staff I

メタボローム情報研究 T
Metabolome Informatics RT

鵜崎 真妃 大学院生リサーチ・アソシエイト
Mai UZAKI Junior Research Associate

代謝システム研究 T
Metabolic Systems RT

峠 隆之 客員研究員
Takayuki TOHGE Visiting Scientist

統合メタボロミクス研究 G
Metabolomics RG

2022.12.07

有機合成化学協会 東ソー・ファインケム 研究企画賞

河村 伸太郎 上級研究員
Shintaro KAWAMURA Senior Scientist

触媒・融合研究 G
Catalysis and Integrated RG

2023.01.13

Thieme Chemistry Journals Award
Thieme Chemistry Journals Award

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

2023.02.15

第 5 回日本オープンイノベーション大賞
科学技術政策担当大臣賞
5th Japan Innovation Prize (JOIP) Minister of Science andTechnology Policy Award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

2022.09.13

日本植物バイオテクノロジー学会 学生優秀発表賞
The JSPB Outstanding Student Presentation Award

多部田 弘光 研修生
Hiromitsu TABETA Student Trainee

代謝システム研究 T
Metabolic Systems RT

2022.09.18

2022 年度日本植物学会 特別賞（技術と教育）
The BSJ Special Prize

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

2023.02.20

島津賞
Shimadzu Award

斉藤 和季 センター長
Kazuki SAITO Center Director

CSRS
CSRS

2022.09.20

第 12 回永瀬賞 最優秀賞
12th Frontier Salon Nagase Prize, Grand 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

2023.03.23

日本化学会名誉会員
The Chemistry Society of Japan Award for Honorary Membership

侯 召民 グループディレクター
Zhaomin HOU Group Director

先進機能触媒研究 G
Advanced Catalysis RG

2022.11.03

文化功労者
Person for Cultual Merit吉田 稔 グループディレクター
Minoru YOSHIDA Group Director

ケミカルゲノミクス研究 G
Chemical Genomics RG

2023.03.23

日本化学会 進歩賞
The Chemical Society of Japan Award for Young

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

36

37

ニュース＆イベント News & Events
2022.04.20-21
2021年度CSRS成果報告会

2022.11.04
2022年度CSRS中間報告会

オンライン

オンライン

FY2021 CSRS Annual Progress Report Meeting

FY2022 CSRS Interim Progress Report Meeting

OnlineOnline2022.04.23
理研 和光地区 一般公開
理研 和光事業所 / オンライン

RIKEN Wako Campus Open Day
RIKEN Wako campus / Online

2022.11.21
CSRSの研究者8名が「Highly Cited Researchers 2022」に選出

Eight CSRS researchers have been selected forHighly Cited Researchers 2022

Laboratories
研究室ページに掲載されている下記アイコンは、

2022.12.06
植物科学シンポジウム2022−植物科学で挑む、社会実装への道−
東京大学 / オンライン

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.

Plant Science Symposium 2022

2022.07.07
CSRS加速重点プログラム「シングルセルオミクス」
キックオフミーティング

The University of Tokyo / Online

革新的植物バイオInnovative Plant Biotechnology

オンライン

CSRS Accelerated Priority Program“Single Cell Omics” Kick-off Meeting
Online2022.10.22
理研 横浜地区 一般公開
理研 横浜事業所 / オンライン

2023.01.06
CSRS加速重点プログラム「Carbon Neutrality and Beyond」
キックオフミーティング

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

オンライン

CSRS Accelerated Priority Program“Carbon Neutrality and Beyond” Kick-off Meeting
Online代謝ゲノムエンジニアリング
Metabolic Genome Engineering

RIKEN Yokohama Campus Open Day
RIKEN Yokohama campus / Online

2023.02.02-03
九州大学エネルギーシステムデザイン研究センター
キックオフワークショップ
九州大学 / オンライン

Center for Energy Systems Design, Kyushu University
Kick-off Workshop

先進触媒機能エンジニアリング
Innovative Catalysts

新機能性ポリマー
Leading-edge Polymers

Kyushu University / Online

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

研究に携わる多様な職種のCSRSスタッフを紹介する
動画コンテンツ制作しました。研究者を支える研究支
援スタッフや、研究環境を支える事務スタッフにフォー
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。
We produced videos introducing the diverse staff
of RIKEN CSRS such as research support staff,
and administrative staff who support the research
environment.

38

日本語ウェブサイト

English website

https://www.csrs.riken.jp/jp/
activities/diversity/people/
index.html

https://www.csrs.riken.jp/en/
activities/diversity/people/
index.html

39

植物免疫研究グループ

主要論文 / Publications
Ogawa, S. et al.
Strigolactones are chemoattractants for host tropism in
Orobanchaceae parasitic plants.
Nat. Commun. 13, 4653 (2022)

Plant Immunity Research Group
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

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●

植物の免疫と成長を促進する根圏の有用微生物の同定●

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●

植物免疫の分子機構の解明●

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

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●●

ハマウツボ科の寄生植物の根が宿主由来のストリゴラクトンに対して化学屈性を示すことを発見した。
卵菌病原体由来のスフィンゴ脂質を認識する受容体が病害抵抗性に重要であることを示した。
植物由来抗菌性化合物ロカグレートに耐性を持つ糸状菌の発見とその分子機構を明らかにした。

Kato, H. et al.
Recognition of pathogen-derived sphingolipids in Arabidopsis.
Science 376, 857-860 (2022)
Chen, M. et al.
A parasitic fungus employs mutated eIF4A to survive on
rocaglate-synthesizing Aglaia plants.
eLife 12, e81302 (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.

Group Director

Ken SHIRASU Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Group Director

Technical Staff

Ken SHIRASU

Kaori TAKIZAWA
Ryoko HIROYAMA
Noriko MAKI
Arisa SHIBATA

Senior Research Scientist

Yasuhiro KADOTA
Takayuki MOTOYAMA
Senior Scientist

Shuta ASAI
Research Scientist

Nobuaki ISHIHAMA
Sachiko MASUDA
Naoyoshi KUMAKURA
Phtheirospermum roots responding to strigolactone derivative

Understanding plant immunity
mechanisms and developing sustainabledisease resistant crops

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

Research Subjects

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

Chemotropism towards strigolactone in Phtheirospermum

Student Trainee

Erika IINO
Yuki TANAKA
Katsuma YONEHARA
Assistant

Yoko NAGAI
Mika FUJITA

Postdoctoral Researcher

Yu AYUKAWA
Kazuki SATO
Satoshi OGAWA
Max FISHMAN
Bruno Pok Man NGOU

Research Results● We found that roots of the Orobanchaceae parasitic plants exhibit
chemotropism toward host derived strigolactones.
● We showed that receptor that recognize sphigolipid base derived
from oomycete pathogens are important for disease resistance.
● We identified a fungus overcomes the plant-derived antibiotic
rocaglate and revealed its mechanism.

● To identify useful microbes from rhizosphere to promote plant
immunity and growth● To identify small molecules to regulate plant immunity andcharacterize their targets● To isolate novel genes/metabolites for pathogen virulence● To identify novel mechanisms for plant immunity

40

41

統合メタボロミクス研究グループ

主要論文 / Publications
Shoji, T. et al.
Natural and induced variations in transcriptional regulator genes
result in low-nicotine phenotypes in tobacco.
Plant J. 111, 1768-1779 (2022)

Metabolomics Research Group
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。

研究テーマ
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

●

研究成果

●

タバコの精密ゲノム配列を用いて低ニコチン形質の分子基盤を解明し、超低ニコチンタバコの分子育種に成功した。喫煙習慣性物質ニコチンの削減規制に沿った育種を技術的に可能にするものである。
重要生薬の甘草（カンゾウ）の染色体スケールの高品質ゲノム配列を解読し、グリチルリチンなどの薬効成分の生合成に関わる遺伝子クラスターを同定した。今後、バイオテクノロジーを用いた甘草の品種改良や薬効成分の生産向上に役立つと期待される。
植物の代謝的多様性を解明するための高性能液体クロマトグラフィー̶
質量分析計を基盤としたメタボロミクス解析（サンプル調製、抽出、デー
タ取得、
データ解析）の理論と実施例を報告した。

Rai, A. et al.
Chromosome-scale genome assembly of Glycyrrhiza uralensis
revealed metabolic gene cluster centred specialized metabolites
biosynthesis.
DNA Res. 29, dsac043 (2022)
Mori, T. et al.
A liquid chromatography-mass spectrometry-based metabolomics
strategy to explore plant metabolic diversity.
Methods Enzymol. 680, 247-273 (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、さらにグループディレクター

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

斉藤 和季

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薬学博士

Group Director

いく。

Kazuki SAITO Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Group Director

Kazuki SAITO
Senior Scientist

Naoyuki UMEMOTO
Tsubasa SHOJI
Research Scientist

Amit RAI
Technical Staff

Circos plot depicting genomic features of Glycyrrhiza uralensis.
From outer to inner circles: 1, eight chromosomes scaled in Mb length,
assembly gaps have been shown in black color lines on individual
chromosomes; 2, repetitive sequences; 3, distribution of HC genemodels; 4, intra-synteny blocks.

Natural and induced mutations in ERF199 and ERF189 transcription factor genes,
which reside on NIC1 and NIC2 locus, respectively, result in low-nicotine
phenotypes in tobacco. Deletions, insertions, and substitutions were found in the
mutant alleles.

Developing integrated metabolomics
to explore mechanisms and regulation ofplant metabolite production

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

Research Subjects

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
We are investigating the basic principles behind the wide variety offield of Phytochemical Genomics, we are also elucidating the

Tomoko NISHIZAWA
Satoko SUGAWARA
Kouji TAKANO

Research Results● We have succeeded to develop ultra-low nicotine tobacco(Nicotiana tabacum) plants, elucidating the genomic basis of
nicotine regulation. This study contributes to easy and fast
molecular breeding of tobacco containing the addictive substanceat very low levels.
● The chromosome-scale genome assembly of an important
medicinal plant, licorice (Glycyrrhiza uralensis) has been achived,
and gene clusters containing the genes in the biosynthesis ofglycyrrhizin have been identified. This research is expected to be
useful for biotechnological improvement of licorice and the
production of medicinal components.
● We have reported theory and practice of metabolomics analysis(sample preparation, extraction, data acquisition, and data
analysis) based on high-performance liquid chromatography-mass
spectrometry to explore metabolic diversity in plants.

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.

4243

先進機能触媒研究グループ

主要論文 / Publications
Sahoo, H., Zhang, L., Cheng, J., Nishiura, M., Hou, Z.
Auto-Tandem Copper-Catalyzed Carboxylation of Undirected
Alkenyl C–H Bonds with
CO2 by Harnessing β-Hydride Elimination.
J. Am. Chem. Soc. 144, 23585-23594 (2022)

Advanced Catalysis Research Group
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●

タンデム型銅触媒を用いて、配向基を必要としないアルケニルC-H結合のCO2によるカルボキシル化反応を達成した。
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二酸化炭素のN≡N結合およびC=O結合を切断するとともに、新たにN=C結合を形成させ、イソシアネート（−N=C=O）を合成することに成功した。
スカンジウム触媒を用いて、ポリイソプレンのミクロ構造を精密に制御することにより、優れた自己修復性を示すエラストマーの創製に成功した。

Zhuo, Q. et al.
Dinitrogen Cleavage and Functionalization with Carbon Dioxide ina Dititanium Dihydride Framework.
J. Am. Chem. Soc. 144, 6972-6980 (2022)
Wang, H. et al.
Making Polyisoprene Self-Healable through Microstructure
Regulation by Rare-Earth Catalysts.
Angew. Chem. Int. Ed. 61, e202210023 (2022)

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

Group Director

Zhaomin HOU D.Eng.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Group Director

Visiting Scientist

Zhaomin HOU

Na HAO
Shigeru YAMAGUCHI

Senior Research Scientist

Satoshi KAMIGUCHI
Masayoshi NISHIURA
Takanori SHIMA
Masanori TAKIMOTO
Liang ZHANG
Research Scientist

Xuefeng CONG
Auto-tandem copper-catalyzed carboxylation of undirected Alkenyl C–H bond with CO2

Self-healing polyisoprene

Postdoctoral Researcher

Harekrishna SAHOOLin HUANG
Xiaobin LIN
Aniket MISHRA
Kun AN
Wenxuan XU

Developing new catalysts formore efficient, selective
chemical transformations

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)Research Subjects

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,operation-efficient chemical transformations for the synthesis of fineTechnical Staff

Hisashi SOGA
Junior Research Associate

Yidan CHENG
International Program Associate

Haoran ZHANG
Mingjun CHI
Jingjing SHAO
RIKEN Student Researcher M

Zhou SUN

Research Results● We achieved the carboxylation of undirected alkenyl C-H bonds
with CO2 by auto-tandem copper catalysis.
● We achieved the activation and functionalization of N2 with CO2 in adititanium dihydride framework, affording isocyanate species
through N≡N and C=O bond cleavage and N=C bond formation.
● We synthesized tough and autonomous self-healing elastomers byscandium catalyst-controlled polymerization of isoprene.

and CO2 by synergistic molecular multimetallic polyhydride clusters.

