近年のゲノム編集技術の進展に見られるように、遺伝子配列選択的に作用するタンパク質をデザインすることによって、様々な生命現象を操作することができるようになります。これらの人工タンパク質創出の試みは、細胞機能や遺伝子治療に関する新しい理解や概念につながるのみならず、タンパク質の構造と機能の相関に関する詳細な情報を与えてくれるものと考えられ、分子生物学、細胞生物学、タンパク質工学、ケミカルバイオロジーなどの様々な分野に大きなインパクトを与える研究と考えられます。
（１）人工転写因子による体内時計の制御
亜鉛フィンガー型転写因子の特徴であるDNA認識様式の設計の柔軟性・多様性を利用して、私達のグループでは、人為的に作製した転写因子タンパク質を用いて細胞内の概日リズムを調節することに世界で初めて成功しました（京都大学薬学研究科岡村教授との共同研究。Imanishi, Angew. Chem. Int. Ed., 2011）。また、概日リズムを人工的に産み出し、制御する新しい転写制御系を創出すること（Imanishi, ACS Chem. Biol., 2012）により、概日リズムが細胞レベルでどのような影響を与えるかを調べる試みも行っています。タンパク質工学・ケミカルバイオロジー的アプローチによる私達の研究は、従来の分子生物学的アプローチとは異なる切り口でのユニークな情報を与えてくれるものと期待されます。概日リズムは睡眠等の調節のみならず、種々の疾病と関連していることが近年明らかとなってきており、この手法を発展させることにより、時計リズムの本質に迫りたいと考えています。
（２）天然にはない機能を有する核酸結合タンパク質の創出
遺伝子情報を思いのままに操るには、目的のゲノム領域に特異的に結合できるようなタンパク質が必要です。私たちは、ゲノム編集ツールとしても使用されているTALEに着目し、分子進化法を用いた改良型TALEを開発しました（Tsuji, Biochem. Biophys. Res. Commun., 2013）。また、このスクリーニングシステムを応用して、天然にはない塩基認識様式をもつTALEの開発にも取り組んでいます。また、概日時計をはじめ、発生・分化など様々な生命現象に重要な役割を果たしている修飾塩基に着目し、核酸の修飾状態を区別してゲノム情報を制御できるような分子ツールや、核酸修飾を配列特異的に操作する分子ツールに取り組んでいます。