KAKEN — 研究課題をさがす | 研究者番号: 20580989

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検索結果: 14件 / 研究者番号: 20580989

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1. 細胞内にチューリングパターンは形成可能か？

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	藤原慶慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授
研究期間 (年度)	2022-06-30 – 2025-03-31交付
キーワード	ソフトマター / 反応拡散系 / 細胞サイズ空間 / 人工細胞 / 細胞極性 / 合成生物学 / 分子配置
研究開始時の研究の概要	化学反応と局所的な分子拡散の共役(反応拡散共役)によって創発される分子集合体の自発的なパターンは、細胞内の分子の時空間情報の形成を担う。反応拡散共役により形成されるパターンは動的なもののほかにチューリングパターン(TP)として知られる静的なものがあるが、理論・実験的な証拠が集まってきたものの、細胞の ...
研究実績の概要	化学反応と分子拡散の共役(反応拡散共役)によって出現するチューリングパターン(TPs)は、動物の縞模様のように細胞間相互作用で出現する現象を説明可能だが、最新研究において細胞内の分子配置にも重要である証拠が集まってきている。もし細胞の分子配置をTPsが決めていることが証明されれば、分子配置メカニズム ...
現在までの達成度 (区分)	2: おおむね順調に進展している

この課題の研究成果物	学会発表 (9件うち招待講演 2件)

2. 社会で実用可能な超越分子システムとしての人工細胞発酵法の確立

公募研究

研究種目	学術変革領域研究(A)
審査区分	学術変革領域研究区分(Ⅱ)
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	藤原慶慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授
研究期間 (年度)	2022-06-16 – 2024-03-31完了
キーワード	合成生物学 / 人工細胞 / 醗酵生産 / C1代謝 / 無細胞転写翻訳系 / 生合成 / 高分子混雑
研究開始時の研究の概要	これまで報告されている高度化された酵素法、合成生物学と酵素法を融合した手法(全細胞触媒法)、人工細胞工学の研究などを加味すると、人工細胞を用いた発酵生産を社会での活用可能なレベルに押し上げるためには少なくとも作製コスト、複雑な酵素反応の実現、機能モジュール化による組み合わせ手法の確立、という3つの課 ...
研究実績の概要	これまで報告されている高度化された酵素法、合成生物学と酵素法を融合した手法(全細胞触媒法)、人工細胞工学の研究などを加味すると、人工細胞を用いた発酵生産を社会での活用可能なレベルに押し上げるためには少なくとも（１）作製コスト、（２）複雑な酵素反応の実現、（３）機能モジュール化による組み合わせ手法の確 ...
研究領域	生物を陵駕する無細胞分子システムのボトムアップ構築学

この課題の研究成果物	雑誌論文 (2件うち査読あり 2件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件うち国際学会 1件、招待講演 2件)

3. 細胞反応拡散波が示す情報・力学変換の理解

公募研究

研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
審査区分	複合領域
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	藤原慶慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授
研究期間 (年度)	2022-04-01 – 2024-03-31完了
キーワード	ソフトマター / 時空間パターン / 細胞サイズ空間 / 反応拡散系 / 合成生物学 / 人工細胞
研究開始時の研究の概要	細胞内反応拡散波(iRDs)は、化学反応と分子拡散の共役によって創発され、細胞内での分子の位置情報を規定する。最近の研究により、iRDs自体が細胞内の情報を力学に変換する機構である証拠が集まってきているが、その実態は未解明である。本研究では、申請者らが構築したiRDsの1つであるMin波を安定的に人 ...
研究実績の概要	細胞内反応拡散波（iRDs）は、化学反応と分子拡散の共役によって生じるマクロ構造パターンであり、細胞内での分子の位置情報を規定する原理として提案されている。本研究では、これまでに我々が構築したiRDsの1つであるMin波を安定的に人工細胞内で発生させる系を用い、化学エネルギーによって形成されるiRD ...
研究領域	情報物理学でひもとく生命の秩序と設計原理

この課題の研究成果物	雑誌論文 (2件うち査読あり 2件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件うち国際学会 2件、招待講演 5件)

4. 細胞サイズ空間特異的な分子夾雑効果の理解

公募研究

研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
審査区分	理工系
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	藤原慶慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2022-03-31完了
キーワード	合成生物学 / 高分子混雑 / 細胞サイズ空間 / 細胞再構成 / 無細胞転写翻訳系 / 人工細胞 / 生命システム / 相転移
研究開始時の研究の概要	「細胞サイズの空間でのみ顕在化する分子夾雑による生命システム動態変化」の一般性とより詳細なメカニズムについて、人工細胞と生命システム再構成系を活用することで迫る。本研究は、構成論的な立場から細胞サイズ空間において分子夾雑が生命システムの維持や機能に必要な側面を描き出すものであり、生命の設計図の解明や ...
研究実績の概要	細胞サイズの空間でのみ顕在化する分子夾雑による生命システム動態変化の一般性とより詳細なメカニズムについて、人工細胞と生命システム再構成系を活用することで迫ることを目的としている。
研究領域	分子夾雑の生命化学