● Small molecule activation and transformation by molecularmultimetallic hydride clusters4445

触媒・融合研究グループ

主要論文 / Publications
Toh, K. et al.
Chemoproteomic Identification of Blue-Light-Damaged Proteins.
J. Am. Chem. Soc. 144, 20171-20176 (2022)

Catalysis and Integrated Research Group
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
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●

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、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

研究テーマ

研究成果

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●●

プロパルギルアミンを用いた青色光で損傷したタンパク質のプロテオミク
ス法を確立し、
ラマンイメージングによって生細胞へ適応できることを実証した。
ニッケル錯体が触媒するマイケル反応における立体多様性発現機構を明らかにした。
酸素を酸化剤として用い、Pd錯体が触媒する持続性ラジカルとカテコー
ルとの脱水素型クロスカップリング反応を開発した。

Sohtome, Y. et al.
Experimental and Computational Investigation of Facial Selectivity
Switching in Nickel–Diamine–Acetate-Catalyzed Michael
Reactions.
J. Org. Chem. in press
Sugawara, M. et al.
Pd-catalyzed Aerobic Cross-Dehydrogenative Coupling of
Catechols with 2-Oxindoles and Benzofuranones: Reactivity
Difference Between Monomer and Dimer.
Chem Asian J. 17, e202200807 (2022)

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

Group Director

Mikiko SODEOKA D.Pharm.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Group Director

Mikiko SODEOKA
Senior Research Scientist

Kosuke DODO
Yoshihiro SOHTOME
Senior Scientist

Shintaro KAWAMURA
Research Scientist

Syusuke EGOSHI
Special Postdoctoral Researcher

The chemoproteomics using propargylamine to detect blue-light-damaged proteins in live cells

Pd-catalyzed aerobic cross-dehydrogenative coupling

Takuma TAGAMI
Postdoctoral Researcher

Subrata MUKHERJEE
Yanzong LYU
Technical Staff

Developing new transition metal-catalyzed
reactions and conducting integrated
research of chemistry and plant science

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

Research Subjects

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,

Research Results● We demonstrated a novel proteomics approach to mappingblue-light-damaged proteins marked with propargylamine in live
cells by using Raman imaging.

Naoki TERAYAMAMai AKAKABE
Temporary Staffing

Ayako KUBOTA● We clarified the mechanism of the facial selectivity switching in
Ni–catalyzed Michael reactions.
● We developed Pd-catalyzed aerobic cross-dehydrogenative
coupling of persistent radicals with catechols.

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

46

47

ケミカルゲノミクス研究グループ

主要論文 / Publications
Takase, S. et al.
A novel and specific G9a inhibitor unveils BGLT3 lncRNA as auniversal mediator of chemically induced fetal globin gene
expression.
Nat. Commun. 14, 23 (2023)

Chemical Genomics Research Group

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

●

●

●

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
●

●

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
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

●

研究成果

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

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。

●

ヒストンメチル化酵素G9aに対する安全で特異的な阻害剤RK-701は、非コードRNAであるBGLT3の活性化を介して胎児型γグロビンの発現を強く誘導することを明らかにしたことから、鎌状赤血球症の新規治療薬として期待される。
ヒストンH3のメチル化とそれに伴うヘテロクロマチンタンパク質HP1αとの相互作用を検出できる蛍光プローブの開発に成功し、細胞分裂に伴うメチル化とHP1αのダイナミックな変動を明らかにした。
免疫抑制剤FK506の標的であるFKBP12は分裂酵母においてアミノ酸の一種であるスレオニンの脱アミノ化を触媒するTda1タンパク質の機能を抑制し、それによりイソロイシンの生合成を抑制することを明らかにした。

Sasaki, K. et al.
Visualization of the dynamic interaction between nucleosomal
histone H3K9 tri-methylation and HP1α chromodomain in living
cells.
Cell Chem. Biol. 29, 1153-1161 (2022)
Sasaki, M. et al.
FK506 binding protein, FKBP12, promotes serine utilization andnegatively regulates threonine deaminase in fission yeast.
iScience 25, 105659 (2022)

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

Group Director

Minoru YOSHIDA D.Agr.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Group Director

Technical Staff

Minoru YOSHIDA

Rumi KUROKAWA
Atsushi HASHIMOTO
Megumi TAKASE

Senior Research Scientist

Akihisa MATSUYAMA
Ken MATSUMOTO
Feng LING
Yoko YASHIRODA
Senior Scientist

A critical role of BGLT3 long non-coding RNA in reactivation of fetal globin gene expression
upon inhibition of G9a by a specific and low-toxic G9a inhibitor RK-701

Hismet-HP1αCD, a FRET probe that can monitor the histone H3K9me3 binding toHP1α chromodomain, was developed (A). Pseudocolor images (B) and the timecourse (C) of emission ratios in the nuclei of COS7 cells expressing Hismet-HP1α
CD show a step-wise change due to methylation of histone H3K9me3 followed byphosphorylation of histone H3S10 during mitosis.

Kazuki SASAKI
Norio KUDO
Takashi ITO
Research Scientist

Tilman SCHNEIDER-POETSCH
Postdoctoral Researcher

Jagat CHHIPI SHRESTHA

Exploiting methodologies to resolve
environmental and resource-related
problems using chemical biology

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

Research Subjects

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 and48

into novel active compounds by constructing a variety of phenotypic
yeast cells, and in vitro screening systems using various target
addition, we construct new platforms for developing highResearch Results

Visiting Scientist

Tomoshige HIRATSUKA
NURMILA SARI

Junior Research Associate

Fereshteh AZADEHRIKEN Student Researcher M

Huanlin LI
Student Trainee

Takumi TAKAHASHI
Wenjuan ZHUYifan WANG
Karam SAGHIR
Mio KIKUTA
Kodai KATO
AssistantJunko NODA

● RK-701, a safe and specific inhibitor of a histone methyltransferase
G9a, strongly induces expression of fetal γ-globin gene expression
by activating a non-coding RNA BGLT3, suggesting that RK-701
will be a novel therapeutics for sickle cell disease.
● We have successfully developed a fluorescent probe that can
detect histone H3K9 methylation and its interaction with theheterochromatin protein HP1α, revealing dynamic changes inmethylation and HP1α during mitosis.
● FKBP12, the target protein of the immunosuppressor FK506,
negatively regulates the function of threonine deaminase Tda1,
thereby suppressing the biosynthesis of isoleucine.

unique molecular ligands that are useful for chemical biology
resource sciences.

49

合成ゲノミクス研究グループ

主要論文 / Publications
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 (2023)

Synthetic Genomics Research Group
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。
またパラゴムノキやC4光合●成植物であるソルガムのゲノム解読を通じて、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研究を目指す。

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●

研究成果
シロイヌナズナ芽生えの青色光受容後におけるリボソーム関連遺伝子の翻訳効率の増大はCRYとHY5を介した青色光シグナル伝達機能だけではなく、葉緑体機能も関与することを明らかにした。
遺伝子間スプライシングによる異常転写物が植物の初期光受容時に選択的に分解されていることを明らかにした。
グルココルチコイド受容体を融合させた機能誘導性のシロイヌナズナ転
写因子ライン、TF-GRラインを作成した。

Kurihara, Y. et al.
Intergenic splicing-stimulated transcriptional readthrough is
suppressed by nonsense-mediated mRNA decay in Arabidopsis.
Commun. Biol. 5, 1390 (2022)
Shimada, S. et al.
A collection of inducible transcription factor-glucocorticoid receptor
fusion lines for functional analyses in Arabidopsis thaliana.
Plant J. 111, 595-607 (2022)

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

Group Director

Minami MATSUI D.Sci.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Group Director

Technical Staff

Minami MATSUI

Tomoko KURIYAMA

Senior Scientist

Student Trainee

Yukio KURIHARA

Chika AKAGI

Research Scientist

Part-time Worker

Setsuko SHIMADA
Emiko KURIHARA
Hidefumi HAMASAKI

Rieko SATO
Mieko KOMOCHI
Junko ENOKIDO
Kyoko YOKOMIZO
Masaharu KAWAUCHIEmi OSADA
Kaori TERADA
Mayuko CHIBA

Visiting Scientist

Schematic model showing the generation of the DEX-inducible TF-GR lines and flow diagram of the screening of TF-GR
lines for light-signaling mutantsContributing sustainable production of
useful biomass materials with genome
information and gene expression profile

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 analyse
useful plant genome including Pará-rubber tree and sorghum, a C4
photosynthesis crop. We will contribute sustainable production of
useful biomass materials through these researches.

Research Subjects● Analysis of mechanism for plant’s response to light environment

Schematic model showing signals that increase translational
efficiency of ribosome-related genes upon blue light reception

Yuko MAKITA
Yuki YANAGAWA
Nyok Sean LAU
Misao ITOUGA
Takatoshi KIBA

Research Results● We found that the increased translational efficiency ofribosome-related genes after blue light receiving in Arabidopsis
seedlings are not only related to blue light signaling functions via
CRY and HY5, but also to chloroplast functions.
● We found that aberrant transcripts derived from intergenic splicing
are selectively eliminated at the first plant light perception.
● We generated TF-GR lines, inducible transcription factor lines
using glucocorticoid receptor fusion techniques in Arabidopsis.

● 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

50

51

代謝システム研究チーム

主要論文 / Publications
Uchida, K., Hirai, M.Y.
A simple method for creating transgenic pea hairy roots using a
Japanese pea cultivar and a Japanese Rhizobium radiobacterstrain.
Plant Biotechnol. 40, 1-4 (2023)

Metabolic Systems Research Team
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●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
●

●

国内産のエンドウとアグロバクテリウムを用いて簡便な毛状根作成系を構築した。
シロイヌナズナの細胞内酵素GGP1がグルタチオンを分解し、硫黄一次・二次代謝の両方で機能することを明らかにした。
ニチニチソウにおいてアルカロイドを蓄積する、形態が異なる2種類の異形細胞について、
アルカロイド蓄積能の獲得時期が異なることを明らかにした。

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

Ito, T. et al.
Glutathione degradation activity of γ-glutamyl peptidase 1
manifests its dual roles in primary and secondary sulfur
metabolism in Arabidopsis.
Plant J. 111, 1626-1642 (2022)
Uzaki, M. et al.
Differential regulation of fluorescent alkaloid metabolism between
idioblast and lacticifer cells during leaf development in
Catharanthus roseus seedlings.
J. Plant Res. 135, 473-483 (2022)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）

Team Leader

Masami HIRAI Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Technical Staff

Masami HIRAI

Ayuko KUWAHARA
Muneo SATO

Research Scientist

A photo of C. roseus (upper left), fluorescent microscopic image of C. roseus
leaf (right) and its magnification (lower left). Two types of fluorescent idioblast
cells are indicated by purple arrows and orange arrowheads.

