研究者詳細

顔写真

ノムラ　シンイチロウ
野村　慎一郎
Shinichiro Nomura
所属
大学院工学研究科　ロボティクス専攻　ナノシステム講座（分子ロボティクス分野）
職名
准教授
学位

  • 博士（理学）（京都大学）

  • 修士（学術）（名古屋大学）

プロフィール

日本学術振興会研究員（DC2, PD），21世紀COE「歯と骨の分子破壊と再構築」特任講師，京都大学WPI物質-細胞統合システム拠点iCeMS特定研究員，JSTさきがけ「界面の構造と機能」兼任などを経て2011年より現職．UWE visiting scholar (2019-2021)．

経歴 6

  • 2011年4月 ～ 継続中
    東北大学　大学院工学研究科 ロボティクス専攻　准教授

  • 2008年10月 ～ 2012年3月
    JST　研究員

  • 2008年4月 ～ 2011年3月
    京都大学WPI 物質-細胞統合システム拠点(iCeMS)　WPI特定研究員

  • 2003年10月 ～ 2008年3月
    東京医科歯科大学 21世紀COE「歯と骨の分子破壊と再構築」　拠点形成特任講師

  • 2002年4月 ～ 2003年9月
    東京医科歯科大学 生体材料工学研究所　日本学術振興会特別研究員（PD)

  • 2001年4月 ～ 2002年3月
    京都大学大学院理学研究科　日本学術振興会特別研究員(PD)

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学歴 3

  • 京都大学　理学研究科　物理学・宇宙物理学

    ～ 2002年3月

  • 名古屋大学　人間情報学研究科

    ～ 1999年3月

  • 静岡大学工学部 材料精密化学科

    1993年4月 ～ 1997年3月

委員歴 4

  • MARSS　プログラム委員

    2018年7月 ～ 継続中

  • BIOMOD | International Biomolecular Design Competition　Judge

    2011年9月 ～ 継続中

  • 生物物理学会　分野別専門委員

    2008年3月 ～ 継続中

  • iGEM 2011 Regional Jamboree – Asia Organizing Committee　Judge

    2011年10月 ～

所属学協会 9

  • 人工知能学会ナチュラルコンピューティング研究会

  • バイオマテリアル学会

  • バイオ・高分子研究会

  • 日本機械学会

  • 高分子学会

  • 日本ロボット学会

  • 分子ロボティクス研究会

  • 「細胞を創る」研究会

  • 日本生物物理学会

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研究キーワード 3

  • 応用生物物理

  • 分子ロボティクス

  • 人工細胞

研究分野 4

  • ナノテク・材料 / 生体化学 /

  • ナノテク・材料 / ナノバイオサイエンス /

  • ナノテク・材料 / ナノ材料科学 /

  • 自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理 /

受賞 3

  1. 2006 International Symposium on Micro-Nanomechatronics and Human Science (MHS2006) Best Paper Award

    2006年11月　IEEE

  2. 東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 第3回 IBB Biofuture Research Encouragement Prize 若手研究者部門 最優秀賞

    2005年3月　東京医科歯科大学 生体材料工学研究所

  3. 第39回科学技術映像祭 科学技術庁長官賞

    1998年2月　科学技術庁

論文 121

  1. Autonomous assembly and disassembly of gliding molecular robots regulated by a DNA-based molecular controller 査読有り

    Ibuki Kawamata, Kohei Nishiyama, Daiki Matsumoto, Shosei Ichiseki, Jakia J. Keya, Kohei Okuyama, Masatoshi Ichikawa, Arif Md. Rashedul Kabir, Yusuke Sato, Daisuke Inoue, Satoshi Murata, Kazuki Sada, Akira Kakugo, Shin-ichiro M. Nomura

    Science Advances　10　(22)　2024年5月31日

    出版者・発行元： American Association for the Advancement of Science (AAAS)

    DOI： 10.1126/sciadv.adn4490 　

    eISSN：2375-2548

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    In recent years, there has been a growing interest in engineering dynamic and autonomous systems with robotic functionalities using biomolecules. Specifically, the ability of molecular motors to convert chemical energy to mechanical forces and the programmability of DNA are regarded as promising components for these systems. However, current systems rely on the manual addition of external stimuli, limiting the potential for autonomous molecular systems. Here, we show that DNA-based cascade reactions can act as a molecular controller that drives the autonomous assembly and disassembly of DNA-functionalized microtubules propelled by kinesins. The DNA controller is designed to produce two different DNA strands that program the interaction between the microtubules. The gliding microtubules integrated with the controller autonomously assemble to bundle-like structures and disassemble into discrete filaments without external stimuli, which is observable by fluorescence microscopy. We believe this approach to be a starting point toward more autonomous behavior of motor protein–based multicomponent systems with robotic functionalities.