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うち査読あり 3件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (23件うち国際学会 1件、招待講演 2件)

5. 細胞内の創薬ターゲットに対するがん細胞選択的な膜透過抗体医薬の開発

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分90120:生体材料学関連
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	土居信英慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2024-03-31完了
キーワード	蛋白質 / 核酸 / 癌 / バイオテクノロジー / 共焦点顕微鏡
研究開始時の研究の概要	本研究では、申請者らが最近発見したヒトSyncytin1由来の膜透過促進ペプチドと、独自のmRNAディスプレイ法による小型ドメイン抗体や人工ペプチドリガンドの試験管内選択技術を利用して、これまでバイオ医薬の創薬ターゲットにできなかった細胞内の疾患標的を対象とする画期的な抗がん剤の開発のための要素技術 ...
研究成果の概要	本研究では、申請者らが発見したヒト由来の膜透過促進ペプチドと、独自のmRNAディスプレイ法による小型抗体やペプチドリガンドの試験管内選択技術を利用して、これまでバイオ医薬の創薬ターゲットにできなかった細胞内の疾患標的を対象とする画期的な抗がん剤の開発のための要素技術を確立した。 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うち査読あり 3件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件うち国際学会 2件) 備考 (1件)

6. 細胞サイズ空間における時空間パターン形成の物理：再構成実験と理論モデルによる解明

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	藤原慶慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31完了
キーワード	生物物理 / 合成生物学 / ソフトマター物理学 / 人工細胞 / 反応拡散系 / ソフトマター / 細胞サイズ空間 / 細胞極性 / 時空間パターン
研究開始時の研究の概要	細胞内反応拡散波は、非線形波が細胞サイズの閉鎖空間を移動する点に特徴があるが、微小サイズと閉鎖性ゆえに実験系の確立が困難であった。しかし、申請者らが確立した「人工細胞内で細胞内反応拡散波を発生させる系」により実験と理論を対応させた研究が展開可能となっている。そこで本研究ではこの系を利用し、細胞の時空 ...
研究成果の概要	細胞内の分子位置は反応拡散波と呼ばれる物理的現象によっても決定される。しかし、細胞内における反応拡散波の解析は物理的にも困難であり、モデル実験による検証が必須であった。本研究では、人工細胞の中で反応拡散波を発生させる系を利用し、細胞内の反応拡散波が示す特徴とその原理について追及した。本研究により、反 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うち査読あり 3件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件うち国際学会 1件、招待講演 3件)

7. 分子夾雑が引き起こす生命システム動態転移の構成的な理解

公募研究

研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	藤原慶慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2020-03-31完了
キーワード	合成生物学 / 高分子混雑 / 細胞サイズ空間 / 細胞再構成 / 無細胞転写翻訳系 / システム生物学 / 反応拡散 / 転写翻訳 / 分子混雑 / 人工細胞
研究実績の概要	申請者らが試験管内再構成した①解糖系と転写翻訳系のカップリング系と②細胞分裂面決定系を材料に、分子夾雑が生命システムの動態を変化させるメカニズムを明らかにする研究である。本研究により明らかになる分子夾雑と生命システム動態の関係を通し、生命システムの制御における分子夾雑の生理的意義に迫ることを目的とし ...
研究領域	分子夾雑の生命化学

この課題の研究成果物	雑誌論文 (2件うち査読あり 2件、オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件うち招待講演 2件)

8. 冥王代における高分子濃度シナリオの検証

公募研究

研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
審査区分	理工系
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	藤原慶慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2019-03-31完了
キーワード	合成生物学 / 高分子混雑 / 生命の起源 / 細胞再構成 / 無細胞転写翻訳系 / 人工細胞 / リポソーム / 転写翻訳系 / システム生物学 / 無細胞転写翻訳
研究実績の概要	本研究では、我々がこれまでに見出した「生命システムの高分子濃度依存性」と「乾燥・浸透圧による高分子濃縮現象」を基盤とし、冥王代に生じた生命の起源における高分子濃度シナリオを検証することを目的とした。
研究領域	冥王代生命学の創成

この課題の研究成果物	雑誌論文 (2件うち査読あり 2件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件うち招待講演 3件) 備考 (1件)

9. 新規のヒト由来膜透過促進ペプチドを利用したバイオ医薬の細胞選択的DDSの開発

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	生体医工学・生体材料学
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	土居信英慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31完了
キーワード	抗体 / ペプチド / 核酸 / ドラッグデリバリーシステム / 細胞膜透過 / 蛋白質 / 癌 / バイオテクノロジー / 共焦点顕微鏡
研究成果の概要	標的分子に対して高い特異性と親和性をもつ抗体／ペプチド／核酸などのバイオ医薬は、従来の低分子化合物医薬と比べて副作用が少なく、治療効果が高い究極の分子標的薬として注目されているが、細胞膜透過性が低いという欠点があり、効率のよいドラッグデリバリーシステム（DDS）の開発が求められていた。本研究では、我 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (8件うち査読あり 7件、オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件うち国際学会 1件、招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (1件)

