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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Information physics of living matters

Administrative Group

Project AreaInformation physics of living matters
Project/Area Number 19H05794
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

岡田 康志  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50272430)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐々 真一  京都大学, 理学研究科, 教授 (30235238)
石島 秋彦  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (80301216)
沙川 貴大  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60610805)
伊藤 創祐  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (00771221)
猪股 秀彦  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (60372166)
小林 徹也  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (90513359)
澤井 哲  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (20500367)
竹内 一将  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50622304)
川口 喬吾  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 理研白眉研究チームリーダー (00787319)
青木 一洋  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 教授 (80511427)
松岡 里実  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 助教 (00569733)
神原 丈敏  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (40451637)
榎 佐和子 (苙口佐和子)  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (50467635)
池崎 圭吾  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10722960)
福岡 創  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (50447190)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2024-03-31
Keywords情報熱力学
Outline of Annual Research Achievements

本領域は、生命現象を題材として、情報を力、エネルギーなどと同列に物理的対象として議論する新しい物理学を構築することが目標である。その理論的支柱である情報の物理学の深化発展と、実験対象たる生命現象における情報の計測を車の両輪として推進する。従って、基本的な戦略は、「情報の物理学」理論研究と「生命現象における情報」の実験・計測の融合である。そのため、異分野融合推進のための施策が総括班の活動の中心となる。
2021年度も、コロナ禍の影響で対面での領域会議などの交流イベントを実施することは困難であった。第3回領域会議は5月末にオンラインで開催となった。2月の第4回領域会議も、対面での実施可能性を検討したが、オンライン開催とせざるを得なかった。しかし、領域会議での対面での交流が困難であることを補完し、特に若手メンバーの活動を奨励するために、領域研究賞および領域奨励賞を新設し、領域会議の場で表彰した。その他、zoom や slack などオンラインツールを用いての交流や、ランチミーティング、IPBセミナーや各班の交流会などを継続的に実施し、メンバー間の交流や共同研究の促進に努めた。
また、異分野融合促進の中核的な事業として、理論研究者が実験現場に入り、実験研究者が理論研究室を訪れるという人材交流を推奨し、領域としてサポートしている。2021年度には、出張制限の緩和に伴い再開し、4件のサポートを実施した。これを契機とした共同研究が立ち上がっており、期待通りの成果があがりつつある。
領域活動の広報としては、日本生物物理学会など関連学会でのシンポジウムや、分子モーター討論会などの関連分野の集会の共催を積極的に行うとともに、「生体の科学」72巻3号では特集記事「生物物理学の進歩」を編集し、多くの領域メンバーがその成果を寄稿した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

コロナ禍の影響により、当初予定していた領域会議や勉強会、海外との交流事業を中止ないし延期せざるをえなかったが、zoomやslackなどのオンラインツールの活用により当初期待していた成果は、おおむね達成できている。

Strategy for Future Research Activity

コロナ禍の影響で、直接的な人的交流の機会が大きく失われており、異分野融合の促進という観点からは望ましくない環境が依然として継続している。一方で、zoomやslackなどのオンラインツールの活用を進めることで、従来以上にオンラインで物理的距離の壁を越えた交流が活発に進められており、海外研究者のセミナー開催なども頻回に実施することが出来ている。このようなオンラインツールを積極的に活用した研究交流を継続発展させるとともに、コロナ禍の収束後には対面での交流事業を更に活発化させていきたい。

  • Research Products

    (49 results)

All 2022 2021

All Journal Article (31 results) (of which Peer Reviewed: 31 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 11 results) Book (7 results)

  • [Journal Article] The Onsager?Machlup Integral for Non-Reciprocal Systems with Odd Elasticity2022

    • Author(s)
      Yasuda Kento、Kobayashi Akira、Lin Li-Shing、Hosaka Yuto、Sou Isamu、Komura Shigeyuki
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 91 Pages: -

    • DOI

      10.7566/jpsj.91.015001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Emergent stripes of active rotors in shear flows2021

    • Author(s)
      Zhao Zhiyuan、Wang Boyi、Komura Shigeyuki、Yang Mingcheng、Ye Fangfu、Seto Ryohei
    • Journal Title