Understanding the mechanisms andphysiology of plant metabolism andimproving production of useful materials

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

Research Subjects

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 ofModels of glutathione degradation and glucosinolate/camalexin
biosynthesis under sulfur-sufficient (top) and -deficient (bottom)
conditions

Research Results

Kai UCHIDA
Ryoichi SATO

Junior Research Associate

Postdoctoral Researcher

International Program Associate

Yushiro FUJI
Mengyao WANG

Nhung Thi DO
Yen Thi DO

Visiting Scientist

Student Trainee

Yimeng LI
Ryosuke SUGIYAMA
Takashi OSANAI
Kensuke KAWADE
Kentaro YANO
Kinuka OHTAKA

Hiromitsu TABETA
Takehiro ITO

Mai UZAKI

Part-time Worker

Junko TAKANOBU● We established a simple method of hairy root creation using
Japanese pea cultivar and Rhizobium strain.
● We clarified that a cytosolic enzyme GGP1 degrades glutathioneand has dual roles in primary and secondary sulfur metabolism in
Arabidopsis thaliana.
● We clarified that two types of idioblast cells of Catharanthus
roseus, which accumulate alkaloids and have different
morphologies, differ in the time of acquisition of alkaloid
accumulation capacity.

techniques and exploit mathematical modelling and machine● Data mining from metabolome data through machine learning andmathematical modeling52

53

メタボローム情報研究チーム

主要論文 / Publications
McDonald, J. G. et al.
Introducing the lipidomics minimal reporting checklist.
Nat. Metab. 4, 1086-1088 (2022)

Metabolome Informatics Research Team

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●

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

MS-DIALソフトウェアの継続開発を行った。

●

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

代謝物名称や構造表記の国際標準化を行った。

●

ペプチド性二次代謝物の溶出時間予測を行った。

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

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、

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)

チームリーダー有田 正規

博士（理学）

Team Leader

Masanori ARITA D.Sci.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Masanori ARITA
Research Scientist

Shohei NAKAMUKAI
Visiting Scientist

Hiroshi TSUGAWA
Atsushi FUKUSHIMA

MS-DIAL, an integrated platform for metabolomics

Developing software platforms anddatabases for metabolomics research

Research Subjects

Kernel-based prediction of retention orders from structure

Our

team

develops

softwareplatforms

necessaryformetabolomic analyses, network analyses and computer simulations.

Research Results

We also design databases for more efficient identification of● We continued development of MS-DIAL software.

metabolites. Our developments will be applied to integrated analysisof metabolomic and transcriptomic data from collaborating teams to● We performed international standardization of metabolite
nomenclature.

enable systematic understanding of life.

● We predicted retention-time of peptide secondary metabolites.

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

5455環境代謝分析研究チーム

主要論文 / Publications
Shima, H. et al.
Identification of salmoniformes aquaculture conditions to increase
the creatine and anserine levels using multiomics dataset andnonnumerical information.
Front. Microbiol. 13, 991819 (2022)

Environmental Metabolic Analysis Research Team
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●●

生分解性材料の高次構造と物性を関連付けるマテリアルズインフォマ
ティクス技術を構築した。
閉鎖型陸上養殖における微生物叢・代謝物組成の相関ネットワークを可視化した。
データサイエンスにより魚類多様性の中からサケ科魚類における特徴抽出を行った。

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

Yokoyama, D., Suzuki, S., Asakura, T. Kikuchi, J.
Microbiome and metabolome analyses in different
closed-circulation aquarium systems and their network
visualization.
ACS Omega 7, 30399-30404 (2022)
Miyamoto, H. et al.
A potential network structure of symbiotic bacteria involved incarbon and nitrogen metabolism of wood-utilizing insect larvae.
Sci. Total Environ. 836, 155520 (2022)を推進する。

チームリーダー菊地淳

博士（工学）

Team Leader

Jun KIKUCHI Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Jun KIKUCHI
Research Scientist

Kenichi AKAGI
Hideaki SHIMA
Postdoctoral Researcher

Materials informatics approach has been developed for structure-property relationship in biodegradable polymers.

Visualization of micribiome-metabolome network in closed
onshore aquaculture system

Atsushi KUROTANIDaiki YOKOYAMA
Shunji YAMADA
Tatsunori YAGITechnical Staff

Yuuri TSUBOIKenji SAKATA
Tomoko MATSUMOTO

Exploring sustainability ofenvironmental metabolic system
based on a data-driven approach

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

Research Subjects

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

Research Results● We have developed materials informatics approach forstructure-property relationship in biodegradable polymers.
● We have visualized micribiome-metabolome network in closed
onshore aquaculture system.
● We have featured extraction of salmons among fish diversity bydata science approach.

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

56

57

植物ゲノム発現研究チーム

主要論文 / Publications
Bashir, K. et al.
Ethanol-mediated novel survival strategy against drought stress inplants.
Plant Cell Physiol. 63, 1181-1192 (2022)

Plant Genomic Network Research Team
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気孔閉鎖が促進され、乾燥ストレス耐性を高めることを明らかにした。
エタノール処理により小胞体ストレス応答が促進され、高温ストレス耐性を高めることを明らかにした。
植物の環境ストレス適応に関与するヒストン脱アセチル化酵素HDA6とジャスモン酸によるクロマチン制御を明らかにした。

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

Matsui, A. et al.
Ethanol induces heat tolerance in plants by stimulating unfolded
protein response.
Plant Mol. Biol. 110, 131-145 (2022)
Vincent, S. et al.
Jasmonates and histone deacetylase 6 activate Arabidopsis
genome-wide histone acetylation and methylation during the early
acute stress response.
BMC Biol. 20, 83 (2022)

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）

Team Leader

Motoaki SEKI Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

International Program Associate

Motoaki SEKI

Thu ANH VU
Quynh Thi Nhu DO

Research Scientist

Kentaro NAKAMINAMI
Yoshinori UTSUMI
Minoru UEDA
Hiroki TOKUNAGA
Daisuke TODAKA
Special Postdoctoral Researcher

Akihiro EZOE
Technical Staff

Ethanol enhances heat stress tolerance in plants.

Analyzing plant genomic networks forenvironmental stress adaptation andimproved productivity

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

Research Subjects

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

Ethanol enhances drought stress tolerance in plants.

Junko ISHIDA
Maho TANAKA
Satoshi TAKAHASHI
Chikako UTSUMI

Student Trainee

Hinata MOTEGIPart-time Worker

Chieko TORII
Kayoko MIZUNASHI
Yoshie OKAMOTO
Megumi MIYAMOTO
Akiko SATO
Part-time Worker (ICAR2023)

Miho MAKINO
Assistant

Nobuko KIMURA

Research Results● We revealed that ethanol treatment enhances drought stress
tolerance by inducing stomatal closure.
● We revealed that ethanol treatment enhances heat stress tolerance
by inducing unfolded protein response.
● We revealed chromatin landscape regulated by MeJA and HDA6 inplant stress response.

● 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

58

59

細胞機能研究チーム

主要論文 / Publications
Sakamoto, Y. et al.
Transcriptional activation of auxin biosynthesis drives
developmental reprogramming of differentiated cells.
Plant Cell 34, 4348-4365 (2022)

Cell Function Research Team
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
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。

●

分化した細胞(葉肉プロトプラスト)からのリプログラミングにおいて、
オー
キシン合成が細胞分裂再開の重要なステップになることや、その過程に関わる重要な転写因子を明らかにした。
栄養過剰の条件において、Trihelix転写因子であるGTL1とDF1がRSL4転
写因子の遺伝子発現を抑制することで、根毛細胞の成長を適切に抑えることを発見した。
比較的高い生育温度条件下(適温+5°C程度)ではカルス形成や茎葉再生が促進する。
この一因は、
ヒストンバリアントH2A.Zを介した遺伝子発現抑制機構が解除されるためであることを見出した。

Shibata, M. et al.
Trihelix transcription factors GTL1 and DF1 prevent aberrant root
hair formation in an excess nutrient condition.
New Phytol. 235, 1426-1441 (2022)
Lambolez, A. et al.
Warm temperature promotes shoot regeneration in Arabidopsis
thaliana.
Plant Cell Physiol. 63, 618-634 (2022)

チームリーダー

杉本 慶子

Ph.D.

Team Leader

Keiko SUGIMOTO Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Technical Staff

Keiko SUGIMOTO

Ayako KAWAMURA
Arika TAKEBAYASHI

Senior Scientist

Akira IWASE
Research Scientist

Arabidopsis mesophyll protoplast cell (left) restarts cell division when cultured under proper conditions (right).

Nutrient rich condition inhibits root hair growth.
GTL1 and DF1 function in this regulation.

David FAVERO
Michitaro SHIBATA
Special Postdoctoral Researcher

Hatsune MORINAKA
Xin TONG
Yetkin INCE
Postdoctoral Researcher

Duncan COLEMAN
Fu-Yu HUNG

Uncovering the regulatory network
underlying plant organ growth
and regeneration

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

Research Subjects● Molecular dissection of plant organ growth● Molecular dissection of cellular reprogramming in plants● Molecular manipulation of organ regeneration in crops

60

modulators of organ growth and reprogramming, thus providing
molecular basis for crop improvement.

Student Trainee

Yuki SAKAMOTO
Yu CHEN
Yosuke SASAI
Part-time Worker

Mariko MOURI
Chika IKEDA
Noriko DOI
Akiko HANADA
Assistant

Takako FURUKAWA

Research Results● In cell reprogramming from leaf mesophyll protoplasts, we haverevealed that auxin synthesis is an important step for resumption ofcell division and identified important transcription factors involved in
the process.
● We have discovered that the trihelix transcription factors GTL1 andDF1 are required for proper termination of root hair growth undernutrient rich condition through the suppression of RSL4 gene
expression.
● Relatively high growth temperature conditions (around 5°C higher
than the optimum temperature) promote callus formation and shootregeneration. We discovered that this is partly due to the release ofgene expression suppression mechanism mediated by histone
variant H2A.Z.

61

植物共生研究チーム

主要論文 / Publications
Battenberg, K. et al.
A flexible cross-platform single-cell data processing pipeline.
Nat. Commun. 13, 6847 (2022)

Plant Symbiosis Research Team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●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

シングルセルRNA-seq解析における統合パイプラインを開発した。

●

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・

植物の免疫と共生の双方に関与する因子を同定した。

●

交配によって活性化されるLTRレトロトランスポゾンを明らかにした。

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

研究テーマ

研究成果

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●

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

Yamazaki, A., Battenberg, K., Shimoda, Y., Hayashi, M.
NDR1/HIN1-Like Protein 13 Interacts with Symbiotic Receptor
Kinases and Regulates Nodulation in Lotus japonicus.
Mol. Plant Microbe Interact. 35, 845-856 (2022)
Battenberg, K., Hayashi, M.
Evolution of root nodule symbiosis: Focusing on thetranscriptional regulation from the genomic point of view.
Plant Biotechnol. 39, 79-83 (2022)

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）

Team Leader

Makoto HAYASHI Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Makoto HAYASHI
Research Scientist

Tsuneo HAKOYAMA
Akihiro YAMAZAKI
Postdoctoral Researcher

Kai BATTENBERG
Technical Staff

Atsuko HIROTA
Shoko YAMAZAKI
Interaction of NHL13a with symbiotic receptors and downstream targets

Overview of UniverSC

InternMatthew FORD
Assistant

Mai SUGIYAMA

Understanding plant-microbe symbiosis
in order to establish
sustainable agriculture

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

Research Subjects

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

62

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

Research Results● We developed UniverSC, a universal single-cell RNA-seq dataprocessing tool.
● We identified a protein involved both in plant immunity andsymbiosis.
● We found LTR retrotransposons that are activated and transposedby hybridization.

evolutionary aspects of the legume-rhizobia symbiosis.

63機能有機合成化学研究チーム

主要論文 / Publications
Banerjee, S., Kobayashi, T., Takai, K. Asako, S., Ilies, L.
Molybdenum–Quinone-Catalyzed Deoxygenative Coupling ofAromatic Carbonyl Compounds.
Org. Lett. 24, 7242-7246 (2022)

Advanced Organic Synthesis Research Team
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

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●

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

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。

Asako, S., Ilies, L.
Iron-Catalyzed Enantioselective C–H Functionalization.
Handbook of CH-Functionalization, Ed.: D. Maiti, John
Wiley&Sons, Inc. (2022)

モリブデン触媒を用いたカルボニル化合物のカップリング反応を開発した。
遷移金属触媒を用いた有機ナトリウム化合物のカップリング反応を開発した。

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.

