化学は、生物学、薬学、医学といったあらゆる生命科学領域の更なる発展の鍵を握っています。築地研究室では、有機化学と分子生物学の技術を活用し、「細胞を見る・操る・作る」ための新しい化学（ケミカルバイオロジー）を開拓することを目指しています。特に当研究室では、小分子プローブ、機能性リガンド、設計蛋白質、合成情報伝達経路など、さまざまなタイプ・階層の分子や分子システムを独自のデザインで設計し、作り、それらを細胞機能の解析・イメージングや人工制御へと展開しています。当研究室では、従来にない革新的な化学ツールや分子コンセプトを考案・創出することで、ライフサイエンスや創薬研究にブレイクスルーをもたらすことを目指しています。具体的には、主に以下のプロジェクトが進行しています。

細胞内オルガネラ・生体分子を可視化する蛍光プローブの開発（細胞を見る化学）

本プロジェクトでは、ライブセル蛍光イメージングに焦点を当て、細胞内の特定の生体分子・オルガネラ・分子プロセスなどをリアルタイムに蛍光可視化・解析するための新規イメージングツール（小分子蛍光プローブや細胞内蛋白質蛍光標識技術）の開発に取り組んでいます。見たいけれども今はまだ見ることの難しい対象の可視化に挑戦し、生物研究に真に有用な（“使える”）イメージングツールの創製を目指しています。

細胞内情報伝達・膜ダイナミクスを操作する化合物技術の開発（細胞を操る化学）

本プロジェクトでは、合成小分子化合物を用いて細胞の機能を（in vitroやin vivoで）自在に操るための新しい化合物体系を開拓することを目指しています。従来のいわゆる生理活性化合物は、蛋白質の酵素活性もしくは相互作用を調節・阻害するものがほとんどです。しかし、化合物の可能性は他にもあるはずです。本プロジェクトでは、これまでにないユニークな作用様式を持つ生体制御化合物（薬剤）の創製戦略を提案・確立し、新しい創薬方法論を切り拓くことを目指しています。蛋白質に加え、オルガネラ、RNA、脂質分子などを標的とした制御化合物の開発にも取り組んでいきます。

動物細胞と人工細胞のボトムアップ合成生物学（細胞を作る化学）

本プロジェクトでは、さまざまな人工シグナル蛋白質を設計・創製し、それを上記の制御化合物と組み合わせることで、特定の情報伝達経路やバイオロジカルプロセスを人為的かつ自在に誘導・制御可能な合成細胞（Synthetic Cells）の構築に取り組んでいます。また、当研究室オリジナルの合成化合物や設計蛋白質を応用することで、細胞のような高度な機能を発現する完全人工超分子システムの構築にも挑戦していきます。