  2. Scalable Synthesis of Planar Macroscopic Lipid-Based Multi-Compartment Structures. 国際誌 査読有り

    Richard J Archer, Shogo Hamada, Ryo Shimizu, Shin-Ichiro M Nomura

    Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids　2023年3月27日

    DOI： 10.1021/acs.langmuir.2c02859 　

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    As life evolved, the path from simple single cell organisms to multicellular enabled increasingly complex functionalities. The spatial separation of reactions at the micron scale achieved by cellular structures allowed diverse and scalable implementation in biomolecular systems. Mimicking such spatially separated domains in a scalable approach could open a route to creating synthetic cell-like structured systems. Here, we report a facile and scalable method to create multicellular-like, multi-compartment (MC) structures. Aqueous droplet-based compartments ranging from 50 to 400 μm were stabilized and connected together by hydrophobic layers composed of phospholipids and an emulsifier. Planar centimeter-scale MC structures were formed by droplet deposition on a water interface. Further, the resulting macroscopic shapes were shown to be achieved by spatially controlled deposition. To demonstrate configurability and potential versatility, MC assemblies of both homogeneous and mixed compartment types were shown. Notably, magnetically heterogeneous systems were achieved by the inclusion of magnetic nanoparticles in defined sections. Such structures demonstrated actuated motion with structurally imparted directionality. These novel and functionalized structures exemplify a route toward future applications including compartmentally assembled "multicellular" molecular robots.

  3. Spontaneous and driven growth of multicellular lipid compartments to millimeter size from porous polymer structures 国際誌 国際共著 査読有り

    Shin-ichiro M. Nomura, Ryo Shimizu, Richard James Archer, Gen Hayase, Taro Toyota, Richard Mayne, Andrew Adamatzky

    ChemSystemChem　2022年4月19日

    出版者・発行元： Wiley

    DOI： 10.1002/syst.202200006 　 10.26434/chemrxiv.12129114.v1 　

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    This report describes a method to obtain multicellular shaped compartments made by lipids growing from a sponge-like porous structure. Each compartment is several tens of micrometers in diameter and separated by membranes comprised of phospholipid and amphipathic molecules. The multi-compartment structure spontaneously grew to a millimeter scale, driven by an ionic concentration difference between the interior and exterior environments of the sponge. These compartments can also easily incorporate hydrophilic species as a well as smaller materials such as liposomes. Additionally, we showed that mechanical squeezing of the sponge was also effective in producing multicellular bodies. These simple methods to obtain large-scale multicellular compartment of lipid membrane will help future designs and trials of chemical communications on artificial cells.

  4. Isothermal amplification of specific DNA molecules inside giant unilamellar vesicles 査読有り

    Yusuke Sato, Ken Komiya, Ibuki Kawamata, Satoshi Murata, Shin-ichiro M. Nomura

    CHEMICAL COMMUNICATIONS　55　(62)　9084-9087　2019年8月

    DOI： 10.1039/c9cc03277k 　

    ISSN：1359-7345

    eISSN：1364-548X

  5. Intra- and Interbead Communications by an Anchored DNA Structure and Cascaded DNA Reactions

    Ibuki Kawamata, Satoru Yoshizawa, Keita Abe, Masahiro Takinoue, Shin-Ichiro M. Nomura, Satoshi Murata

    ACS Synthetic Biology　2025年3月14日

    出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acssynbio.4c00709 　

    ISSN：2161-5063

    eISSN：2161-5063

  6. Menthyl acetate powered self-propelled Janus sponge Marangoni motors with self-maintaining surface tension gradients and active mixing 査読有り

    Richard J. Archer, Stephen J. Ebbens, Yujin Kubodera, Muneyuki Matsuo, Shin-Ichiro M. Nomura

    Journal of Colloid and Interface Science　678　11-19　2025年1月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jcis.2024.08.213 　

    ISSN：0021-9797

  7. A unified purification method for actin-binding proteins using a TEV-cleavable His-Strep-tag 査読有り

    Daichi Nakajima, Nozomi Takahashi, Takanari Inoue, Shin-ichiro M. Nomura, Hideaki T. Matsubayashi

    MethodsX　13　102884-102884　2024年12月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.mex.2024.102884 　

