2023 Fiscal Year Annual Research Report
Bottom-up creation of cell-free molecular systems by photophyscal methods
Publicly Offered Research
| Project Area | Bottom-up creation of cell-free molecular systems: surpassing nature |
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| Project/Area Number |
22H05423
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
吉川 洋史 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50551173)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| Keywords | レーザー操作 / レーザー加工 / 超越分子システム / タンパク質 / 生体分子 / ソフトマター / 拡散 / 相分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、研究代表者が得意とするレーザーの物理作用（光電場、光熱作用など）に基づく分子の集合・配列制御法を駆使し、得意な構造・機能を有する様々な無細胞分子システムをボトムアップ構築することにある。
昨年度に引き続き2023年度は、物理作用に基づくレーザー技術（例：レーザーアブレーション、レーザートラッピング）の高度化・先鋭化と、本学術変革領域で対象とする様々な試料を用いた共同研究に取り組んだ。レーザー技術の高度化・先鋭化については、様々な試料の結晶化をモデルとして、分子システムのボトムアップ構築に必要な核発生、結晶種形成、多形相転移などを時空間制御することに成功した。またその集合・配列プロセスを透過光・蛍光・偏光・ラマン散乱など多角的にとらえることで、ボトムアップ構築のダイナミクスや形成した分子システムの機能をその場評価できることを示した。特に2023年度は偏光干渉計測を重点的に行い、その新規超解像イメージングなどを開発することにも成功している。また領域代表の松浦（東工大）をはじめ、様々な領域内共同研究を展開した。その結果、タンパク質・核酸・低分子化合物など、分子量が大きく異なる様々な物質を局所濃縮可能であるという、超越分子システムの新規ボトムアップ構築法に関する重要な知見を得た。以上の成果はJ Phys Chem Lett誌など複数の原著論文として報告し、さらに様々な学会・シンポジウムなどでも発表した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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[Journal Article] Advanced Interferometry with 3-D Structured Illumination Reveals the Surface Fine Structure of Complex Biospecimens2024
Author(s)
Takahisa Matsuzaki, Ryuzo Kawamura, Akihisa Yamamoto, Hozumi Takahashi, Mai Fujii, Shodai Togo, Yosuke Yoneyama, Fumihiko Hakuno, Shin-Ichiro Takahashi, Masami Suganuma, Seiichiro Nakabayashi, Shivani Sharma, James K. Gimzewski, Hiroshi Y. Yoshikawa
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Journal Title
The Journal of Physical Chemistry Letters
Volume: 15
Pages: 1097-1104
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Spatiotemporal Control of Ice Crystallization in Supercooled Water via an Ultrashort Laser Impulse2023
Author(s)
Hozumi Takahashi,Tatsuya Kono,Kosuke Sawada,Satoru Kumano,Yuka Tsuri,Mihoko Maruyama,Masashi Yoshimura,Daisuke Takahashi,Yukio Kawamura,Matsuo Uemura,Seiichiro Nakabayashi,Yusuke Mori,Yoichiroh Hosokawa,Hiroshi Y. Yoshikawa
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Journal Title
The Journal of Physical Chemistry Letters
Volume: 14
Pages: 4394-4402
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Production of single crystalline seeds oforganic nonlinear optical materials via laser ablation2023
Author(s)
Hozumi Takahashi,Megumi Shiraiwa,Valynn Katrine Mag-usara,Ruochen Dai,Verdad Agulto,Kosaku Kato,Makoto Nakajima,Mayu Yamaji,Seiichiro Nakabayashi,Mihoko Maruyama,Yusuke Mori,Masahi Yoshimura,Hiroshi Y. Yoshikawa
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Journal Title
The Journal of Physical Chemistry C
Volume: 127
Pages: 14005-14012
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Preparation of mechanically patterned hydrogels for controlling the self-condensation of cells2023
Author(s)
Takahisa Matsuzaki,Yuma Kawano,Momoka Horikiri,Yuko Shimokawa,Takashi Yamazaki,Nao Okuma,Hiroyuki Koike,Masaki Kimura,Ryuzo Kawamura,Yosuke Yoneyama,Yasuro Furuichi,Fumihiko Hakuno,Shin-Ichiro Takahashi,Seiichiro Nakabayashi,Satoshi Okamoto,Hiromitsu Nakauchi,Hideki Taniguchi,Takanori Takebe,Hiroshi Y. Yoshikawa