Team Leader

Laurean ILIES Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Laurean ILIES
Senior Scientist

Sobi ASAKO
Yuichiro MUTOH
SpiroBipyridine: a powerful ligand that accelerates catalysis

Molybdenum-catalyzed deoxygenative coupling of carbonyl compounds

Research Scientist

Kazuhiro OKAMOTO
Special Postdoctoral Researcher

Ikko TAKAHASHI
Postdoctoral Researcher

Yushu JIN
Boobalan RAMADOSSPinaki Bhusan DE
Somsuvra BANERJEE
Student Trainee

Relam MOHAMED

Exploring next generation
organic synthesis foran environmentally sustainable society

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,

Research Subjects

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

64

complex functional molecules from simple building blocks. We are

Research Results● We developed a spirobipyridine ligand that accelerates
iridium-catalyzed borylation of arenes.
● We found that a molybdenum catalyst promotes the deoxygenative
coupling of carbonyl compounds.
● We investigated transition-metal-catalyzed coupling oforganosodium compounds.

utilization of organosodium compounds for organic synthesis.

65グリーンナノ触媒研究チーム

主要論文 / Publications
Sen, A., Muranaka, A., Ohno, A., Yamada, Y. M. A.
Oxygen transfer reaction of haloalkyl amides catalyzed byphenylboronic acid.
Commun. Chem. 6, 29 (2023)

Green Nanocatalysis Research Team

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、今までに実現して研究成果●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●

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

研究テーマ
●
●

●

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

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
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●ハロアルキルアミドに触媒量のフェニルボロン酸を作用させると、ヒドロキ
シアルキルニトリルに変換されることを見出した。
Ni(acac)2を触媒量用い、フェニルボロン酸類を活性化剤として用いること
で、ヨウ化アリール選択的なBachwald-Hartwig型反応が進行することを見出した。
またこの生成物に抗真菌活性を見致した。
シリコンナノアレイパラジウム触媒存在下、犠牲還元剤としてトリエタノー
ルアミンを用いたマイクロ波照射選択的なヨードアレーンの水素化分解の開発に成功した。

Dhital, R. N. et al.
Phenylboronic Ester-Activated Aryl Iodide-Selective
Buchwald-Hartwig Type Amination towards Bioactivity Assay.
ACS Omega 7, 24184-24189 (2022)
Matsukawa, Y., Yamada, Y. M. A.
Microwave-Assisted Hydrogen-Free Reductive Deiodination of
Iodoarenes with Silicon-Nanoarray Palladium-Nanoparticle
Catalyst.
Synlett 33, 777-780 (2022)

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）

Team Leader

Yoichi M. A. YAMADA
D.Pharm.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Yoichi M. A. YAMADA
Research Scientist

Heeyoel BAEK
Zhenzhong ZHANG
Abhijit SEN
Ni(acac)2-catalyzed Bachwald-Hartwig type reaction with phenyboronic acids

Conversion of haloalkylamides to hydroxyalkylnitriles catalyzed byphenylboronic acid

Postdoctoral Researcher

Yuta MATSUKAWA
Visiting Researcher

Valerii BUKHANKO
Senior Visiting Scientist

Hiromasa KANEKOTechnical Staff

Aya OHNOInternational Program Associate

Can we develop suitable catalysts
towards green sustainable chemistry?

Eman SOLIMAN“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?”, andResearch Subjects● 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

66“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
waves-activated catalysts.

Research Results● We found that haloalkylamides were readily converted tohydroxyalkylnitriles in the presence of catalytic amount ofphenylboronic acid.
● We found that the Bachwald-Hartwig type reaction selective for aryl
iodide proceeds by using Ni(acac)2 as a catalyst and phenylboronic
acids as an activator. Some products were found to have antifungal
activity.
● We developed the microwave irradiation selective hydrogenolysis
of iodoarenes using triethanolamine as a sacrificial reducing agent
in the presence of silicon nanowire array palladium catalyst.

67

生体機能触媒研究チーム

主要論文 / Publications
He, D. et al.
Regulation of the electrocatalytic nitrogen cycle based onsequential proton–electron transfer.
Nat. Catal. 5, 798-806 (2022)

Biofunctional Catalyst Research Team
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
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●

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

研究テーマ

研究成果

効率の向上を目指し研究を行っている。

●●

脱共役プロトン電子移動を活用することで、窒素化合物の電気化学的変換を制御した。
養殖環境に生息する海産ミミズの活動によって作り出される電気シグナ
ルのリアルタイム計測に成功した。
深海熱水孔で自然に発生する起電力を利用して、電気合成微生物の培養に成功した。

Shono, N. et al.
Tracing and regulating redox homeostasis of model benthic
ecosystems for sustainable aquaculture in coastal environments.
Front. Microbiol. 13, 907703 (2022)
Yamamoto, M. et al.
In situ electrosynthetic bacterial growth using electricity generated
by a deep-sea hydrothermal vent.
ISME J. 17, 12-20 (2023)

チームリーダー中村 龍平

博士（理学）

Team Leader

Ryuhei NAKAMURA D.Sci.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Ryuhei NAKAMURA
Senior Scientist

Yoko CHIBA
Marine earthworms
collected from an aquaculture（Thalassodrilides cf. briani）
environment (left) were transferred into an electrochemical reactor and the electric
signals were monitored (right).

Research Scientist

Hideshi OOKA
Ailong LI
Special Postdoctoral Researcher

By optimizing the pH, electrode potential, and pKa of the molybdenum sulfide catalyst, we were able to realize selective
synthesis of (a) NO, (b) N2O, and (c) NH4+ from NO2-.

Hye-Eun LEE
Postdoctoral Researcher

Jieun LEE
Shuang KONG
Koichi YATSUZUKA
Taejung LIM
Technical Staff

Understanding biological electrontransfer is critical to develop
a sustainable energy strategy

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

Research Subjects

and systems necessary to effectively manage renewable energy
sources.

Research Results● We succeeded in the regulation of the electrocatalytic nitrogen
cycle using sequential proton–electron transfer.

Marie WINTZER
Kazuna FUSHIMINao TSUNEMATSU
Assistant

Tomomi MINAMI
Taeko HORIE● We succeeded in real-time monitoring of the electric signals of theactivity of marine earthworms in aquaculture environments.
● We successfully cultivated electroautotrophic microorganisms using
the naturally occurring electromotive forces at a deep-sea
hydrothermal vent.

● Development of water splitting catalysts● Investigation of giant electro-ecosystems in a deep hydrothermal
environment● Microbial electricity generation

68

69

分子リガンド標的研究チーム

主要論文 / Publications
Forster, DT. et al.
BIONIC: biological network integration using convolutions.
Nat. Methods 19, 1250-1261 (2022)

Molecular Ligand Target Research Team
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●

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

研究テーマ

研究成果

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。

●●

複雑な細胞システムの理解につながる、深層学習を用いたネットワーク統
合アルゴリズムBIONICを開発した。
フルコナゾールとの併用で抗真菌活性が向上するNPD827は細胞膜の恒常性の破壊に関わることを見出した。
酵母ケミカルゲノミクス解析等により、ジェルビンが真菌細胞壁のβ-1,6グルカン合成を阻害することを明らかにした。

Revie, NM. et al.
Targeting fungal membrane homeostasis withimidazopyrazoindoles impairs azole resistance and biofilm
formation.
Nat. Commun. 13, 3634 (2022)
Kubo, K. et al.
Jerveratrum-type steroidal alkaloids inhibit β-1,6-glucan
biosynthesis in fungal cell walls.
Microbiol. Spectr. 10, e0087321 (2022)

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.

Team Leader

Charles M. BOONE Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Charles M. BOONE
Deputy Team Leader

Chemical-genetic profiles of jervine, D75-4590, NP329, NP293, calcofluor white, and tunicamycin using a nonessential deletion collection of the budding
yeast mutants. Blue, negative chemical-genetic interactions.

Candida growth assay with NPD827 in combination with fluconazole and Modelof NPD827 mechanism of action

Yoko YASHIRODA
Research Scientist

Lien Thi Kim PHAM
Visiting Scientist

Matej USAJ
Technical Staff

Mami YOSHIMURA
Assistant

Takako HIYOSHI

Exploring target molecules andmode-of-action of bioactive compounds
through global analysis ofchemical genetic interactions

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

Research Subjects● Global analysis of chemical genetic interactions between molecularligands and their target molecules● Validating the mode of action of bioactive compounds

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

Research Results● We developed a general, scalable deep learning framework for
network integration called BIONIC (Biological Network Integration
using Convolutions), which uses a graph convolutional network toembed genes and proteins from each input network into a common
feature space.
● We screened NPD827, as the most active hit with enhanced
activity against Candida albicans in combination with theconventional antifungal fluconazole and found its unusual mode ofaction which involved disruption of membrane homeostasis.
● We revealed that jervine, a jerveratrum-type steroidal alkaloid,
inhibited the biosynthesis of β-1,6-glucan based on thechemical-genetic profiling.

● Identifying bioactive chemical tools and therapeutic leads thattarget essential gene pathways

7071

バイオ生産情報研究チーム

主要論文 / Publications
Kim, J. S. et al.
Exome-wide variation in a diverse barley panel reveals genetic
associations with ten agronomic traits in Eastern landraces.
J. Genet. Genomics 50, 241-252 (2023)

Bioproductivity Informatics Research Team

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
●

●

オオムギ集団のエクソーム解析により、東アジア型分集団の遺伝子多型とオオムギの10の農業形質との遺伝的関連性を明らかにした。
ゲノム編集により遊泳不全ユーグレナを作出し、回収性の向上させ得ることを示した。
ユーグレナの光走性をつかさどる眼点の形成には、ゼアキサンチンという色素の合成が必要であることを明らかにした。

Ishikawa, M. et al.
CRISPR/Cas9-mediated generation of non-motile mutants toimprove the harvesting efficiency of mass-cultivated Euglena
gracilis.
Plant Biotechnol. J. 20, 2042-2044 (2022)
Tamaki, S. et al.
Zeaxanthin is required for eyespot formation and phototaxis in
Euglena gracilis.
Plant Physiol. 191, 2414-2426 (2023)

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）

Team Leader

Keiichi MOCHIDA Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Keiichi MOCHIDA
Research Scientist

Toshihisa NOMURA
Anzu MINAMI
June-Sik KIM
Genetic variation of a barley diverse panel illustrated based on an
exome-sequencing of a barley diverse panel

A trace image of Eugelna phototaxis

Senior Visiting Scientist

Lam-Son Phan TRAN
Visiting Scientist

Weiqiang LI
Technical Staff

Yukiko UEHARA
Minami SHIMIZU
Yasuko WATANABE
Part-time Worker

Exploring useful genes forplant productivity and developing
technology to increase grass biomass

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.

Research Subjects● Elucidation of molecular mechanisms of higher productivity inallopolyploid and its application to increase plant biomass
production

Research Results● We revealed genetic associations with ten agronomic traits inEastern landraces through wxome-wide variation analysis in adiverse barley panel.

Akiko SUZUKI
Hiromi OJIMA
Kyoko TOYAMA
Yuko KANEKO
Etsuko KITADA● We demonstrated CRISPR/Cas9-mediated generation of
non-motile mutants improve the harvesting efficiency of Euglena
gracilis.
● We found that zeaxanthin is required for eyespot formation andphototaxis in Euglena gracilis.

● Identification of useful genes for improving biomass productivity ingrasses● Enhancement of biomass by modification of the metabolism andcellular system in grasses and microalgae

7273

バイオ高分子研究チーム

主要論文 / Publications
Arakawa, K. et al.
1000 spider silkomes: Linking sequences to silk physicalproperties.
Sci. Adv. 8, eabo6043 (2022)

Biomacromolecules Research Team

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、●●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●●

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●

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

研究テーマ

研究成果

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（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●●クモ糸とクモ糸に含まれるタンパク質の配列、物理的性質、化学的性質、生化学的性質をまとめたデータベースを構築し、バイオ高分子のマテリア
ルインフォマティクスの基盤を構築した。
植物細胞の核や葉緑体に効率的に遺伝子導入するため、双性イオン液体を利用した低毒性の新規手法を開発した。
カーボンナノチューブと機能性ペプチドを組み合わせることで、植物ミトコ
ンドリアに高効率で遺伝子を導入し、その発現を定量的に評価することに成功した。

Miyamoto, T. et al.
Relaxation of the plant cell wall barrier via zwitterionic liquid
pretreatment for micelle-complex-mediated DNA delivery to specificplant organelles.
Angew. Chem. Int. Ed. 61, e202204234 (2022)
Law, S. S. Y. et al.
Polymer-coated carbon nanotube hybrids with functional peptides
for gene delivery into plant mitochondria.
Nat. Commun. 13, 2417 (2022)

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）

Team Leader

Keiji NUMATA Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Technical Staff

Keiji NUMATA

Yoko HORII
Ayaka TATEISHI

Senior Scientist

Ali Andres Defrance MALAY
Research Scientist

Masaki ODAHARA
Takaaki MIYAMOTO
Gene delivery system into plant mitochondria using carbon nanotube with functional
peptides. The experimental scheme (a), penetration pathway to plant mitochondria(b), an atomic force microscopy image (c) and a molecular simulation snap shot ofcarbon nanotube/peptide complexes (d).

