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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Bottom-up creation of cell-free molecular systems by photophyscal methods

Publicly Offered Research

Project AreaBottom-up creation of cell-free molecular systems: surpassing nature
Project/Area Number 22H05423
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

吉川 洋史  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50551173)

Project Period (FY) 2022-06-16 – 2024-03-31
Keywords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
Outline of Annual Research Achievements

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。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

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。

Strategy for Future Research Activity

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。

  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 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

    • Author(s)
      高橋秀実,吉川洋史
    • Journal Title

      有機結晶部会ニュースレター

      Volume: 53 Pages: 3-4

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

    • Author(s)
      Tsuri Yuka、Maruyama Mihoko、Tsukamoto Katsuo、Adachi Hiroaki、Takano Kazufumi、Usami Shigeyoshi、Imanishi Masayuki、Yoshimura Masashi、Yoshikawa Hiroshi Y.、Mori Yusuke
    • Journal Title

      Applied Physics A

      Volume: 128 Pages: 803

    • DOI

      10.1007/s00339-022-05909-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanical guidance of self-condensation patterns of differentiating progeny2022

    • Author(s)
      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.
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 25 Pages: 105109~105109

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105109

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Low Surface Potential with Glycoconjugates Determines Insect Cell Adhesion at Room Temperature2022

    • Author(s)
      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
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 13 Pages: 9494~9500

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.2c01673

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      松崎 賢寿, 照月 大悟, 佐藤 奨真, 吉川 洋史
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Crystal nucleation of ice and sodium acetate by laser2022

    • Author(s)
      Hozumi Takahashi, Satomi Ebihara, Yusuke Takaoka, Yuka Tsuri, Mihoko Maruyama, Masashi Yoshimura, Seiichiro Nakabayashi, Teruki Sugiyama, Yusuke Mori, Hiroshi. Y. Yoshikawa
    • Organizer
      CLEO Pacific Rim (CLEO-PR 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Control of Protein Crystallization by Using Laser2022

    • Author(s)
      Hiroshi Yoshikawa
    • Organizer
      International Powder and Nanotechnology Forum2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      第12回CSJ化学フェスタ2022
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      第51回結晶成長国内会議(JCCG-51)
  • [Presentation] レーザートラッピング結晶化の溶媒依存性2022

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      第51回結晶成長国内会議(JCCG-51)
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      第51回結晶成長国内会議(JCCG-51)
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      第30回有機結晶シンポジウム
  • [Presentation] 骨格筋臓器の再生に向けた高分子材料のデザイン2022

    • Author(s)
      河野 雄真、吉川 洋史、古市 泰郎、松﨑 賢寿
    • Organizer
      応用物理学会関西支部、75周年記念講演会
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      佐藤奨真, 照月大悟, 吉川洋史, 松﨑賢寿
    • Organizer
      応用物理学会関西支部、75周年記念講演会

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Published: 2023-12-25  

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