      Physical Review Research

      Volume: 3 Pages: -

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.3.043229

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrodynamic lift of a two-dimensional liquid domain with odd viscosity2021

    • Author(s)
      Hosaka Yuto、Komura Shigeyuki、Andelman David
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 104 Pages: -

    • DOI

      10.1103/physreve.104.064613

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Leptospira kobayashii Strain E30, Isolated from Soil in Japan2021

    • Author(s)
      Nakao Ryo、Masuzawa Toshiyuki、Nakamura Shuichi、Koizumi Nobuo
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.1128/mra.00907-21

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interaction between Spike Protein of SARS-CoV-2 and Human Virus Receptor ACE2 Using Two-Color Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy2021

    • Author(s)
      Fujimoto Ai、Lyu Yidan、Kinjo Masataka、Kitamura Akira
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 11 Pages: 10697~10697

    • DOI

      10.3390/app112210697

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Noise-Induced Acceleration of Single Molecule Kinesin-12021

    • Author(s)
      Ariga Takayuki、Tateishi Keito、Tomishige Michio、Mizuno Daisuke
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 127 Pages: 178101--178101

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.127.178101

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multiple Roles of Flagellar Export Chaperones for Efficient and Robust Flagellar Filament Formation in Salmonella2021

    • Author(s)
      Minamino Tohru、Morimoto Yusuke V.、Kinoshita Miki、Namba Keiichi
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 12 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.756044

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Rheology of the Dynamic 3D Genome Organization2021

    • Author(s)
      SHINKAI Soya
    • Journal Title

      Seibutsu Butsuri

      Volume: 61 Pages: 293~297

    • DOI

      10.2142/biophys.61.293

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unstable Phase Response Curves Shown by Spatiotemporal Patterns in the Plant Root Circadian Clock2021

    • Author(s)
      Masuda Kosaku、Fukuda Hirokazu
    • Journal Title

      Journal of Biological Rhythms

      Volume: 36 Pages: 432~441

    • DOI

      10.1177/07487304211028440

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Genetic Analysis of the Salmonella FliE Protein That Forms the Base of the Flagellar Axial Structure2021

    • Author(s)
      Hendriksen Jordan J.、Lee Hee Jung、Bradshaw Alexander J.、Namba Keiichi、Chevance Fabienne F. V.、Minamino Tohru、Hughes Kelly T.
    • Journal Title

      mBio

      Volume: 12 Pages: -

    • DOI

      10.1128/mBio.02392-21

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crawling motility of <i>Treponema denticola</i> modulated by outer sheath protein2021

    • Author(s)
      Kokubu Eitoyo、Kikuchi Yuichiro、Okamoto‐Shibayama Kazuko、Nakamura Shuichi、Ishihara Kazuyuki
    • Journal Title

      Microbiology and Immunology

      Volume: 65 Pages: 551~558

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12940

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure of the molecular bushing of the bacterial flagellar motor2021

    • Author(s)
      Yamaguchi Tomoko、Makino Fumiaki、Miyata Tomoko、Minamino Tohru、Kato Takayuki、Namba Keiichi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24715-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Native flagellar MS ring is formed by 34 subunits with 23-fold and 11-fold subsymmetries2021

    • Author(s)
      Kawamoto Akihiro、Miyata Tomoko、Makino Fumiaki、Kinoshita Miki、Minamino Tohru、Imada Katsumi、Kato Takayuki、Namba Keiichi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24507-9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conformational stabilization of optineurin by the dynamic interaction of linear polyubiquitin2021

    • Author(s)
      Kitamura Akira、Numazawa Rika、Kinjo Masataka
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 559 Pages: 203~209

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.04.103

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular ruler of the attachment organelle in Mycoplasma pneumoniae2021

    • Author(s)
      Nakane Daisuke、Murata Kohki、Kenri Tsuyoshi、Shibayama Keigo、Nishizaka Takayuki
    • Journal Title

      PLOS Pathogens

      Volume: 17 Pages: e1009621

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1009621

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonreciprocality of a micromachine driven by a catalytic chemical reaction2021

    • Author(s)
      Yasuda Kento、Komura Shigeyuki
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 103 Pages: -

