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2022 年度 実績報告書

光物理作用による超越分子システムのボトムアップ構築

公募研究

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
研究課題/領域番号 22H05423
研究機関大阪大学

研究代表者

吉川 洋史  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50551173)

研究期間 (年度) 2022-06-16 – 2024-03-31
キーワードレーザーアブレーション / レーザートラッピング / 超越分子システム / 生体外モデル / 生体分子 / タンパク質 / 核酸 / ソフトマター
研究実績の概要

本研究では、研究代表者ら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・配列の制御法を駆使し、特異な構造・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。
2022年度は、上記目標に達成に向けたレーザー技術の高度化・先鋭化と、本学術変革領域が有する様々なサンプルを用いた共同研究に取り組んだ。具体的には、様々な種類のレーザー光源(例:パルスレーザー、連続発振レーザーなど)と、蛍光・ラマン・光干渉などによる顕微計測系を組み合わせた実験システムを整備し、様々な分子の集合過程を制御・追跡可能であることを確認した。具体的な例としては、レーザー集光点に集まるタンパク質などの濃度とその周辺溶液の温度、さらにはボトムアップ構築した分子システムの様々な機能をモニター可能な実験系を構築した。またレーザーを様々な空間パターンで照射することが可能なシステムも導入し、レーザーによる分子の集合・配列の時空間制御の自由度を大幅に向上させることにも成功している。これらの成果は学会や論文などで発表し、関連研究を学会発表した学生がポスター賞を獲得するに至っている。
さらに本学術変革領域の全体およびリージョナルな会議などを通して、新規の共同研究に関する議論を深め、複数の共同研究に着手するに至っている。既にその中では、興味深い知見も得られており、来年度以降に順次発表できると考えている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

レーザーによる分子集合の制御技術に関しては想定していたシステムを構築することに成功し、既にそれを用いた複数の共同研究課題にも着手している。よって本研究課題はおおむね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

今後もレーザー技術の高度化・先鋭化とともに、領域内での様々な共同研究に取り組んでいる予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] レーザーアブレーションによる有機材料の結晶化制御 ~融液系および有機光学材料~2023

    • 著者名/発表者名
      高橋秀実,吉川洋史
    • 雑誌名

      有機結晶部会ニュースレター

      巻: 53 ページ: 3-4

  • [雑誌論文] Effects of pulse duration on laser-induced crystallization of urea from 300 to 1200 fs: impact of cavitation bubbles on crystal nucleation2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuri Yuka、Maruyama Mihoko、Tsukamoto Katsuo、Adachi Hiroaki、Takano Kazufumi、Usami Shigeyoshi、Imanishi Masayuki、Yoshimura Masashi、Yoshikawa Hiroshi Y.、Mori Yusuke
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 128 ページ: 803

    • DOI

      10.1007/s00339-022-05909-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical guidance of self-condensation patterns of differentiating progeny2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki Takahisa、Shimokawa Yuko、Koike Hiroyuki、Kimura Masaki、Kawano Yuma、Okuma Nao、Kawamura Ryuzo、Yoneyama Yosuke、Furuichi Yasuro、Hakuno Fumihiko、Takahashi Shin-Ichiro、Nakabayashi Seiichiro、Okamoto Satoshi、Nakauchi Hiromitsu、Taniguchi Hideki、Takebe Takanori、Yoshikawa Hiroshi Y.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 ページ: 105109~105109

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105109

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Low Surface Potential with Glycoconjugates Determines Insect Cell Adhesion at Room Temperature2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki Takahisa、Terutsuki Daigo、Sato Shoma、Ikarashi Kohei、Sato Kohei、Mitsuno Hidefumi、Okumura Ryu、Yoshimura Yudai、Usami Shigeyoshi、Mori Yusuke、Fujii Mai、Takemi Shota、Nakabayashi Seiichiro、Yoshikawa Hiroshi Y.、Kanzaki Ryohei
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 13 ページ: 9494~9500

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.2c01673

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 室温における生きた昆虫細胞の接着界面の可視化~バイ オハイブリッド匂いセンサーへの応用を目指して~2023

    • 著者名/発表者名
      松崎 賢寿, 照月 大悟, 佐藤 奨真, 吉川 洋史
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Crystal nucleation of ice and sodium acetate by laser2022

    • 著者名/発表者名
      Hozumi Takahashi, Satomi Ebihara, Yusuke Takaoka, Yuka Tsuri, Mihoko Maruyama, Masashi Yoshimura, Seiichiro Nakabayashi, Teruki Sugiyama, Yusuke Mori, Hiroshi. Y. Yoshikawa
    • 学会等名
      CLEO Pacific Rim (CLEO-PR 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Protein Crystallization by Using Laser2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Yoshikawa
    • 学会等名
      International Powder and Nanotechnology Forum2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 集光レーザービームを用いた微小管形成の空間パターニング2022

    • 著者名/発表者名
      白田廉, 髙野慶, 桐生文佳 , 竹重拓也, 中林誠一郎, 杉山輝樹 , 川村隆三 , 吉川洋史
    • 学会等名
      第12回CSJ化学フェスタ2022
  • [学会発表] 超短パルスレーザー集光単発照射による氷の結晶化過程の詳細観察2022

    • 著者名/発表者名
      高橋秀実、釣優香、丸山美帆子、吉村政志、中林誠一郎、森勇介、吉川洋史
    • 学会等名
      第51回結晶成長国内会議(JCCG-51)
  • [学会発表] レーザートラッピング結晶化の溶媒依存性2022

    • 著者名/発表者名
      清水大督 , 高橋秀実 , 釣優香 , 丸山美帆子, 吉村政志 , 森勇介, 吉川洋史
    • 学会等名
      第51回結晶成長国内会議(JCCG-51)
  • [学会発表] フェムト秒レーザー誘起結晶化のダイナミクス計測 ~酢酸ナトリウム水溶液~2022

    • 著者名/発表者名
      高岡佑介, 海老原里美, 高橋秀実, 釣優香, 丸山美帆子, 吉村政志, 森勇介, 吉川洋史
    • 学会等名
      第51回結晶成長国内会議(JCCG-51)
  • [学会発表] レーザーによるグリシン結晶の相転移誘起とその場観察2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 秀実, 吉村 侑大 , 川村 隆三 , 山崎 祐 , 村井 良多 , 丸山 美帆子 , 吉村 政志, 森 勇介 , 吉川 洋史
    • 学会等名
      第30回有機結晶シンポジウム
  • [学会発表] 骨格筋臓器の再生に向けた高分子材料のデザイン2022

    • 著者名/発表者名
      河野 雄真、吉川 洋史、古市 泰郎、松﨑 賢寿
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部、75周年記念講演会
  • [学会発表] 光干渉法昆虫細胞の接着機構の解明 ~高感度な生きた匂いセンサーへの応用を目指して~2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤奨真, 照月大悟, 吉川洋史, 松﨑賢寿
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部、75周年記念講演会

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公開日: 2023-12-25  

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