Schematic illustration of spider silk database, Silkome. As examples of Silkome databse, the main page of Silkome, materiomics,
sequence data, and phylogenetic tree with protein information are shown.

Special Postdoctoral Researcher

Nur Alia OKTAVIANI
Postdoctoral Researcher

Simon Sau Yin LAW
Hamish Cameron CRAIG
Naoto YOSHINAGA
Senior Visiting Scientist

Developing new biopolymers andapplying them as biomass-based
functional and structural materials

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

Research Subjects● 3D structures and polymerization mechanisms of biopolymer
synthases● Search and development of microorganisms, polymerases, anddepolymerases

biopolymers

such

as

poly

(hydroxyalkanoate)

(PHA)

and

polyamide/polypeptide, which can be used as structural materials.

Research Results● We constructed a database that summarizes the sequences,
physical properties, chemical properties, and biochemical
properties of spider silks and their silk proteins, and built a platform
for material informatics of biopolymers.
● To efficiently introduce exogenous DNA into the nucleus andchloroplasts of plant cells, we developed a new low-toxicity method
using a zwitterionic liquid.

Taku DEMURA
Takamasa SAKAI
Yutaka KODAMA
Kazuharu ARAKAWA
Visiting Scientist

Student Trainee

Taichi KURITA
Naoya ABE
Shota SAKAMOTO
Takato MATSUI
Takuma KAWAGUCHI
Yusuke UENO
Kota NISHII
Shogo TAKEMURA
Haruka TAKEDA
Risa NAKA
Part-time Worker

Maai MORI
Mami GOTO
Assistant

Tomomi INOUE
Mizuki TOMIZAWA

Takashi OSANAI
Misato OHTANI
Kosuke TSUCHIYA
Toshiki SAWADA
Hirotaka UJI
Daichi IDA
Yui TSUJI
Shigeru YAMAGUCHI● By combining carbon nanotubes and functional peptides, we
successfully introduced genes into plant mitochondria with highefficiency and quantitatively evaluated their expression.

● Design and biosynthesis of bio-inspired functional peptides● Biopolymer production and plant modifications via plantbiotechnology

74

75

バイオプラスチック研究チーム

主要論文 / Publications
Sasanami, Y. et al.
Purification and Characterization of an Enzyme that Degrades
Polyamide 4 into gamma-Aminobutyric Acid Oligomers from
Pseudomonas sp. TNN1.
Polym. Degrad. Stab. 197, 109868 (2022)

Bioplastic Research Team

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●

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、●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

研究テーマ
●

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

研究成果

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●

新規なチオエステル構造を有するポリマーの微生物合成に成功した。
脂肪族-芳香族ポリエステルの生分解反応に及ぼす芳香環への置換基効果を明らかにした。

Ceneviva, LVS. et al.
Poly(3-mercapto-2-methylpropionate), a Novel α-Methylated
Bio-Polythioester with Rubber-like Elasticity, and Its Copolymer
with 2-Hydroxybutyrate: Biosynthesis and Characterization.
Bioengineering-Basel 9, 228 (2022)

バイオポリエステルを母材とするポリマーブレンドにおける相容性と環境分解性の相関を明らかにした。

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。
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）

Team Leader

Hideki ABE Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Senior Visiting Scientist

Hideki ABE

Tadahisa IWATA
Ken-ichi KASUYA

Senior Research Scientist

Tomohiro HIRAISHI
Masahiro FUJITA
Research Scientist

Creating new high quality plastic
materials made from biomass

Biosynthetic pathways of novel bio-polythioester and its copolymer

Our team aims to provide high-performance and specificfunctional bioplastic materials as environmentally conscious
polymericmaterials.

Particularly,

bypayingattentiontobiopolyesters produced by microorganisms, we have developed the

Research Subjects● 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, followed

Takeharu TSUGE
Yoshihiro KIKKAWA

Yasumasa TAKENAKA

Technical Staff

Technical Scientist

Naoko NAKADA
Atsushi KATSURAGI

Sumito KUMAGAI
Evaluation of biodegradability for semi-aromatic polyesters with different substitutions

Visiting Scientist

Postdoctoral Researcher

Tatsuya GOTO
Senri HAYASHI
Yunfan ZHANGInternational Program Associate

Ayan Yeosi BARTELS-ELLIS
Student Trainee

Maho KAWASAKI

Research Results● We succeeded in the biosynthesis of novel bio-polythioester.
● We found the substitution effect of aromatic unit on biodegradability
for aliphatic-aromatic polyesters.
● We elucidated the relationships between miscibility andenvironmental degradability for biopolyester-based polymer blends.

with biopolyesters. We achieved to construct a methodology ofmolecular design for bioplastics to predict their properties andfunctions, and new technology for efficient and precise bioplastic
synthesis.

76

77

細胞生産研究チーム

主要論文 / Publications
Shirai, T., Kondo, A.
In Silico Design Strategies for the Production of Target ChemicalCompounds Using Iterative Single-Level Linear Programming
Problems.
Biomolecules 12, 620 (2022)

Cell Factory Research Team
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2,3-ブタンジ
オール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。

Fujiwara, R. et al.
G6P-capturing molecules in the periplasm of Escherichia coli
accelerate the shikimate pathway.
Metab. Eng. 72, 68-81 (2022)
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

Team Leader

Akihiko KONDO Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Akihiko KONDO
Senior Scientist

Tomokazu SHIRAI
Research Scientist

An efficient design producing 2,3-butanediol from glycerol with a recombinant Bacillus subtilis

Complete bioconversion of butadiene from muconic acid with two kinds of artificial
enzymes

Shuhei NODA
Yutaro MORI
Special Postdoctoral Researcher

Ryosuke FUJIWARA
Postdoctoral Researcher

Nunthaphan VIKROMVARASIRI
Yuki OGAWA
Ryosuke MITSUI

Designing and constructing
optimal cell factories forvaluable chemical compounds

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

Research Subjects● Building cell factories for production of valuable chemicals

and degrade cellulose and the process of microorganisms'
degrading and synthesizing biomass.

Research Results● We developed an algorithm of metabolic designs, applying thebioproductions of various useful compounds.
● We constructed a Bacillus subtilis efficiently producing
2,3-butanediol 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

78

79

分子生命制御研究チーム

主要論文 / Publications
Kusano, S., Nakamura, S., Izumi, M., Hagihara, S.
Development of 1,8-Naphthalimide dyes for a rapid imaging ofsubcellular compartments in plants.
Chem. Commun. 58, 1685-1688 (2022)

Molecular Bioregulation Research Team
植物の生理機能を人工分子で制御します
研究テーマ

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、●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。論理的なデンプンを可視化する蛍光分子を開発した。

●

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

植物の細胞内小器官を簡便に染色する蛍光色素を開発した。

●

植物の遺伝子発現を精密に制御する手法を確立した。

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●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

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

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.

Team Leader

Shinya HAGIHARA Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Visiting Researcher

Shinya HAGIHARA

Yuma SHISAKA
Yutaro SHIMIZU

Senior Scientist

A synthetic dye for rapid starch staining

Chemically induced dimerization system using auxin receptor pair

Masanori IZUMI
Research Scientist

Shuhei KUSANO
Special Postdoctoral Researcher

Kotaro NISHIYAMA
Sakuya NAKAMURA
Postdoctoral Researcher

Technical Staff

Yo KIKUCHI
Izumi FUKUHARA
Izumi KONO
Part-time Worker

Emi SONEMio TOKUDA
Yumiko OHTSUKA

Jekson ROBERTLEE

Regulation of plant physiology
with synthetic molecules

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

Research Subjects

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

Research Results● We developed a fluorescent molecule that illuminates starch
granules.
● We developed dyes for a rapid imaging of subcellularcompartments in plants.
● We established controlled gene expression in plants.

obtained from chemical screening will be structurally optimized

plant science and agriculture by combining synthetic chemistry andplant biology, and to explore new field of sustainable resource
science.

80

81

植物脂質研究チーム

主要論文 / Publications
Nguyen, V. C., Nakamura, Y.
Distinctly localized lipid phosphate phosphatases mediate
endoplasmic reticulum glycerolipid metabolism in Arabidopsis.
Plant Cell 35, 1548-1571 (2023)

Plant Lipid Research Team
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見出した。

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●植物脂質合成の鍵となる酵素の機能を解明した。

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●種子の油を合成する新しい代謝経路を発見した。

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、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。

Barroga, N. A. M., Nakamura, Y.
LYSOPHOSPHATIDIC ACID ACYLTRANSFERASE 2 (LPAT2) isrequired for de novo glycerolipid biosynthesis, growth, anddevelopment in vegetative and reproductive tissues of Arabidopsis.
Plant J. 112, 709-721 (2022)
TAN, Y.-R., Nakamura, Y.
The importance of Arabidopsis PHOSPHOLIPID
N-METHYLTRANSFERASE in glycerolipid metabolism and plant
growth.
J. Exp. Bot. 73, 2971-2984 (2022)

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）

Team Leader

Yuki NAKAMURA D.Sci.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Yuki NAKAMURA
Research Scientist

ArtikElisa ANGKAWIJAYA
Postdoctoral Researcher

Anh Hai NGO
Van Cam NGUNYEN
Visiting Researcher

Chao-Yuan YU
A microscope image showing specific sub-organelle localization of
LPPε1 (green) within the chloroplasts (magenta)

Arabidopsis wild-type plant (left) and transgenic plantpartially disrupting LPAT2, a major enzyme for lipid
biosynthesis

Technical Staff

Yasuko WATANABEInternational Program Associate

Nina Alyssa Mabalot BARROGA
Assistant

Ayako SATO

A lipidomic approach to addressing
plant growth and development

We are investigating how lipids control plant growth anddevelopment. Lipids play diverse roles in energy storage, cellular
membrane integrity and signal transduction. Under the concept of“Spatiotemporal (4-D) lipidomics”, we precisely address the

Research Subjects● Lipid-mediated mechanism in plant growth and developmental
control● Physiological significance of molecular diversity in the membrane
lipid profiles

molecular dynamics of lipid metabolism and underlying mechanism
in growth control. Our basic research will form the basis ofknowledge-based metabolic engineering strategy to efficiently
convert photosynthetic assimilates into industrially valuable lipids,

Research Results● We revealed that a pair of enzymes at chloroplast and ER
cooperate in ER-localized lipid biosynthesis.
● We demonstrated an enzyme function in plant lipid biosynthesis
pathway.
● We discovered a new metabolic pathway for plant seed oil
production.

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 metabolicengineering82

83

植物化学遺伝学研究チーム

2022年4月発足
Launched in April 2022

Plant Chemical Genetics Research Team
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
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
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●

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●

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

研究テーマ

研究成果

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●●適切な受粉には、アブシシン酸が不活性化される必要があることを明らにした。
コムギにおいてアブシシン酸とサリチル酸の間に拮抗性が無いことを明らにした。
コムギうどんこ病菌感染過程においてN-ヒドロキシピペコリン酸が重要な役割を果たしていることを明らにした。

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）

Team Leader

Masanori OKAMOTO D.Sci.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Masanori OKAMOTO

N-hydroxypipecolic acid is drastically accumulated during powdery mildew infection in wheat.

Contributing sustainable crop productivity
and improvement of environmental stressadaptation through elucidation ofplant hormone functions

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

Research Subjects● Elucidation of plant hormone metabolic regulations and signaling

climate change. In addition, we also explore key genes for plant

cyp707a quadruple mutant exhibits sterility due toabnormal development of stamens.

