生命を“化学”する

生命有機化学分野（細谷研究室）は、東京医科歯科大学 生体材料工学研究所にあります。私たちは、有機合成化学（ものつくり）を基盤にして、生命科学現象の解明と制御を可能にする分子プローブ（便利な道具）の開発と方法論の開拓を目指して研究を行っています。とくに、私たちは、「高反応性化学種」に着目し、生命科学における最先端の研究課題をただちに解決できる新手法を、有機化学の観点から創出しています。

「歪み」に着目した有機化学

私たちの研究室では、独自性の高い「有機化学」をもとに、「生命科学」や「創薬」分野の発展に貢献する分子たちを創出しています。とくに、分子の「歪み」に着目し、さまざまな元素・官能基の特性を利用した結合形成法の開発を行ってきました。具体的には、ベンザイン中間体をはじめとする環状アルキンなどの、見るからに異常な構造の分子たちから、かさ高い置換基を有する芳香族アジド基などの、一見すると歪みとは何の関係もなさそうなものの、実は高度に歪んだ分子たちまで、幅広い分子を利用しています。これら、私たちの研究を支える分子たちを活用することで、多彩な構造の分子群を創出するとともに、分子同士をつなぐ手法の開発などを行い、ケミカルバイオロジー分野に貢献する研究を展開しております。

　「歪み（ひずみ）」とは、物質の変形の度合いに対する尺度です。本来あるべき形から、大きく変形している状態を「歪みが大きい」と表現します。「歪み」は化学でも頻繁に使われる表現で、分子に適度な「歪み」を導入することで、特異な反応性を付与できます。私たちは、こういった「歪み」によって与えることのできる反応性に着目し、独自の切り口での有機化学を研究しています。

当研究室が目指す”ケミカルバイオロジー”

ケミカルバイオロジーは”化学”と“生命科学”を融合することで、生命現象の謎を分子レベルで「ひもとく」ことを目指した、新しい研究領域です。多岐に渡る化学者・生物学者の叡智を結集し、近年、この分野が目覚ましい発展を遂げています。しかし、様々な生命現象を解明し、制御するための方法は未だに限られており、この状況を打破できる画期的な方法論の開発が強く望まれています。

　これに対して、我々は、有機化学における新しい発見や反応・手法に根ざして、ケミカルバイオロジーを大きく進展させる新技術の提供を目指し、日々研究を行っております。例えば、教科書に載っている反応の組み合わせから生み出せる技術では解決できないような事象であっても、未知の有機化合物や反応を新たに開発し、これを利用すれば簡単に解決できる、かもしれません。さらに、生命科学研究を進める手法を有機化学者の観点で解決しようとする中で、有機化学における新しい課題に直面したり、新たな合成ターゲットが生まれてきます。これらを解決するために新手法を提案し、有機化学の新しい側面を切り開くことも目指しています。

　こういった研究から生み出される新物質・新技術は、生体内の現象の機構を明らかにし、制御するための新手法となり得ます。その結果、例えば、くすりの作用・副作用の機構が明らかになり、副作用のない新しい医薬品の開発へとつながっていきます。さらに、有機化学において画期的な物質・手法が開発できると、生命科学研究のみならず、様々な分野に革新的な発展をもたらします。新しい技術で生み出すことができる新しい有機化合物は、最近注目を集めている有機太陽電池や有機ELをはじめとして、有機化合物を構成素子とする新素材の開発への応用も期待できます。新たに開発した手法を、共同研究を通して幅広く応用することで、真に実用的な有機化学的手法の開発を指向しています。