蛋白質溶液学

蛋白質の溶液の状態を理解する方法と、溶液状態を制御する技術の研究をしています。蛋白質溶液の研究は、卵白のような身近な食材の制御や、バイオ医薬品の安定化や美容品の開発、細胞内で生命現象を生み出す働きまでさまざまなところに関連します。

蛋白質の溶液中の振る舞いは第三成分（添加剤）で制御できるとともに、その応答から相互作用の特性が理解できます。このような分子や物理量に還元しにくい現象を理解するモノサシ作りが面白いと思っています。

Our research focuses on understanding the behavior of proteins in solution and developing techniques to control their states. Studying protein solutions has broad relevance—from managing everyday ingredients like egg whites, to stabilizing biopharmaceuticals, creating cosmetics, and elucidating the molecular mechanisms that drive life within cells.

The behavior of proteins in solution can be regulated by the addition of a third component (an additive), and analyzing their responses helps us understand the nature of intermolecular interactions. We are particularly interested in developing conceptual tools—"measuring sticks"—to make sense of phenomena that are difficult to reduce to simple molecular or physical parameters.

相分離生物学

免疫グロブリンGとポリアミノ酸や、卵白リゾチームとオボアルブミンなどのありふれた蛋白質でも混ぜると白濁する様子が観察できます。これがいわゆる液-液相分離です。最近では、遺伝子の転写や翻訳、DNAの修復、シグナル伝達、自然免疫の応答、酵素機能の区画化など、多様な生命現象が液-液相分離と関わることがわかってきています。

相分離生物学とは、蛋白質の溶液物性から生命現象を理解しなおす新しい生物学です。生きた細胞をミキサーにかけると、分子は壊れなくても死んでしまう、ここで失われるものを扱うのが相分離生物学だという説明がわかりやすいと思います。

For example, when common proteins such as immunoglobulin G and polyamino acids, or lysozyme and ovalbumin from egg white, are mixed, the solution can become cloudy. This turbidity is a sign of liquid–liquid phase separation (LLPS). Recent studies have revealed that LLPS is involved in a wide range of biological processes, including gene transcription and translation, DNA repair, signal transduction, innate immune responses, and the compartmentalization of enzymatic functions.

Phase separation biology is an emerging field that seeks to reinterpret biological phenomena through the lens of the physical properties of protein solutions. A helpful way to think about it: if you blend a living cell in a mixer, the molecules remain intact, but the cell dies. What is lost in that moment—something beyond the molecules themselves—is what phase separation biology aims to understand.

連絡先

タンパク質の安定化や酵素の活性化など、多くの企業と産学連携研究や学術指導の経験があります。また、それにあわせて社会人博士号を取得される方もいます。ご希望される方はお問い合わせください。

もちろん、講演や集中講義なども大歓迎です！

〒305-8573 茨城県つくば市天王台 1-1-1

筑波大学 数理物質系 物理工学域

白木賢太郎

shiraki.kentaro.gb　アットマーク　u.tsukuba.ac.jp

（なお、昔使っていた shiraki@bk  のアドレスは廃止しています。上記メールアドレスにお願いします）