Research Results● We found that inactivation of abscisic acid is required for theefficient pollination in Arabidopsis.
● We found that there is no antagonism between abscisic acid andsalicylic acid in wheat.
● We found that N-hydroxypipecolic acid plays an important role
during powdery mildew infection in wheat.

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

84

85

ケミカルバイオロジー・生合成研究チーム

主要論文 / Publications

2022年10月発足
Launched in October 2022

Awakawa, T., Liu, W., Bai, T., Taniguchi, T., Abe, I.
Orthoester formation in fungal meroterpenoid austalide F
biosynthesis.
Philos. Trans. R. Soc. Lond., B, Biol. Sci. 378, 1871, 20220037(2023)

Chemical Biology and Biosynthesis Research Team
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。

●●

β-NADとSAMを基質として二次代謝産物を合成する新規酵素の構造基盤を明らかにした。
生理活性メロテルペノイドの微生物生産系を構築し、二種の新規化合物を取得した。
生理活性インドールテルペノイドの微生物生産系を構築し、一種の新規酸化酵素を同定した。

Awakawa, T., Mori, T., Ushimaru, R., Abe, I.
Structure-based engineering of α-ketoglutarate dependentoxygenases in fungal meroterpenoid biosynthesis.
Nat. Prod. Rep. 40, 46-61 (2023)
Zhou, L., Abe, I., Awakawa, T.
Biosynthesis of dihydroxyardeemin by heterologous expression.
Tetrahedron 127, 133095 (2022)

チームリーダー

淡川 孝義

博士（農学）

Team Leader

Takayoshi AWAKAWA Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Team Leader

Takayoshi AWAKAWA
Research Scientist

Zhiyang QUAN
The structures of the bioactive compounds produced in the microbial host

Production of novel bioactive
compounds with biosynthetic ways

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

Research Subjects● 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

The cryo-EM structure of the enzyme which accepts β-NAD and
SAM as substrates for secondary metabolite biosynthesis

Assistant

Akiko IRIE

Research Results● We solved the structure basis of the enzyme which accepts β-NADand SAM as substrates.
● We constructed the production system of bioactive meroterpenoids
in the microbial host to produce two novel compounds.
● We constructed the production system of bioactive indole
terpenoids in the microbial host and identified one novel
α-ketoglutarate oxygenase.

knowledge in chemical biology.

8687

適応制御研究ユニット

主要論文 / Publications
Zheng, L. et al.
Seed dormancy 4 like1 (SFL1) of Arabidopsis is a key regulator ofphase transition from embryo to vegetative development.
Plant J. 112, 460-475 (2022)

Dormancy and Adaptation Research Unit
種子機能と環境適応力を高める
遺伝子・化合物を探索します

当ユニットでは種子休眠、発芽、ストレス応答に代表される植物の適
応反応の制御機構を明らかにする研究を行っている。
これらの生理作

び輸送機構の解明に取り組んでいる。
さらに遺伝的、化学的な制御に●

植物ホルモン輸送体の同定と機能解析●

植物の成長制御およびストレス応答に関与する代謝物質の同定●

種子の休眠、発芽、寿命に関与する因子の同定●

一細胞からの植物代謝物質量分析法の確立●

用に重要な役割を果たすことが知られているアブシシン酸、
ジベレリン、
ジャスモン酸、
オーキシンなどの植物ホルモンに着目し、その生合成およ

研究テーマ

研究成果

より、輸送体や生合成制御因子の機能を有効に利用することで、植物●●

シロイヌナズナの種皮で発現するABA取り込み輸送体NPF5.1が、種子発芽の制御に関与することを明らかにした。
シロイヌナズナの自然変異系統における植物ホルモン内生量の多様性を明らかにした。
nanoLC-MSを用いた植物ホルモンの超微量定量を行った。

Shimizu, T., Kanno, Y., Watanabe, S., Seo, M.
Arabidopsis NPF5.1 regulates ABA homeostasis and seedgermination by mediating ABA uptake into the seed coat.
Plant Signal. Behav. 17, 2095488 (2022)
Delfin, J. et al.
AtGH3.10 is another jasmonic acid-amido synthetase in
Arabidopsis thaliana.
Plant J. 110, 1082-1096 (2022)の生産性や環境適応力を高める技術開発に取り組む。

ユニットリーダー

瀬尾 光範

博士（理学）

Unit Leader

Mitsunori SEO D.Sci.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Unit Leader

Mitsunori SEO
Postdoctoral Researcher

Hiromi SUZUKI
Technical Staff

Yuri KANNO

NPF5.1 is expressed in the seed coat.
Quantification of auxin (indole-3-acetic acid) from maize coleoptiles

Discovering genes and chemicals that
improve seed quality andplant adaptation responses

Our unit studies the mechanisms that regulate plant adaptation
responses such as seed dormancy, germination and stressresponses. We will reveal how biosynthesis and transport of plant
hormones such as abscisic acid, gibberellin, jasmonates and auxin
are regulated. We will optimize plant adaptation responses bygenetic and chemical regulation of hormone transport andResearch Subjects

biosynthesis.

Research Results● We revealed that the ABA importer NPF5.1, which is expressed in
the seed coat of Arabidopsis, regulates seed germination.
● We revealed natural variation in plant hormone contents among
Arabidopsis accessions.
● We quantified plant hormones from very small plant tissues using
nanoLC-MS.

● Identification and functional characterization of plant hormone
transporters● Identification of metabolites involved in plant growth and stressresponses● Identification of factors involved in seed dormancy, germination andlongevity● Development of a system to quantify plant metabolites from asingle cell8889

環境応答研究ユニット

主要論文 / Publications
Park, C.-J., Shin, R.
Calcium channels and transporters: Roles in response to biotic
and abiotic stresses. Front.
Plant Sci. 13, 964059 (2022)

Environmental Response Research Unit
栄養素利用効率の向上、海藻類の生存メカニズム、金属汚染土壌浄化のファイトレメディエーションの研究に取り組みますカリウムは植物の生長を制御する主要栄養素のひとつであり、生産量を増加させるためこれらを含む肥料の使用量が増加しているが、
生産

研究成果
●

量には正比例せず、余った肥料は土壌汚染を引き起こす要因となる。環
境保護意識が高まる昨今、地球にやさしい新しい方法による生産量の増加と、食糧の確保を可能にする持続的農業の実現が求められている。

●

当ユニットでは解決策として、
シロイヌナズナを用いてカリウムの感知お

研究テーマ
●

植物における栄養欠乏応答のシグナル伝達系の解明●

栄養欠乏時における植物の栄養素利用効率の向上に関する研究●

海藻類の海洋環境における生存メカニズムの解析●

金属汚染土壌の浄化を目指した化合物併用ファイトレメディエーション方の確立

よび欠乏時のシグナル伝達に働く因子の単離に取り組んでいる。
また紅●アラビドプシスのトランスクリプトーム解析により、低カリウムとセシウムス
トレスの基礎となるメカニズムの分岐は、ABAの知覚およびシグナリングの変化と関連している可能性がある事が明らかとなった。
セレン蓄 積 性・耐 性 向 上 化 学 物 質 C 9 H 8 N 2 O Sがシロイヌナズナ
BETA-GLUCOSIDASE 23タンパク質を介してセレン耐性と蓄積性を向上させる事を実証した。
成長を促進するフェノール化合物の作用機序を解明した。

Moon, J.Y., Miyazaki, T., Muroi, M., Watanabe, N., Shin, R.
Isolation of novel chemical components and their target proteinsin plants under selenium stress.
Methods Enzymol. 680, 421-438 (2022)
Kim, Y.-A., Moon, H., Shin, R., Park, C.-J.
Rice nucleus-encoded thylakoid protein, OsY3IP1, confers
enhanced tolerance to saline and alkaline stresses in rice.
Rice Sci. 29, 225-236 (2022)

藻類 Pyropia yezoensis（スサビノリ）
を用い、海藻が塩分の高い海洋環境に適応してナトリウム／カリウムの恒常性を保つメカニズムを模索し、陸上植物であるシロイヌナズナと比較分析を行っている。
有害な金属を土壌から効率的に除去するファイトレメディエーションの手法を確立するため、ケミカルスクリーニングで植物によるセシウムや重金属の吸収ユニットリーダーに影響を与える化合物の研究、多領域にわ

申 怜たる手法を用いた解析を進めており、汚染土

Ph.D.

Unit Leader

壌から植物が有害な金属を吸収するメカニ

Ryoung SHIN Ph.D.

ズムの分析も行っている。

2022年度メンバー / FY2022 Members
Unit Leader

Ryoung SHIN
Postdoctoral Researcher

Wen Dee ONG
Technical Staff

Takae MIYAZAKI
Ayako MIYAA selenium accumulating enhancing chemical,
C9H8N2OS improves the plant selenate
tolerance response via an Arabidopsis
BETA-GLUCOSIDASE 23 protein.

Plant nutrient use efficiency, seaweeds
survival mechanism, developing methods
for removal of unwanted metals fromthe environment

Potassium is one of major nutrients for plant growth, and lack of it
has entailed increased use of fertilizers. However, increased fertilizer
usage does not result in comparable production increase, and excess
fertilizer run-off creates soil pollution. Growing ecological awarenessnecessitates new solutions to increase agricultural production without
endangering the environment, and achieve food security via
sustainable agriculture. As solutions to these issues, we aim to

Research Subjects

elucidate the components of plant potassium sensing and deficiency
signaling in Arabidopsis using various approaches. In parallel, we are● Dissection of signaling cascades in plant response to nutrient
deprivation

using a marine red macroalga, Pyropia yezoensis (susabinori) in order● Improvement of plant nutrient use efficiency in response to nutrient
limitation

salty condition and to compare these mechanisms with those of the● Understanding of marine macroalgae life in the marine environment

addition, to establish a new method of phytoremediation, chemical● Establishment of remediation methods for land contaminated withunwanted metals using plants and chemical compounds

screenings to elucidate the chemicals which affect cesium and heavy

Growth response of Arabidopsis wild-type Col-0 and the changes in the gene
expression profiles of root tissue under low K content and Cs treatments

Temporary Staffing

Sumiko MOROKUMA
Part-time Worker

Miho TANAKA
Miwa MATSUKURA

Research Results● We revealed that the divergence of mechanisms underlying low K
and Cs stress may be linked to changes in ABA perception andsignaling through Arabidopsis transcriptomic analysis.
● We demonstrated that a selenium accumulating and tolerance
enhancing chemical, C9H8N2OS, improved selenium tolerance
and accumulation via an Arabidopsis BETA-GLUCOSIDASE 23
protein.
● We elucidated the mode-of-actions of growth-enhancing phenolic
compounds.

to understand the mechanisms that enable seaweeds to survive inland plant Arabidopsis thaliana in terms of Na+/K+ homeostasis. In

metals uptake in plants were conducted and the characterization of
selected chemicals are on-going using multidisciplinary approaches.
As an extension, the roles of these selected chemicals for the removalof unwanted metals contamination are studying. We are also
intensively elucidating regulatory components of unwanted metals
uptake that selectively inhibit/suppress/prevent uptake of metals fromcontaminated soil.