10. 細胞スケール閉鎖空間内における反応拡散波の物理

公募研究

研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
審査区分	理工系
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	藤原慶慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2018-03-31完了
キーワード	合成生物学 / 反応拡散系 / 細胞分裂 / 人工細胞 / 反応拡散 / 自己組織化 / ソフトマター / 生物物理
研究実績の概要	バクテリアの細胞分裂開始面を決定するMinタンパク質の反応拡散波（Min波）の人工細胞内再構成系を用い、反応拡散波の細胞サイズ空間におけるふるまいを解明することを目的としている。H28年度までに、Min波の人工細胞内での創発に必要な条件を見出したが、そのメカニズムは不明であった。そこでH29年度は、 ...
研究領域	ゆらぎと構造の協奏：非平衡系における普遍法則の確立

この課題の研究成果物	雑誌論文 (2件うち査読あり 2件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件うち国際学会 1件、招待講演 5件)

11. 形と流動性の再現から読み解く生命システムの秩序原理

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	構成的システム生物学
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	藤原慶慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師
研究期間 (年度)	2015-07-10 – 2019-03-31完了
キーワード	合成生物学 / ソフトマター / 細胞再構成 / 人工細胞 / 反応拡散 / 細胞変形 / 高分子混雑 / システム生物学 / 流動性 / 生命システム / 自己組織化
研究成果の概要	本研究では、人工的に構成した細胞(人工細胞)に,生命で機能する部品のグループを導入することで生じる物理的・化学的な変化を、「流動性・生命機能・空間形状」という3つのキーワードを軸に追求しました。結果、細胞が示す空間形状が内部の物質の移動や生命機能に与える影響や、流動性が生命機能の発現を変化させる仕組 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (6件うち査読あり 6件、オープンアクセス 2件) 学会発表 (22件うち国際学会 2件、招待講演 3件) 備考 (2件)

12. 圧力を知覚し機能発現する人工細胞型ロボットの構築

公募研究

研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
審査区分	理工系
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	藤原慶慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2017-03-31完了
キーワード	合成生物学 / 人工細胞 / 遺伝子回路 / 分子機械 / 分子ロボティクス / 発現制御
研究実績の概要	本研究では、単純なスイッチのON/OFFを超え、人工細胞内部・形状がダイナミックに変化し、それにともない機能ONや増強が生じるような反応の実装を目指した。28年度は、申請者らが開発した浸透圧を用いた人工細胞外部の圧力制御と高分子濃度上昇を駆動力としたタンパク質合成システムの機能発現を組み合わせ、浸透 ...
研究領域	感覚と知能を備えた分子ロボットの創成

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件うち査読あり 1件、オープンアクセス 1件、謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

13. 細胞と同等の成分を持つ人工細胞の高機能化による生命構成の必要条件解明

研究課題

研究種目	挑戦的萌芽研究
研究分野	生物物理学
研究機関	慶應義塾大学
研究代表者	藤原慶慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教
研究期間 (年度)	2014-04-01 – 2017-03-31完了
キーワード	合成生物学 / 人工細胞 / 膜タンパク質 / ゲノム / 無細胞転写翻訳 / 細胞再構成 / 細胞内環境 / リポソーム / 大腸菌 / 再構成
研究成果の概要	本研究では人工細胞を生細胞に近づけその性質を解析することで、生命を構成するために必要な条件を明らかにするための基盤を構築することを目的とした。この試みを通し、細胞分裂面を決定するタンパク質局在波の人工細胞内における起動条件を見出した。また、生細胞と同様に多種多様の膜タンパク質を保持した人工細胞の構築 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (2件うち査読あり 2件、オープンアクセス 2件、謝辞記載あり 2件) 学会発表 (13件うち国際学会 1件、招待講演 1件) 備考 (2件)

14. GroE依存基質タンパク質を用いたフォールディングスイッチの作製

研究課題

研究種目	研究活動スタート支援
研究分野	分子生物学
研究機関	京都大学
研究代表者	藤原慶京都大学, 研究員
研究期間 (年度)	2010 – 2011完了
キーワード	シャペロン / タンパク質フォールディング / GroEL / 合成生物学 / バイオセンサー / GroE依存基質
研究概要	近年、生物の材料を組み合わせて新しい機能の実現を目指す合成生物学が勃興し、生物の個々の機能を取り出して回路化する試みが行われてきている。この回路化にはスイッチによるタンパク質の発現制御が重要である。現在までに、リプレッサーのような転写因子を用いたスイッチの他、低分子化合物を結合するRNAを用いたリボ ...

この課題の研究成果物	学会発表 (1件)