Singularity Biology

• Project Area: Singularity biology
• Project/Area Number: 23H05421
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 永井 健治 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20311350)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: シンギュラリティ / 特異点 / 生物現象 / AMATERAS / シンギュラリティ生物学

Outline of Research at the Start

新学術領域研究「シンギュラリティ生物学」での5年間の成果を総括し冊子体としてまとめるとともに、一般紙等における特集号として広く一般に発信する。また、本領域で行ってきた先端的学際研究の中でも今後の発展性が高いと期待される研究分野に関して、その将来展望を議論するための研究交流会・企画研究会を開催する。主としてこの二つの取り組みを通じて、本新学術領域を発展的に解散する。また、研究者以外の方々にも本新学術領域の概念を浸透させるため、ソーシャルネットワークサービスを通じた不特定多数への研究紹介を展開する。

Outline of Annual Research Achievements

新学術領域研究「シンギュラリティ生物学」（平成３０年度～令和４年度）では、計画班においてバイオイメージング・タンパク質工学・生物物理学・システム生物学・細胞生物学・神経科学・免疫学・薬理学・数理科学など、多分野にわたる研究者を集結し、稀な細胞 (シンギュラリティ細胞) がシステム全体に爆発的で不連続な現象（シンギュラリティ現象）を如何にして引き起こすのかを解明する方法論を確立してきた。一方、公募班においては様々な生物種や生命現象におけるシンギュラリティ細胞やシンギュラリティ現象の可能性を提案し研究してもらうことで、結果、当初想像もしなかった発見を含め非常に質の高い成果を数多く発信してきた。さらに、その過程で分野をまたいだ研究者間の共同研究を通じた人的ネットワークが形成された。
この極めて質の高い学術成果を国内外に力強く発信するために、総括班、各計画班および公募班の研究成果をそれぞれ論文としてまとめ、領域の５年間の成果の形で、日本生物物理学会が出版する英文誌Biophysics and Phosicobiology (BPPB)誌の特集号として出版した。さらに各学会において共催、協賛の形で本領域が関与することで、既存の学術領域へとの連携を深め、本領域が新しい学術として確立されていることを広く内外に示した。
また本領域では、若手研究者を中心に分野を超えた新しい先端的学際研究を数多く行ってきた。その中でも今後の発展性が高いと期待される研究分野に関し、その将来展望を議論するための研究交流会・企画研究会を複数開催した。
これらの取り組みを通じて、本新学術領域「シンギュラリティ生物学」 を発展的に解散した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Analysis of the singularity cells controlling the pattern formation in multi-cellular systems (2024)
  • Author(s): Kazuki Horikawa, Tatsuya Takemoto
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s001
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Regulation of long-term memory by a few clock neurons in <i>Drosophila</i> (2024)
  • Author(s): Rei Shirakawa, Yuto Kurata, Takaomi Sakai
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s002
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Search for singularity cells at the onset of brain disorders using whole-brain imaging (2024)
  • Author(s): Hitoshi Hashimoto, Takanobu Nakazawa
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s003
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Current advances in the development of bioluminescent probes toward spatiotemporal trans-scale imaging (2024)
  • Author(s): Akihiro Sakama, Mariko Orioka, Yuki Hiruta
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s004
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Integration of single-cell manipulation, whole transcriptome analysis, and image-based deep learning for studying “Singularity Biology” (2024)
  • Author(s): Katsuyuki Shiroguchi
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s005
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A battle between two biological singularities: Immune response vs. cancer (2024)
  • Author(s): Tomoya Katakai, Taku Okazaki
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s006
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Elucidating molecular and cellular mechanisms of singularity phenomena in immunology (2024)
  • Author(s): Taku Okazaki, Tomoya Katakai
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s007
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Research on the molecular mechanism of singularity phenomenon in neurological disorders (2024)
  • Author(s): Bannai Hiroko、Takashima Akihiko、Soeda Yoshiyuki、Yoshimura Hideaki、Matsumoto Gen、Sahara Naruhiko、Hiroshima Michio、Hattori Mitsuru、Nagai Takeharu
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s008
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chromophore-assisted light inactivation of target proteins for singularity biology (2024)
  • Author(s): Shidara Hisashi、Jitsuki Susumu、Takemoto Kiwamu
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s009
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Unraveling T-cell dynamics using fluorescent timer: Insights from the Tocky system (2024)
  • Author(s): Ono Masahiro
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s010