    ISSN：2215-0161

  8. Light-guided actin polymerization drives directed motility in protocells 国際共著

    Hideaki T. Matsubayashi, Shiva Razavi, T. Willow Rock, Daichi Nakajima, Hideki Nakamura, Daniel A. Kramer, Tomoaki Matsuura, Baoyu Chen, Satoshi Murata, Shinichiro M. Nomura, Takanari Inoue

    BioRxiv　2024年10月15日

    DOI： 10.1101/2024.10.14.617543 　

  9. Transmembrane DNA Sequence Signaling via Hybridization

    Kai Yoshida, Keita Abe, Yusuke Sato, Ibuki Kawamata, Richard James Archer, Hideaki T. Matsubayashi, Shogo Hamada, Satoshi Murata, Shin-ichiro Nomura

    2024年7月16日

    DOI： 10.26434/chemrxiv-2024-571kp 　

  10. Primordial aqueous alteration recorded in water-soluble organic molecules from the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu 査読有り

    Yoshinori Takano, Hiroshi Naraoka, Jason P. Dworkin, Toshiki Koga, Kazunori Sasaki, Hajime Sato, Yasuhiro Oba, Nanako O. Ogawa, Toshihiro Yoshimura, Kenji Hamase, Naohiko Ohkouchi, Eric T. Parker, José C. Aponte, Daniel P. Glavin, Yoshihiro Furukawa, Junken Aoki, Kuniyuki Kano, Shin-ichiro M. Nomura, Francois-Regis Orthous-Daunay, Philippe Schmitt-Kopplin, Aogu Furusho, Minako Hashiguchi, Kazuhiko Fukushima, Dan Aoki, Hannah L. McLain, Jamie E. Elsila, Heather V. Graham, John M. Eiler, Norbert Hertkorn, Alexander Ruf, Cédric Wolters, Junko Isa, Véronique Vuitton, Roland Thissen, Saburo Sakai, Haruna Sugahara, Hajime Mita, Yoshito Chikaraishi, Takaaki Yoshikawa, Satoru Tanaka, Mayu Morita, Morihiko Onose, Daisuke Araoka, Fumie Kabashima, Kosuke Fujishima, Hajime Sato, Tomoya Yamazaki, Yuki Kimura, Hisayoshi Yurimoto, Tomoki Nakamura, Takaaki Noguchi, Ryuji Okazaki, Hikaru Yabuta, Kanako Sakamoto, Toru Yada, Masahiro Nishimura, Aiko Nakato, Akiko Miyazaki, Kasumi Yogata, Masanao Abe, Tatsuaki Okada, Tomohiro Usui, Makoto Yoshikawa, Takanao Saiki, Satoshi Tanaka, Fuyuto Terui, Satoru Nakazawa, Sei-ichiro Watanabe, Yuichi Tsuda, Shogo Tachibana

    Nature Communications　15　(1)　2024年7月10日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41467-024-49237-6 　

    eISSN：2041-1723

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    Abstract We report primordial aqueous alteration signatures in water-soluble organic molecules from the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu by the Hayabusa2 spacecraft of JAXA. Newly identified low-molecular-weight hydroxy acids (HO-R-COOH) and dicarboxylic acids (HOOC-R-COOH), such as glycolic acid, lactic acid, glyceric acid, oxalic acid, and succinic acid, are predominant in samples from the two touchdown locations at Ryugu. The quantitative and qualitative profiles for the hydrophilic molecules between the two sampling locations shows similar trends within the order of ppb (parts per billion) to ppm (parts per million). A wide variety of structural isomers, including α- and β-hydroxy acids, are observed among the hydrophilic molecules. We also identify pyruvic acid and dihydroxy and tricarboxylic acids, which are biochemically important intermediates relevant to molecular evolution, such as the primordial TCA (tricarboxylic acid) cycle. Here, we find evidence that the asteroid Ryugu samples underwent substantial aqueous alteration, as revealed by the presence of malonic acid during keto–enol tautomerism in the dicarboxylic acid profile. The comprehensive data suggest the presence of a series for water-soluble organic molecules in the regolith of Ryugu and evidence of signatures in coevolutionary aqueous alteration between water and organics in this carbonaceous asteroid.