90

91

天然物生合成研究ユニット

主要論文 / Publications
Vo, N.N.Q., Nomura, Y., Kinugasa, K., Takagi, H., Takahashi, S.
Identification and characterization of a bifunctional drimenol
synthase of bacterial origin from Aquimarina spongiae.
ACS Chem. Biol. 17, 1226-1238 (2022)

Natural Product Biosynthesis Research Unit
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●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●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
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
●

●
●

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

研究成果

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●海洋細菌由来の新しいセスキテルペン合成酵素を発見した。
Fusarium sp. RK97-94 株から新規ルシラクタエン誘導体を単離しその生物活性を評価した。
Streptomyces sp. SN-593を用いて二次代謝生合成の解析、小分子化合物による二次代謝生産誘導、及びテルペン生合成プラットフォーム構築した。

構築し、遺伝子資源を活用した有用化合物生産を目指す。

Adel, I. et al.
Isolation of new lucilactaene derivatives from P450
monooxygenase and aldehyde dehydrogenase knockout
Fusarium sp. RK97-94 strains and their biological activities.
J. Antibiot. 75, 361-374 (2022)
Takahashi, S.
Studies on Streptomyces sp. SN-593: reveromycin biosynthesis,
β-carboline biomediator activating LuxR family regulator, andconstruction of terpenoid biosynthetic platform.
J. Antibiot. 75, 432-444 (2022)

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）

Unit Leader

Shunji TAKAHASHI D.Sci.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Unit Leader

Shunji TAKAHASHI
Research Scientist

Eiji OKAMURA
Postdoctoral Researcher

Katsuyuki SAKAI
Vo Ngoc Quynh NHU
Zheng YU
Risa TAKAO
Analysis of lucilactaene biosynthesis

A bifunctional drimenol synthase from marine bacteria

Visiting Researcher

Keisuke FUJIYAMATechnical Staff

Exploring microbial gene resources andelucidating biosynthetic mechanisms
to produce valuable compounds

Microorganisms such as actinomycetes and filamentous fungi

Naoko MORITA
Hiroshi TAKAGI
Yumi SATO

are a rich repository of valuable secondary metabolites. The

Research Results

understanding of biosynthetic mechanisms is important to utilize● We have identified novel drimenol synthase from marine bacteria.

microbial metabolites efficiently. For this reason we elucidate a key● We have isolated a novel lucilactaene derivative from Fusarium sp.
RK97-94 and evaluated their biological activity.

reactions of biosynthetic pathways by genetic and biochemical
methods. We diversify microbial metabolites by modifying gene

Research Subjects

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

Part-time Worker

Akiko TAKAHASHI
Islam Adel Abdelhakim AMIN

● We used Streptomyces sp. SN-593 to analyze secondary metabolic
biosynthesis, induce secondary metabolic production by small
molecules, and establish a terpene biosynthetic platform.

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

92

93

理研-KRIBB連携研究ユニット
RIKEN-KRIBB Joint Research Unit
相互ネットワーク形成によりケミカルバイオロジー研究を推進します

当ユニットは、韓国生命工学研究院（KRIBB）の抗がん物質研究団（研究団長・Jong Seog Ahn）と連携し、微生物由来の生理活性物質に関する総合的研究を共同で行っている。新規物質の探索、単離、構造

研究成果●

第4回RIKEN-KRIBBケミカルバイオロジージョイントシンポジウムを開催した。

解析などの化学的研究を出発点として、生合成、生物活性評価、作用

研究テーマ
●

生物活性物質の作用標的同定●

微生物由来の新規生物活性物質の探索●

微生物二次代謝産物の生合成機構の解明

機作解析などの生物学的研究に至るケミカルバイオロジー研究を通して、創薬シードの創出を目指す。互いの研究員を交換（長期滞在）することにより、人的ネットワークの形成も促進する。

ユニットリーダー

高橋 俊二

博士（理学）

Unit Leader

Shunji TAKAHASHI D.Sci.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Unit Leader

Shunji TAKAHASHI
Postdoctoral Researcher

Katsuyuki SAKAI

Formation of mutual network andpromotion of chemical biology study

Our unit is collaborating with Anticancer Agent Research Centerof KRIBB directed by Dr. Jong Seog Ahn on the integrative research

Research Resultsof bioactive compounds derived from microorganisms. The goal of● We held the 4th RIKEN-KRIBB Chemical Biology Joint Symposium.

this joint team is the discovery of drug candidate compounds

Research Subjects● Target identification of bioactive compounds● Screening and isolation of novel bioactive microbial products● Understanding of biosynthetic mechanism of microbial secondary
metabolites

94

through the chemical biology research from the chemical studies
such as screening, isolation and structure determination to the
biological studies such as biosynthesis, evaluation of biologicalactivity, and the understanding of the mechanism of action.
Exchange and long-term stay of researchers will promote theformation of a human network.

95

創薬ケミカルバンク基盤ユニット

主要論文 / Publications

Drug Discovery Chemical Bank Unit
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
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
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●

創薬用化合物ライブラリーの受託、保管、配布●

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●

化合物管理データベースの構築●

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
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

研究テーマ

研究成果

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●●

NPDepo化合物ライブラリーから見出した抗マラリア物質をもとに、invivoでも抗マラリア活性の効果があるβ-カルボリン誘導体を創製した。
深層学習に基づくアルゴリズムによって、化合物と遺伝子の関連を予想し化合物を細胞内標的と結びつけるシステムを開発した。
化 合 物ライブラリーを有 効に活用するために、生 物 学 的 評 価 情 報（NPEdia assay database）
をもとに、標的別ライブラリーを構築した。

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

Cho, N. et al.
New antimalarials identified by a cell-based phenotypic approach:
Structure-activity relationships of
2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carboline derivatives possessing a 2((coumarin-5-yl)oxy)alkanoyl moiety.
Bioorg. Med. Chem. 66, 116830 (2022)
Revie, N.M. et al.
Targeting fungal membrane homeostasis withimidazopyrazoindoles impairs azole resistance and biofilm
formation.
Nat. Commun. 13, 3634 (2022)
Forster, D.T. et al.
BIONIC: biological network integration using convolutions.
Nat. Methods 19, 1250-1261 (2022)

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

Unit Leader

Hiroyuki OSADA D.Agr.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Unit Leader

Hiroyuki OSADA
Technical Staff

New antimalarials identified by iHOPE screening

NPDepo and DMP chemical libraries in storage

Hiroyuki HIRANO
Yuta IWAI
Kaori HONDA
Akiko OKANO
Part-time Worker

Manami MORIHASHI
Assistant

Madoka KAI

Support the research for drug discovery
by providing well managed
chemical library and the compound
screening technology

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

Research Subjects● Storage and provision of chemical libraries for drug-discovery● Development of technologies for target identification and HTS● Construction of database for management of chemical library

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screening. We are constructing databases for the management of
the chemical library to provide compounds efficiently. We willcontribute to the drug seed screening through the technology

Research Results● We identified a β-carboline compound as a new antimalarial. SAR
study of this compound provided a potent derivative, which
exhibited significant in vivo antimalarial effects.
● We developed a deep learning-based network integration algorithm
that can predict relevant chemical–genetic interactions and linkcompounds to their cellular targets.
● In order to make effective use of the compound library, weconstructed Targeted library using the information of our biologicalevaluation (NPEdia assay database).

development for the target identification and the high throughput
ligand identification.

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創薬シード化合物探索基盤ユニット

主要論文 / Publications
Takase, S. et al.
A novel and specific G9a inhibitor unveils BGLT3 lncRNA as auniversal mediator of chemically induced fetal globin gene
expression.
Nat. Commun. 14, 23 (2023)

Drug Discovery Seed Compounds Exploratory Unit
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●

ヒストンメチル化酵素G9aに対する安全で特異的な阻害剤RK-701は、非コードRNAであるBGLT3の活性化を介して胎児型γグロビンの発現を強く誘導することを明らかにしたことから、鎌状赤血球症の新規治療薬として期待される。
HDAC6阻害剤と脳内ヒスタミンH1受容体拮抗剤を組み合わせたハイブ
リッド戦略により、中枢神経系に浸透するベンジルピペラジン誘導体の設計・合成を行った。

Hashimoto, K. et al.
Discovery of benzylpiperazine derivatives as CNS-penetrant andselective histone deacetylase 6 inhibitors.
ACS Med. Chem. Lett. 13, 1077-1082 (2022)
Kato, H. et al.
Recognition of pathogen-derived sphingolipids in Arabidopsis.
Science 376, 857-860 (2022)

ジャガイモ疫病菌の病原菌に対する防御反応を引き起こすスフィンゴ脂質の受容体を発見した共同研究グループの一員として、表面プラズモン
共鳴分析によりスフィンゴ脂質と受容体の結合を実証することに成功した。

基盤ユニットリーダー

吉田 稔

農学博士

Unit Leader

Minoru YOSHIDA D.Agr.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Unit Leader

Technical Staff

Minoru YOSHIDA

Satoko MAEDA
Junko MIKUNIIku KUWAHARA
Takeshi SONODA
Michiru IWASHITA
Haruna NISHIMURA
Mari AGAWA
Yasue ICHIKAWA
Akiko NAKATA
Taeko WAKANA
Toshie KAIZUKA
Keiko MORONAGA
Kaori SATO
Rika KAWAMURA
Makiko ITO

Deputy Unit Leader

Akiko IDEI
Senior Research Scientist

Ken MATSUMOTO
Technical Scientist

Seiji MATSUOKA
A critical role of BGLT3 long non-coding RNA in reactivation of fetal globin gene expression upon inhibition of
G9a by a specific and low-toxic G9a inhibitor RK-701

Binding kinetics analysis of the extracellular domain of a lectin receptor–like kinase
RDA2 with 9-methyl-4,8-sphingadienine by surface plasmon resonance.
Dotted lines represent fitting curves.

Senior Visiting Scientist

Kenji OGAWA
Visiting Scientist

Hiroki KOBAYASHI
Senior Technical Staff

Koushiki MINO
Shin-ya OKAMOTO

Discovering seed and lead compounds
by HTS to develop new drugs

Research Subjects● 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

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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.

Assistant

Hiroko ISHIWATA

Research Results● RK-701, a safe and specific inhibitor of a histone methyltransferase
G9a, strongly induces expression of fetal γ-globin gene expression
by activating a non-coding RNA BGLT3, suggesting that RK-701
will be a novel therapeutics for sickle cell disease.
● We designed and synthesized benzylpiperazine derivatives thatpenetrate into the central nervous system using a hybrid strategy ofcombining HDAC6 inhibitors and brain-penetrant histamine H1
receptor antagonists.
● As a member of a joint research group that discovered the receptor
for sphingolipids, which triggers defense responses to a pathogenof potato late blight, we succeeded in demonstrating the binding
between sphingolipids and the receptor by surface plasmon
resonance analysis.

99

創薬化学基盤ユニット

主要論文 / Publications
Takase, S. et al.
A Specific G9a inhibitor unveils BGLT3 lncRNA as a universal
mediator for chemically induced fetal globin gene expression.
Nat. Commun. 14, 23 (2023)

Drug Discovery Chemistry Platform Unit
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

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

●

有機合成化学の手法を用いて生物活性、薬物代謝、体内動態などの最低分子創薬と標的蛋白分解を用いた新薬開発●

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
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

研究テーマ

研究成果

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●●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。
海外製薬企業への導出を視野に入れた鎌形赤血球症治療薬の前臨床開発を推進中。
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。

Shibata, N., Cho, N., Koyama, H., Naito, M.
Development of a degrader against oncogenic fusion protein
FGFR3-TRACCS3.
Bioorg. Med. Chem. Lett. 60, 128584 (2022)
Koda, Y. et al.
Design and synthesis of Tranylcypromine-derived LSD1 inhibitorswith improved hERG and microsomal stability profiles.
ACS Med. Chem. Lett. 13, 848-854 (2022)

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

Unit Leader

Hiroo KOYAMA Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Unit Leader

Technical Scientist

Hiroo KOYAMAKo KIKUZATO

Senior Scientist

Visiting Scientist

Fumiyuki SHIRAI
Nobuo CHO

Takuya TASHIRO

Senior Technical Scientist

Rie OSAKI

Junichi KAZAMI
Research Scientist

Targeted protein degradation
Drug discovery process

Pursuing small molecule drug discovery
and targeted protein degradation

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

Research Subjects● 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

Katsuhiko SEKIMATA
Yasuko KODA
Hirokazu KUBOTA
Kenichi WASHIZUKA
Hirofumi YAMAMOTO

Technical Staff

Part-time Worker

Fumiko KYOTANIAssistant

Chieko SHIDA

Research Results● Preclinical development of a small molecule anti-cancer drugcandidate is in progress.
● 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.