    • DOI

      10.1103/physreve.103.062113

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Odd Microswimmer2021

    • Author(s)
      Yasuda Kento、Hosaka Yuto、Sou Isamu、Komura Shigeyuki
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 90 Pages: 075001~075001

    • DOI

      10.7566/jpsj.90.075001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Membrane voltage-dependent activation mechanism of the bacterial flagellar protein export apparatus2021

    • Author(s)
      Minamino Tohru、Morimoto Yusuke V.、Kinoshita Miki、Namba Keiichi
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 118 Pages: -

    • DOI

      10.1073/pnas.2026587118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Presynaptic inhibition of dopamine neurons controls optimistic bias2021

    • Author(s)
      Yamagata Nobuhiro、Ezaki Takahiro、Takahashi Takahiro、Wu Hongyang、Tanimoto Hiromu
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.7554/eLife.64907

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The FlhA linker mediates flagellar protein export switching during flagellar assembly2021

    • Author(s)
      Inoue Yumi、Kinoshita Miki、Kida Mamoru、Takekawa Norihiro、Namba Keiichi、Imada Katsumi、Minamino Tohru
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 4 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02177-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative evaluation of macromolecular crowding environment based on translational and rotational diffusion using polarization dependent fluorescence correlation spectroscopy2021

    • Author(s)
      Yamamoto Johtaro、Matsui Akito、Gan Fusako、Oura Makoto、Ando Riku、Matsuda Takahiro、Gong Jian Ping、Kinjo Masataka
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-021-89987-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recent Advances in the Bacterial Flagellar Motor Study2021

    • Author(s)
      Minamino Tohru、Namba Keiichi
    • Journal Title

      Biomolecules

      Volume: 11 Pages: 741~741

    • DOI

      10.3390/biom11050741

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Disassembly of the apical junctional complex during the transmigration of <scp> <i>Leptospira interrogans</i> </scp> across polarized renal proximal tubule epithelial cells2021

    • Author(s)
      Sebasti?n Isabel、Okura Nobuhiko、Humbel Bruno M.、Xu Jun、Hermawan Idam、Matsuura Chiaki、Hall Malgorzata、Takayama Chitoshi、Yamashiro Tetsu、Nakamura Shuichi、Toma Claudia
    • Journal Title

      Cellular Microbiology

      Volume: 23 Pages: -

    • DOI

      10.1111/cmi.13343

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A population of neurons that produce hugin and express the<i>diuretic hormone 44 receptor</i>gene projects to the corpora allata in<i>Drosophila melanogaster</i>2021

    • Author(s)
      Mizuno Yosuke、Imura Eisuke、Kurogi Yoshitomo、Shimada‐Niwa Yuko、Kondo Shu、Tanimoto Hiromu、H?ckesfeld Sebastian、Pankratz Michael J.、Niwa Ryusuke
    • Journal Title

      Development, Growth &amp; Differentiation

      Volume: 63 Pages: 249~261

    • DOI

      10.1111/dgd.12733

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cooperative stator assembly of bacterial flagellar motor mediated by rotation2021

    • Author(s)
      Ito Kenta I.、Nakamura Shuichi、Toyabe Shoichi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41467-021-23516-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonreciprocal response of a two-dimensional fluid with odd viscosity2021

    • Author(s)
      Hosaka Yuto、Komura Shigeyuki、Andelman David
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 103 Pages: -

    • DOI

      10.1103/physreve.103.042610

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large-Scale Vortices with Dynamic Rotation Emerged from Monolayer Collective Motion of Gliding <i>Flavobacteria</i>2021

    • Author(s)
      Nakane Daisuke、Odaka Shoko、Suzuki Kana、Nishizaka Takayuki
    • Journal Title

      Journal of Bacteriology

      Volume: 203 Pages: -

    • DOI

      10.1128/JB.00073-21

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of Protein Aggregation using Fluorescence Correlation Spectroscopy2021

    • Author(s)
      Kitamura Akira、Fujimoto Ai、Kinjo Masataka
    • Journal Title

      Journal of Visualized Experiments

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.3791/62576

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular basis of functional exchangeability between ezrin and other actin-membrane associated proteins during cytokinesis2021

    • Author(s)
      Yang Guang、Hiruma Shota、Kitamura Akira、Kinjo Masataka、Mishra Mithilesh、Uehara Ryota
    • Journal Title