  11. Programmable Computational RNA Droplets Assembled via Kissing-Loop Interaction 査読有り

    Hirotake Udono, Minzhi Fan, Yoko Saito, Hirohisa Ohno, Shin-ichiro M. Nomura, Yoshihiro Shimizu, Hirohide Saito, Masahiro Takinoue

    ACS Nano　18　(24)　15477-15486　2024年6月4日

    出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acsnano.3c12161 　

    ISSN：1936-0851

    eISSN：1936-086X

  12. Enantioselective three-dimensional high-performance liquid chromatographic determination of amino acids in the Hayabusa2 returned samples from the asteroid Ryugu

    Aogu Furusho, Chiharu Ishii, Takeyuki Akita, Mai Oyaide, Masashi Mita, Hiroshi Naraoka, Yoshinori Takano, Jason P. Dworkin, Yasuhiro Oba, Toshiki Koga, Kazuhiko Fukushima, Dan Aoki, Minako Hashiguchi, Hajime Mita, Yoshito Chikaraishi, Naohiko Ohkouchi, Nanako O. Ogawa, Saburo Sakai, Daniel P. Glavin, Jamie E. Elsila, Eric T. Parker, José C. Aponte, Hannah L. McLain, Francois-Regis Orthous-Daunay, Véronique Vuitton, Roland Thissen, Cédric Wolters, Philippe Schmitt-Kopplin, Alexander Ruf, Junko Isa, Norbert Hertkorn, John M. Eiler, Toshihiro Yoshimura, Haruna Sugahara, Heather V. Graham, Yoshihiro Furukawa, Daisuke Araoka, Satoru Tanaka, Takaaki Yoshikawa, Fumie Kabashima, Kazunori Sasaki, Hajime Sato, Tomoya Yamazaki, Morihiko Onose, Mayu Morita, Yuki Kimura, Kuniyuki Kano, Junken Aoki, Kosuke Fujishima, Shin-ichiro Nomura, Shogo Tachibana

    Journal of Chromatography Open　2024年5月

    DOI： 10.1016/j.jcoa.2024.100134 　

    ISSN：2772-3917

  13. Liquid DNA Coacervates form Porous Capsular Hydrogels via Viscoelastic Phase Separation on Microdroplet Interface 査読有り

    Masamune Morita, Tetsuro Sakamoto, Shin‐ichiro M. Nomura, Satoshi Murata, Miho Yanagisawa, Masahiro Takinoue

    Advanced Materials Interfaces　2024年5月

    DOI： 10.1002/admi.202300898 　

  14. Polycyclic aromatic hydrocarbons in samples of Ryugu formed in the interstellar medium 査読有り

    Sarah S. Zeichner, José C. Aponte, Surjyendu Bhattacharjee, Guannan Dong, Amy E. Hofmann, Jason P. Dworkin, Daniel P. Glavin, Jamie E. Elsila, Heather V. Graham, Hiroshi Naraoka, Yoshinori Takano, Shogo Tachibana, Allison T. Karp, Kliti Grice, Alex I. Holman, Katherine H. Freeman, Hisayoshi Yurimoto, Tomoki Nakamura, Takaaki Noguchi, Ryuji Okazaki, Hikaru Yabuta, Kanako Sakamoto, Toru Yada, Masahiro Nishimura, Aiko Nakato, Akiko Miyazaki, Kasumi Yogata, Masanao Abe, Tatsuaki Okada, Tomohiro Usui, Makoto Yoshikawa, Takanao Saiki, Satoshi Tanaka, Fuyuto Terui, Satoru Nakazawa, Sei-ichiro Watanabe, Yuichi Tsuda, Kenji Hamase, Kazuhiko Fukushima, Dan Aoki, Minako Hashiguchi, Hajime Mita, Yoshito Chikaraishi, Naohiko Ohkouchi, Nanako O. Ogawa, Saburo Sakai, Eric T. Parker, Hannah L. McLain, Francois-Regis Orthous-Daunay, Véronique Vuitton, Cédric Wolters, Philippe Schmitt-Kopplin, Norbert Hertkorn, Roland Thissen, Alexander Ruf, Junko Isa, Yasuhiro Oba, Toshiki Koga, Toshihiro Yoshimura, Daisuke Araoka, Haruna Sugahara, Aogu Furusho, Yoshihiro Furukawa, Junken Aoki, Kuniyuki Kano, Shin-ichiro M. Nomura, Kazunori Sasaki, Hajime Sato, Takaaki Yoshikawa, Satoru Tanaka, Mayu Morita, Morihiko Onose, Fumie Kabashima, Kosuke Fujishima, Tomoya Yamazaki, Yuki Kimura, John M. Eiler

    Science　382　(6677)　1411-1416　2023年12月22日

    出版者・発行元： American Association for the Advancement of Science (AAAS)