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Visualizing Singularity Phenomenon (2024)
  • Author(s): Tomonobu M Watanabe, Tsuyoshi Shiina
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s011
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Model systems for discovering evolutionary singularity of bilaterian physiological regulation: lessons from studies on simple/primitive flatworms (2024)
  • Author(s): Mori Shunsuke、Kobayashi Aoshi、Sakamoto Hirotaka、Hamada Mayuko、Sakamoto Tatsuya、Nakamura Ryo
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s012
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Editorial: Singularity Biology and Beyond (2024)
  • Author(s): Takeharu Nagai
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s013
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Inferring the roles of individuals in collective systems using information-theoretic measures of influence (2024)
  • Author(s): Sulimon Sattari, Udoy S. Basak, M. Mohiuddin, Mikito Toda, Tamiki Komatsuzaki
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s014
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Real-time imaging of human endothelial-to-hematopoietic transition <i>in vitro</i> using pluripotent stem cell derived hemogenic endothelium (2024)
  • Author(s): Yoneda Yuriko、Kato Hisaya、Maezawa Yoshiro、Yokote Koutaro、Nakanishi Mio
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s015
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Yuragi biomarker concept for evaluating human induced pluripotent stem cells using heterogeneity-based Raman finger-printing (2024)
  • Author(s): Fujita Hideaki、Haruki Takayuki、Sudo Kazuhiro、Koga Yumiko、Nakamura Yukio、Abe Kuniya、Yoshida Yasuhiko、Koizumi Keiichi、Watanabe Tomonobu M
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s016
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Strength in numbers: Unleashing the potential of trans-scale scope AMATERAS for massive cell quantification (2024)
  • Author(s): Ichimura Taro、Kakizuka Taishi、Sato Yuki、Fujioka Yoichiro、Ohba Yusuke、Horikawa Kazuki、Nagai Takeharu
  • Journal Title: Biophysics and Physicobiology Volume: 21 Issue: Supplemental Pages: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s017
  • ISSN: 2189-4779
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] トランススケールスコープが拓く生命科学研究の新たな潮流 (2024)
  • Author(s): 永井 健治
  • Organizer: ABiSシンポジウム -バイオイメージングの未来：モダリティを超えて-
• [Presentation] 外れ値を科学するためのトランススケールスコープ (2023)
  • Author(s): 永井健治
  • Organizer: 第18回 大阪大学・ニコンイメージングセンター シリーズセミナー
  • Invited
• [Presentation] Automated Trans-scale Scope Opens up a New Horizon in Life Science Research (2023)
  • Author(s): 永井健治
  • Organizer: 上原国際シンポジウム2023
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Development and Advance of New Microscopy for Biological System (2023)
  • Author(s): Takeharu Nagai
  • Organizer: The 20th International Microscopy Congress (IMC20)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 自動化トランススケールスコープが拓く生命科学の新たな地平 (2023)
  • Author(s): 永井健治
  • Organizer: 第82回日本癌学会学術総会
  • Invited
• [Presentation] シンギュラリティ生物学とは何か？ (2023)
  • Author(s): 永井 健治
  • Organizer: シンギュラリティ生物学×放射線医科学研究会
• [Presentation] Automated trans-scale scope opens up a new concept in life science research (2023)
  • Author(s): Takeharu Nagai
  • Organizer: Advances in Optical Interrogation of Living Cells and Organisms: Focus on the Brain
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Singularity created by fluorescent protein technologies (2023)
  • Author(s): Takeharu Nagai
  • Organizer: 5+2レクチャーシリーズ
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Singularity created by bioluminescent protein technologies (2023)
  • Author(s): Takeharu Nagai
  • Organizer: 5+2レクチャーシリーズ
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] トランススケールスコープが拓く生命科学研究の新たな潮流 (2023)
  • Author(s): 永井 健治
  • Organizer: UVSOR シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 自動化トランススケールスコープが拓く生命科学研究の新たな地平 (2023)
  • Author(s): 永井 健治
  • Organizer: 第6回医薬品毒性機序研究会
  • Invited