      Experimental Cell Research

      Volume: 403 Pages: 112600~112600

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2021.112600

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Brownian motion of a charged colloid in restricted confinement2021

    • Author(s)
      Avni Yael、Komura Shigeyuki、Andelman David
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 103 Pages: -

    • DOI

      10.1103/physreve.103.042607

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A positive charge region of Salmonella FliI is required for ATPase formation and efficient flagellar protein export2021

    • Author(s)
      Kinoshita Miki、Namba Keiichi、Minamino Tohru
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 4 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s42003-021-01980-y

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The role of dynamic cohesin looping in chromatin compaction and phase separation2022

    • Author(s)
      笹井 理生
    • Organizer
      The 30th Hot Spring Harbor International Symposium
    • Invited
  • [Presentation] Terminal activity of dopamine neurons controls reward signals in the fly2021

    • Author(s)
      谷本 拓
    • Organizer
      大阪大学蛋白質研究所セミナー「多様なドーパミン神経伝達から脳を探る」
    • Invited
  • [Presentation] A three-sphere microswimmer in a structured fluid2021

    • Author(s)
      好村 滋行
    • Organizer
      Xiamen Soft Matter Forum 2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 蛍光相関分光測定の展開とタンパク質相互作用解析2021

    • Author(s)
      金城 政孝
    • Organizer
      第17 回バイオオプティクス研究会
    • Invited
  • [Presentation] 初期胚組織はモルフォゲン勾配のノイズを感知し修復する能力を備えている2021

    • Author(s)
      龝枝 佑紀
    • Organizer
      第59回日本生物物理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 細菌のドリル戦車2021

    • Author(s)
      中根 大介
    • Organizer
      細菌学会 関東支部会
    • Invited
  • [Presentation] 微生物はからだの中でかしこく行動するのかな?2021

    • Author(s)
      中根 大介
    • Organizer
      動物行動学会
    • Invited
  • [Presentation] 細菌のドリル戦車2021

    • Author(s)
      中根 大介
    • Organizer
      エアロ・アクアバイオメカニズム学会
    • Invited
  • [Presentation] Cellular dynamics of biomolecules2021

    • Author(s)
      金城 政孝
    • Organizer
      Virtual Workshop on Fluorescence Correlation Spectroscopy ( FCS) Dedicated to Prof. Rudolf Rigler on the Occasion of his 85 th Birthday
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 動きの可視化から紐解く原核生物の新しい世界2021

    • Author(s)
      中根 大介
    • Organizer
      Archaea研究会
    • Invited
  • [Presentation] Motion of molecular motors reflecting rheological properties in cells2021

    • Author(s)
      有賀 隆行
    • Organizer
      The 2nd Joint Meeting of The European Society for Clinical Hemorheology and Microcirculation, The International Society for Clinical Hemorheology, and The International Society of Biorheology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] "タンパク質の時間と通信と自由エネルギー"2022

    • Author(s)
      笹井 理生
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      丸善出版
  • [Book] "Live cell imaging of the twitching motility of cyanobacteria by high-resolution microscopy (Methods in Molecular Biology)"2022

    • Author(s)
      中根 大介
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      Soringer
  • [Book] "Swimming motility assays of Spiroplasma (Methods in Molecular Biology)"2022

    • Author(s)
      中根 大介
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      Springer
  • [Book] "Live cell imaging of gliding motility of Bacteroidetes under high-resolution microscopy (Methods in Molecular Biology)"2022

    • Author(s)
      中根 大介
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      Springer
  • [Book] "Isolation and visualization of gliding motility machinery in Bacteroidota (Methods in Molecular Biology)"2022

    • Author(s)
      中根 大介
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      Springer
  • [Book] "別冊・医学のあゆみ 「細胞競合による生体制御とがん」"2021

    • Author(s)
      龝枝 佑紀
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      医歯薬出版
  • [Book] "相分離 : メカニズムと疾患 : “膜のないオルガネラ"はいかに機能するか? 神経変性疾患・ウイルス感染とどう関わるか?"2021

    • Author(s)
      水野 大介
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758103954

URL: 

Published: 2023-12-25  

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