    DOI： 10.1126/science.adg6304 　

    ISSN：0036-8075

    eISSN：1095-9203

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    Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) contain ≲20% of the carbon in the interstellar medium. They are potentially produced in circumstellar environments (at temperatures ≳1000 kelvin), by (~10 kelvin) interstellar clouds, or by processing of carbon-rich dust grains. We report isotopic properties of PAHs extracted from samples of the asteroid Ryugu and the meteorite Murchison. The doubly- 13 C substituted compositions (Δ2× 13 C values) of the PAHs naphthalene, fluoranthene, and pyrene are 9 to 51‰ higher than values expected for a stochastic distribution of isotopes. The Δ2× 13 C values are higher than expected if the PAHs formed in a circumstellar environment, but consistent with formation in the interstellar medium. By contrast, the PAHs phenanthrene and anthracene in Ryugu samples have Δ2× 13 C values consistent with formation by higher-temperature reactions.

  15. Chemical evolution of primordial salts and organic sulfur molecules in the asteroid 162173 Ryugu

    Toshihiro Yoshimura, Yoshinori Takano, Hiroshi Naraoka, Toshiki Koga, Daisuke Araoka, Nanako O. Ogawa, Philippe Schmitt-Kopplin, Norbert Hertkorn, Yasuhiro Oba, Jason P. Dworkin, José C. Aponte, Takaaki Yoshikawa, Satoru Tanaka, Naohiko Ohkouchi, Minako Hashiguchi, Hannah McLain, Eric T. Parker, Saburo Sakai, Mihoko Yamaguchi, Takahiro Suzuki, Tetsuya Yokoyama, Hisayoshi Yurimoto, Tomoki Nakamura, Takaaki Noguchi, Ryuji Okazaki, Hikaru Yabuta, Kanako Sakamoto, Toru Yada, Masahiro Nishimura, Aiko Nakato, Akiko Miyazaki, Kasumi Yogata, Masanao Abe, Tatsuaki Okada, Tomohiro Usui, Makoto Yoshikawa, Takanao Saiki, Satoshi Tanaka, Fuyuto Terui, Satoru Nakazawa, Sei-ichiro Watanabe, Yuichi Tsuda, Shogo Tachibana, Kenji Hamase, Aogu Furusho, Kazuhiko Fukushima, Dan Aoki, Daniel P. Glavin, Hannah L. McLain, Jamie E. Elsila, Heather V. Graham, John M. Eiler, Alexander Ruf, Francois-Regis Orthous-Daunay, Cédric Wolters, Junko Isa, Véronique Vuitton, Roland Thissen, Haruna Sugahara, Hajime Mita, Yoshihiro Furukawa, Yoshito Chikaraishi, Mayu Morita, Morihiko Onose, Fumie Kabashima, Kosuke Fujishima, Hajime Sato, Kazunori Sasaki, Kuniyuki Kano, Shin-ichiro M. Nomura, Junken Aoki, Tomoya Yamazaki, Yuki Kimura

    Nature Communications　14　(1)　2023年9月18日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41467-023-40871-0 　

    eISSN：2041-1723

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    Abstract Samples from the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu provide information on the chemical evolution of organic molecules in the early solar system. Here we show the element partitioning of the major component ions by sequential extractions of salts, carbonates, and phyllosilicate-bearing fractions to reveal primordial brine composition of the primitive asteroid. Sodium is the dominant electrolyte of the salt fraction extract. Anions and NH4+ are more abundant in the salt fraction than in the carbonate and phyllosilicate fractions, with molar concentrations in the order SO42− > Cl− > S2O32− > NO3− > NH4+. The salt fraction extracts contain anionic soluble sulfur-bearing species such as Sn-polythionic acids (n < 6), Cn-alkylsulfonates, alkylthiosulfonates, hydroxyalkylsulfonates, and hydroxyalkylthiosulfonates (n < 7). The sulfur-bearing soluble compounds may have driven the molecular evolution of prebiotic organic material transforming simple organic molecules into hydrophilic, amphiphilic, and refractory S allotropes.