100

101

分子構造解析ユニット

主要論文 / Publications
Takebe, H., Muranaka, A., Uchiyama, M., Matsubara, S.
Studies for absolute configuration of chiral
2,6-cuneanedicarboxylic acid esters.
Chem. Lett. 51, 754-755 (2022)

Molecular Structure Characterization Unit
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

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●

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●

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

研究テーマ

研究成果

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●●

キラルなくさび型六面体炭化水素の絶対配置をCD分光法・量子化学的手法を用いて解析した。
糸状菌のNRPS-PKSハイブリッド酵素により生合成された新規二次代謝産物taslactam類の単離・精製および構造決定を行った。
久慈産琥珀由来のノルジテルペノイド生物活性物質の構造解析を行った。

Motoyama, T. et al.
Fungal NRPS-PKS hybrid enzymes biosynthesize new g-lactam
compounds, taslactams A-D, analogous to actinomycete
proteasome inhibitors.
ACS Chem. Biol. 18, 396-403 (2023)
Kanehira, R., Tonouchi, A., Konno, K., Koshino, H., Hashimoto, M.
Isolation of cyclohumulanoids from Daedaleopsis tricolor and theirbiosynthesis based on in silico simulations.
Tetrahedron 123, 133006 (2022)

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

Unit Leader

Hiroyuki KOSHINO D.Agr.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Unit Leader

Hiroyuki KOSHINO
Senior Research Scientist

Shun-ya TAKAHASHI
Takemichi NAKAMURA
Atsuya MURANAKA
Senior Technical Scientist

Takashi NAKAMURA
Structures of taslactams A-D and key 2D NMR correlations of taslactam A to determine the structure

Computational analysis of the absolute configuration of a chiral wedge-likehexahedral hydrocarbon

Technical Scientist

Toshihiko NOGAWA
Technical Staff

Eiyu IMAI
Part-time Worker

Xingmei OUYANG

Developing technologies and platforms
for structure characterization
by NMR and MS analyses

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

Research Subjects

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 withfor all RIKEN researchers. Our research supporting activities include

Research Results● We analyzed the absolute configuration of a chiral wedge-likehexahedral hydrocarbon by CD spectroscopy and quantum
chemical calculations.
● We supported the isolation and structural elucidation of new
secondary metabolites, taslactams, biosynthesized by fungal
NRPS-PKS hybrid enzymes.
● We elucidated the structures of biologically active norditerpenoids
from Kuji amber.

acquisition, and spectral data analysis and interpretation. We
capability and methodology for organic molecular characterization
organic synthesis.

● Synthesis of bioactive natural products in aid of the structural andbiological activity studies

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103

生命分子解析ユニット

主要論文 / Publications
Shimada, Y. et al.
Post-translational amino acid conversion in photosystem II as apossible origin of photosynthetic oxygen evolution.
Nat Commun. 13, 4211 (2022)

Biomolecular Characterization Unit
タンパク質の構造を調べて、生命現象の謎にせまります
研究テーマ●

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

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

研究成果●

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●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

PSII変異体の酸素発生能の復元メカニズムの解析と光合成酸素発生の起源を提唱した。
mRNA医薬品の特性解析に資する同位体希釈質量分析法を開発した。
質量分析とBioID法によるリソソーム膜タンパク質と相互作用するタンパ
ク質の同定法を開発した。。

行っている。

Nakayama, H., Nobe, Y., Koike, M., Taoka, M..
Liquid Chromatography-Mass Spectrometry-Based Qualitative
Profiling of mRNA Therapeutic Reagents Using Stable
Isotope-Labeled Standards Followed by the Automatic
Quantitation Software Ariadne.
Anal. Chem. 95, 1366-1375 (2023)
Nguyen-Tien, D.*, Suzuki, T.*, Kobayashi, T., Toyama-Sorimachi,N., Dohmae, N.
Identification of the interacting partners of a lysosomal membraneprotein in living cells by BioID technique.
STAR Protoc. 3, 101263 (2022) *equal contributor

ユニットリーダー

堂前 直

博士（学術）

Unit Leader

Naoshi DOHMAE Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Unit Leader

Student Trainee

Naoshi DOHMAE

Miharu KIMURA
Ai KATSUMA

Senior Research Scientist

PSII Mutants Regain Oxygen-Evolving Capacity upon Light Irradiation
Oxygen-evolving ability of PSII active center mutants were restored byphotoirradiation. We revealed that this mechanism is due to post-translational
conversion of amino acids by mass spectrometry.

Schematic of quality assessment of mRNA pharmaceuticals
The proposed method has allowed one to quantitatively characterize structures thatplay critical roles in mRNA’s function, i. e. 5’-Capping, modified nucleosides oninternal sequence, and poly(A) tail, even for more-than-megadalton mRNA.

Makoto MUROIHiroshi NAKAYAMA
Makoto KAWATANI
Senior Technical Scientist

Takehiro SUZUKI
Technical Scientist

Part-time Worker

Tomoko SHIINA
Akina KAWATA
Tamayo OISHI
AssistantAtsuyo OMORI

Miwako ASANUMA
Technical Staff

Masami KOIKE
Hiroko TSUCHIDA

To resolve the mystery of
biological phenomena,
we examine the protein structure

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 biologicalResearch Subjects● Development and application of analytical methods for structuraldetails on biological molecules

molecules, is an endless yet rewarding process.

Research Results● We found the mechanism of restoration of oxygen-evolving
capacity in PSII mutants and proposed the a possible origin ofphotosynthetic oxygen evolution.
● We have developed the isotope-dilution mass spectrometry method
for characterizing mRNA pharmaceuticals.
● We have developed a method to identify proteins that interact withlysosomal membrane proteins using mass spectrometry and BioID.

● Development of quantitative analysis of biomolecules● Identification and characterization of RNA by mass spectrometry

104

105

質量分析・顕微鏡解析ユニット

主要論文 / Publications
Utsumi, Y. et al.
Integrative omics approaches revealed a crosstalk among
phytohormones during tuberous root development in cassava.
Plant Mol. Biol. 109, 249-269 (2022)

Mass Spectrometry and Microscopy Unit
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、植物メタ研究成果●

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

●

●

●

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●

統合オミクス解析の一環として、キャッサバ塊根における代謝物変動を測定し、塊根形成時にデンプン生合成系やショ糖代謝に関連する物質、核酸類が変動することを示した。
微小重力条件でのエンドウ上胚軸の自発的形態形成と成長抑制にオーキシンとサイトカイニンの相互作用が深く関わることを見出した。
光学顕微鏡と電子顕微鏡で捉える光-電子相関顕微鏡法と高圧凍結技法を改良し、
シロイヌナズナ根端における酵素の新たな液胞輸送経路を明らかにした。
植物表現型解析システムRIPPSと連動して動作する自動ケミカル投与システムを開発した。

Yamazaki, C. et al.
Comprehensive analyses of plant hormones in etiolated pea andmaize seedlings grown under microgravity conditions in space:
Relevance to the International Space Station experiment “Auxin
Transport”.
Life Sci Space Res (Amst). 36, 138-146 (2022)
Toyooka, K. et al.
Endoplasmic reticulum bodies in the lateral root cap are involvedin the direct transport of beta-glucosidase to vacuoles.
Plant Cell Physiol. in press (2023)
Bashir, K. et al.
Ethanol-mediated novel survival strategy against drought stress inplants.
Plant Cell Physiol. 63, 1181-1192 (2022)

ユニットリーダー平井優美

博士（農学）

Unit Leader

Masami HIRAI Ph.D.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Unit Leader

Technical Staff

Masami HIRAI

Makoto KOBAYASHI
Yumiko TAKEBAYASHI
Muneo SATO
Mayumi WAKAZAKI
Noriko TAKEDA
Kouji TAKANO
Yumi GOTO
Marie SAKUMA

Senior Technical Scientist

CLEM image of ER bodies including red fluorescence protein-tagged β-glucosidase by
high-pressure freezing, confocal microscopy and CLEM

Automated chemical application system working with the plant
phenotyping system RIPPS

Kiminori TOYOOKA
Miki FUJITATechnical Scientist

Mayuko SATO
Visiting Scientist

Tomoko SUZUKI
Expert Technician

Providing mass spectrometric,
microscopic, and phenotyping platforms
for plant science

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

Research Subjects● 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

106

system for plant growth analysis.

Research Results● As an integrated omics approach, we analyzed metabolic changes
in cassava root tubers, and showed that substances related tostarch biosynthesis and sucrose metabolism and nucleotides werechanged during tuberous root development.

Mikiko KOJIMA
Tetsuya MORI
Ryosuke SASAKI

Part-time Worker

Yuko SAITO
Chieko KOMORI
Masami NANRI
Toshiyo MOTOJIMA
Kiyoko MOROHOSHI
Mieko NODA

● Hormone profiling of pea epicotyls grown under microgravity
conditions revealed that interaction between auxin and cytokinin is
involved in the automorphogenesis and growth inhibition.
● We improved correlative light and electron microscopy (CLEM) andhigh-pressure freezing technique and identified a novel vacuolar
transport pathway in Arabidopsis root tips.
● We developed an automated chemical application system thatworks with the plant phenotyping system RIPPS.

107

化合物リソース開発研究ユニット

主要論文 / Publications
Motoyama T. et al.
Identification of scytalone dehydratase inhibitors effective against
melanin biosynthesis dehydratase inhibitor-resistant Pyricularia
oryzae.
J. Agric. Food Chem. 70, 3109-3116 (2022)

Chemical Resource Development Research Unit
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●●

化合物アレイ法を活用し、メラニン生合成阻害剤耐性いもち病菌を防除可能な化合物としてmelabiostinを創製した。
変異型RASがん細胞の細胞塊形成を、周りの正常細胞が阻害する活性を誘導する物質としてLonidamineを見出した。
理研新領域開拓課題「ケミカルプローブ」の化合物ライブラリーの中から抗真菌活性を示すN-アリルアニリン化合物を発見した。

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

Aoyama M. et al.
Lonidamine and domperidone inhibit expansion of transformed
cell areas by modulating motility of surrounding nontransformed
cells.
J. Biol. Chem. 298, 102635 (2022)
Dhital RN. et al.
Phenylboronic ester-activated aryl iodide-selective
Buchwald-hartwig-type amination toward bioactivity assay.
ACS Omega, 7, 3109-3116 (2022)

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

Unit Leader

Hiroyuki OSADA D.Agr.

2022年度メンバー / FY2022 Members
Unit Leader

Hiroyuki OSADA
Temporary Employee

Nobumoto WATANABE
Technical Staff

Lonidamine induces the anticancer activity of surrounding non-transformed cells.

Melabiostin is a novel inhibitor of melanin synthesis in plant pathogenic fungi.

Harumi AONO
Hiroyuki HIRANO
Yuta IWAI
Emiko SANADAInternational Program Associate

Xintong LIU
Student Trainee

Hiroyuki UNO
Part-time Worker

Expanding and using chemical libraries
to accelerate chemical biology research

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 biologicalResearch Subjects● 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 structures108

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 withresearchers in chemical biology and sustainable resource science.

Research Results● Melabiostin was generated from a hit of chemical array screening
for scytalone dehydratase inhibitors. This compound suppresses
melanin biosynthesis in wild type and MBI-resistant Pyricularia
oryzae and infection of rice with both strains.

Mari SHIME
Akiko YOSHIOKA
Assistant

Madoka KAI● Lonidamine was identified as a compound that induces the activityof surrounding non-transformed cells to inhibit the focus formationof RASG12D-transformed cells.
● In the course of screening from a chemical library of the RIKEN
Pioneering Research Project “Chemical Probe,” we found N-aryl
aniline derivatives as potent antifungals.

1092023年度組織図 FY2023 Organization
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近藤 昭彦 / Akihiko KONDO
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
高橋 俊二 / Shunji TAKAHASHI

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

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：2021年1月12日 - 2025年3月31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

Philanthropy Program “RIKEN CSRS for SDGs”
we will support the research activities of researchers, promote exchanges between
domestic and international researchers, and develop researchers by building andproviding educational programs for graduate students, and through these efforts, wewill establish a world-first academic field of "sustainable resource science"

袖岡 幹子 / Mikiko SODEOKA

Donation call duration: January 12, 2021 - March 31, 2025

越野 広雪 / Hiroyuki KOSHINO

Privileges: Donors’ names on the Center’s website
Direct information about Center’s events
Original greeting cards by the Center

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

寄附金募集 Request for donations

阿部 英喜 / Hideki ABE

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

天然物生合成研究ユニット / Natural Product Biosynthesis Research Unit110

沼田 圭司 / Keiji NUMATA

長田 裕之 / Hiroyuki OSADA
111