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Journal Title
STAR Protocols
Volume: 4
Pages: 102471
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Influence of pulsed laser irradiation on dissolution behavior2023
Author(s)
Anna Konishi,Erika Yamashita, Mihoko Maruyama,Takahisa Matsuzaki,Heqi Xi,Menglu Li,Katsumasa Fujita,Junichi Kikuta,Yusuke Mori,Masaru Ishii,Hiroshi Yoshikawa
Organizer
第61回日本生物物理学会年会
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[Presentation] フェムト秒レーザーを用いた尿路結石破砕法の検討～新規内視鏡的治療法の開拓に向けて～2023
Author(s)
吉村侑大,濵本周造,丸山美帆子,田中勇太朗,高野和文,吉村正志,宇佐美茂佳,今西正幸,田尻理恵,岡田淳志,安井孝周,森勇介,吉川洋史
Organizer
日本尿路結石症学会第33回学術集会
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[Presentation] Growth Promotion of Targeted Crystal Faces of Organics Compounds and Proteins by Nano-Processing via Laser Ablation2023
Author(s)
Hiroshi Y. Yoshikwa,Yuka Tsuri,Hozumi Takahashi,Megumi Shiraiwa,Yusuke Takaoka,Satomi Ebihara,Katsuo Tsukamoto,Takashi Onuma,Ryutaro Shimada,Tomohiko Tateshima,Kazufumi Takano,Hiroaki Adachi,Masashi Yoshimura,Yoichiroh Hosokawa, Seiichiro Nakabayashi,Mihoko Maruyama,Yusuke Mori
Organizer
The International Conference on Crystal Growth and Epitaxy ICCGE-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Spatiotemporal Control of Ice Crystallization in Supercooled Water by Focused Irradiation with Laser Pulses2023
Author(s)
Hozumi Takahashi,Tatsuya Kono,Kosuke Sawada,Satoru Kumano,Yuka Tsuri,Mihoko Maruyama,Masashi Yoshimura,Daisuke Takahashi, Yukio Kawamura,Matsuo Uemura,Seiichiro Nakabayashi,Yusuke Mori, Yoichiroh Hosokawa, Hiroshi Y. Yoshikawa.
Organizer
The International Conference on Crystal Growth and Epitaxy ICCGE-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] High-speed observation of ice crystallization dynamics in supercooled water triggered by laser ablation2023
Author(s)
Hozumi Takahashi, Tatsuya Kono, Kosuke Sawada, Satoru Kumano, Yuka Tsuri, Mihoko Maruyama, Masashi Yoshimura, Daisuke Takahashi, Yukio Kawamura, Matsuo Uemura, Seiichiro Nakabayashi, Yusuke Mori, Yoichiroh Hosokawa, and Hiroshi Y. Yoshikawa
Organizer
The 24th International Symposium on Laser Precision Microfabrication
Int'l Joint Research
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[Presentation] High-speed imaging of laser ablation in supersaturated solutions towards understanding of laser-induced crystallization mechanism2023
Author(s)
Hiroshi Yoshikawa,Yuka Tsuri,Hozumi Takahasahi,Megumi Shiraiwa,Katsuo Tsukamoto,Takashi Onuma,Ryutaro Shimada,Tomohiko Tateshima,Kazufumi Takano,Hiroaki Adachi,Masahi Yoshimura,Yoichiroh Hosokawa,Seiichiro Nakabayashi,Mihoko Maruyama,Yusuke Mori
Organizer
The 24th International Symposium on Laser Precision Microfabrication
Int'l Joint Research
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[Presentation] Femtosecond laser processing of kidney stones2023
Author(s)
Yudai Yoshimura,Shuzo Hamamoto,Mihoko Maruyama,Masashi Yoshimura,Shigeyuki Usami,Masayuki Imanishi, Rie Tajiri,Yutaro Tanaka,Atsushi Okada,Kazufumi Takano,Takahiro Yasui,Yusuke Mori,Hiroshi Y Yoshikawa
Organizer
The 24th International Symposium on Laser Precision Microfabrication
Int'l Joint Research
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