  16. [Review] From Molecular Robotics to Molecular Cybernetics: The First Step Toward Chemical Artificial Intelligence 招待有り

    Akinori Kuzuya, Shin-Ichiro M. Nomura, Taro Toyota, Takashi Nakakuki, Satoshi Murata

    IEEE Transactions on Molecular, Biological, and Multi-Scale Communications　2023年

    DOI： 10.1109/TMBMC.2023.3304243 　

  17. Surfactant‐Assisted Purification of Hydrophobic DNA Nanostructures

    Shoji Iwabuchi, Shin-ichiro M Nomura, Yusuke Sato

    ChemBioChem　2022年12月5日

    出版者・発行元： Wiley

    DOI： 10.1002/cbic.202200568 　

    ISSN：1439-4227

    eISSN：1439-7633

  18. Autonomous and Programmable Strand Generator Implemented as DNA and Enzymatic Chemical Reaction Cascade

    Ibuki Kawamata, Shin-ichiro M. Nomura, Satoshi Murata

    New Generation Computing　40　(2)　723-736　2022年2月27日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s00354-022-00156-4 　

    ISSN：0288-3635

    eISSN：1882-7055

  19. [Review] Molecular Cybernetics: Challenges toward Cellular Chemical Artificial Intelligence 査読有り

    S. Murata, T. Toyota, S.-i. M. Nomura, T. Nakakuki, A. Kuzuya

    Advanced Functional Materials　2201866　2022年

    DOI： 10.1002/adfm.202201866 　

  20. Construction of Artificial Cell-type Molecular Robots

    Shoji IWABUCHI, Noriki FUKAMI, Yusuke SATO, Shin-ichiro M. NOMURA

    Seibutsu Butsuri　62　(3)　178-180　2022年

    出版者・発行元： Biophysical Society of Japan

    DOI： 10.2142/biophys.62.178 　

    ISSN：0582-4052

    eISSN：1347-4219

  21. System concentration shift as a regulator of transcription-translation system within liposomes. 国際誌

    Toshiki Akui, Kei Fujiwara, Gaku Sato, Masahiro Takinoue, Shin-Ichiro M Nomura, Nobuhide Doi

    iScience　24　(8)　102859-102859　2021年8月20日

    DOI： 10.1016/j.isci.2021.102859 　

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    Biochemical systems in living cells have their optimum concentration ratio among each constituent element to maintain their functionality. However, in the case of the biochemical system with complex interactions and feedbacks among elements, their activity as a system greatly changes by the concentration shift of the entire system irrespective of the concentration ratio among elements. In this study, by using a transcription-translation (TX-TL) system as the subject, we illustrate the principle of the nonlinear relationship between the system concentration and the activity of the system. Our experiment and simulation showed that shifts of the system concentration of TX-TL by dilution and concentration works as a switch of activity and demonstrated its ability to induce a biochemical system to confer the permeability of small molecules to liposomes. These results contribute to the creation of artificial cells with the switch and provide an insight into the emergence of protocells.

  22. Online Biomolecular Design Competition Across University Boundaries

    Satoshi MURATA, Akinori KUZUYA, Kei FUJIWARA, Junichi TAIRA, Ibuki KAWAMATA, Yusuke SATO, Masahiro TAKINOUE, Shin-ichiro M. NOMURA, Akira KAKUGO, Yutaka HORI, Keita ABE

    Journal of JSEE　69　(4)　4_31-4_39　2021年

    出版者・発行元： Japanese Society for Engineering Education

    DOI： 10.4307/jsee.69.4_31 　

    ISSN：1341-2167

    eISSN：1881-0764

  23. A large, square-shaped, DNA origami nanopore with sealing function on a giant vesicle membrane 査読有り

    Shoji Iwabuchi, Ibuki Kawamata, Satoshi Murata, Shin-ichiro M. Nomura

    Chemical Communications　57　(24)　2990-2993　2021年

    出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)

    DOI： 10.1039/d0cc07412h 　

    ISSN：1359-7345

    eISSN：1364-548X

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    <p>DNA origami nanopore with large size of a 10 nm square, equipping a tunable lid, enables size-selective molecular transportation through the lipid membrane of giant vesicle.</p>

  24. Formation of DNA micro-skeleton structures in water-in-oil microdroplets

    Masamune Morita, Shin-Ichiro M. Nomura, Satoshi Murata, Miho Yanagisawa, Masahiro Takinoue

    21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2017　159-160　2020年

    出版者・発行元： Chemical and Biological Microsystems Society

  25. DNA Origami "Quick" Refolding inside of a Micron-Sized Compartment 査読有り

    Taiki Watanabe, Yusuke Sato, Hayato Otaka, Ibuki Kawamata, Satoshi Murata, Shin-Ichiro M. Nomura

    MOLECULES　25　(1)　2020年1月

    DOI： 10.3390/molecules25010008 　

    eISSN：1420-3049

  26. Fabrication of refractive index sensors using polarization independent metamaterial and their application to chemical concentration measurement and DNA detection 査読有り

    Kanamori Yoshiaki, Shimizu Tomoki, Nomura Shin-Ichiro, Hane Kazuhiro

    ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN　2019年8月13日

    DOI： 10.1002/ecj.12208 　

    ISSN：1942-9533

  27. Macroporous Silicone Sheets Integrated with Meshes for Various Applications 査読有り

    Hayase Gen, Nomura Shin-ichiro M

    ACS APPLIED POLYMER MATERIALS　1　(8)　2077-2082　2019年8月

    DOI： 10.1021/acsapm.9b00382 　

  28. Pattern Formation on Discrete Gel Matrix Based on DNA Computing 査読有り

    Hosoya, T., Kawamata, I., Nomura, S.-I.M., Murata, S.

