研究活動

研究課題 1　タンパク質、リガンドの会合に伴う自由エネルギー計算法の開発

タンパク質―リガンド、タンパク質―タンパク質の会合に伴う自由エネルギー変化（絶対自由エネルギー変化と相対自由エネルギー変化）を高精度・高効率に予測します。そのために、スパコンやGPU並列計算機を有効に活用できる拡張アンサンブル法（レプリカ交換法など）や自由エネルギー摂動法などを元に新しい計算手法を開発します。

研究課題 2　混み合った細胞環境のマルチスケールモデリング

細胞内の生体高分子の濃度は100〜400mg/mlと考えられており、試験管内の希薄な溶液条件とは大きく異なった環境です。この様な細胞内環境を考慮したシミュレーションを計算機内で行うためには、膨大な数の原子を含むシステムを非常に長い時間計算する必要があります。計算を高速化するためには、精密な原子レベルのモデルに加え、効率の良い粗視化モデルが必要です。私たちは、タンパク質や核酸、生体膜のマルチスケールモデルを開発しGENESISに実装します。

研究課題 3　シグナル伝達に関わるタンパク質の機能解明と創薬への応用

細胞膜から細胞質、細胞質から核内へのシグナル伝達に関わるタンパク質のリガンド結合やタンパク質間相互作用を原子解像度で可視化することで、がんや病気のメカニズムを分子レベルで理解し、次世代の創薬応用を目指した研究を進めます。大規模シミュレーションを行うだけでなく、構造生物学や分子細胞生物学、一分子計測などと連携し、原子・分子レベルからボトムアップ的に細胞機能の理解を深めます。