    New Generation Computing　37　(1)　97-111　2019年

    DOI： 10.1007/s00354-018-0047-1 　

    ISSN：0288-3635

  29. Fabrication of Refractive Index Sensors using Polarization Independent Metamaterial and Their Application to Chemical Concentration Measurement and DNA Detection,偏光無依存メタマテリアルを用いた屈折率センサの製作と化学物質濃度計測及び DNA 検出への適用 査読有り

    Kanamori, Y., Shimizu, T., Nomura, S.-I., Hane, K.

    IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines　139　(7)　163-168　2019年

    DOI： 10.1541/ieejsmas.139.163 　

    ISSN：1341-8939

  30. Programmable reactions and diffusion using DNA for pattern formation in hydrogel medium 査読有り

    Abe, K., Kawamata, I., Nomura, S.-I.M., Murata, S.

    Molecular Systems Design and Engineering　4　(3)　639-643　2019年

    DOI： 10.1039/c9me00004f 　

  31. Environment-Dependent Self-Assembly of DNA Origami Lattices on Phase-Separated Lipid Membranes 査読有り

    Yusuke Sato, Masayuki Endo, Masamune Morita, Masahiro Takinoue, Hiroshi Sugiyama, Satoshi Murata, Shin-ichiro M. Nomura, Yuki Suzuki

    ADVANCED MATERIALS INTERFACES　5　(14)　2018年7月

    DOI： 10.1002/admi.201800437 　

    ISSN：2196-7350

  32. Diffusion modulation of DNA by toehold exchange 査読有り

    Thanapop Rodjanapanyakul, Fumi Takabatake, Keita Abe, Ibuki Kawamata, Shinichiro M. Nomura, Satoshi Murata

    Physical Review E　97　(5)　2018年5月31日

    出版者・発行元： American Physical Society

    DOI： 10.1103/PhysRevE.97.052617 　

    ISSN：2470-0053 2470-0045

  33. Large-Scale Preparation of Giant Vesicles by Squeezing a Lipid-Coated Marshmallow-like Silicone Gel in a Buffer 査読有り

    Hayase, G., Nomura, S.-I.M.

    Langmuir　34　(37)　11021-11026　2018年

    DOI： 10.1021/acs.langmuir.8b01801 　

    ISSN：0743-7463

  34. Construction of T-Motif-Based DNA Nanostructures through Enzymatic Reactions 国際誌 査読有り

    Kageyama, R., Kawamata, I., Tanabe, K., Suzuki, Y., Nomura, S.-I.M., Murata, S.

    ChemBioChem　19　(8)　873-876　2018年

    DOI： 10.1002/cbic.201700682 　

    ISSN：1439-4227

  35. Revolving Vernier Mechanism Controls Size of Linear Homomultimer 査読有り

    Takeo Uchida, Keita Abe, Yuma Endo, Shosei Ichiseki, Satoru Akita, Shiyun Liu, Sho Aradachi, Masataka Saito, Akihiko Fukuchi, Taiyo Kikkawa, Theo Dammaretz, Ibuki Kawamata, Yuki Suzuki, Shin-ichiro M. Nomura, Satoshi Murata

    SMALL　13　(41)　2017年11月

    DOI： 10.1002/smll.201702158 　

    ISSN：1613-6810

    eISSN：1613-6829

  36. Stepping operation of a rotary DNA origami device 査読有り

    Takahiro Tomaru, Yuki Suzuki, Ibuki Kawamata, Shin-ichiro M. Nomura, Satoshi Murata

    CHEMICAL COMMUNICATIONS　53　(55)　7716-7719　2017年7月

    DOI： 10.1039/c7cc03214e 　

    ISSN：1359-7345

    eISSN：1364-548X

  37. Micrometer-sized molecular robot changes its shape in response to signal molecules 査読有り

    Yusuke Sato, Yuichi Hiratsuka, Ibuki Kawamata, Satoshi Murata, Shin-ichiro M. Nomura

    SCIENCE ROBOTICS　2　(4)　2017年3月

    DOI： 10.1126/scirobotics.aal3735 　

    ISSN：2470-9476

  38. Non natural tiny-wet machine: Molecular Robot 査読有り

    2017 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MICRO-NANOMECHATRONICS AND HUMAN SCIENCE (MHS)　2017年

    ISSN：2474-378X

  39. Unzipping and shearing DNA with electrophoresed nanoparticles in hydrogels 査読有り

    Cervantes-Salguero, K., Kawamata, I., Nomura, S.-I.M., Murata, S.

    Physical Chemistry Chemical Physics　19　(21)　13414-13418　2017年

    DOI： 10.1039/c7cp02214j 　

    ISSN：1463-9076

    eISSN：1463-9084

  40. In vitro transcription-Translation using bacterial genome as a template to reconstitute intracellular profile 査読有り

    Fujiwara, K., Sawamura, T., Niwa, T., Deyama, T., Nomura, S.-I.M., Taguchi, H., Doi, N.

    Nucleic Acids Research　45　(19)　11449-11458　2017年

    DOI： 10.1093/nar/gkx776 　

    ISSN：0305-1048

    eISSN：1362-4962

  41. DNA cytoskeleton for stabilizing artificial cells 査読有り

    Kurokawa, C., Fujiwara, K., Morita, M., Kawamata, I., Kawagishi, Y., Sakai, A., Murayama, Y., Nomura, S.-I.M., Murata, S., Takinoue, M., Yanagisawa, M.

    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America　114　(28)　7228-7233　2017年

    DOI： 10.1073/pnas.1702208114 　

    ISSN：0027-8424

  42. DNA integral controller learning from biological system 査読有り

    Yuki Tanaka, Takashi Nakakuki, Shin-ichiro M. Nomura

    2017 56TH ANNUAL CONFERENCE OF THE SOCIETY OF INSTRUMENT AND CONTROL ENGINEERS OF JAPAN (SICE)　2017-November　781-786　2017年

    DOI： 10.23919/SICE.2017.8105607 　

  43. How to Develop Students’ Creativity? ~A Case of Student Competition of Biomolecular Design 招待有り 査読有り

    Satoshi Murata, Ibuki Kawamata, Shin-ichiro M. Nomura

    Proceeding of IEEE-ICCSE2016　13-20　2016年8月

  44. DNA Switcher for a Molecular Robot 査読有り

    Nishijima K, Nakakuki T, Sato Y, Nomura S

    Proc. of ICTROBOT　1　2016年

  45. Reversible Gel–Sol Transition of a Photo-Responsive DNA Gel 査読有り

    Daisuke Kandatsu, Keitel Cervantes-Salguero, Ibuki Kawamata, Shogo Hamada, Shin ichiro, M. Nomura, Kenzo Fujimoto, Satoshi Murata

    ChemBioChem　17　(12)　1118-1121　2016年

    DOI： 10.1002/cbic.201600088 　

    ISSN：1439-4227

    eISSN：1439-7633

  46. Pattern Formation and Computation by Autonomous Chemical Reaction Diffusion Model Inspired by Cellular Automata 査読有り

    Ibuki Kawamata, Takuto Hosoya, Fumi Takabatake, Ken Sugawara, Shin-ichiro M. Nomura, Teijiro Isokawa, Ferdinand Peper, Masami Hagiya, Satoshi Murata

    2016 FOURTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMPUTING AND NETWORKING (CANDAR)　215-221　2016年

    DOI： 10.1109/CANDAR.2016.55 　

    ISSN：2379-1888

  47. Trading polymeric microspheres: Exchanging DNA molecules via microsphere interaction 査読有り

    Nobuyuki Morimoto, Kanna Muramatsu, Shin-ichiro M. Nomura, Makoto Suzuki

    COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES　128　94-99　2015年4月

    DOI： 10.1016/j.colsurfb.2015.02.014 　

    ISSN：0927-7765

    eISSN：1873-4367

  48. Polymorphic ring-shaped molecular clusters made of shape-variable building blocks 査読有り

    Cervantes-Salguero, K., Hamada, S., Nomura, S.-I.M., Murata, S.

    Nanomaterials　5　(1)　208-217　2015年

    DOI： 10.3390/nano5010208 　

    ISSN：2079-4991

  49. Introducing Micrometer-Sized Artificial Objects into Live Cells: A Method for Cell-Giant Unilamellar Vesicle Electrofusion 査読有り

    Akira C. Saito, Toshihiko Ogura, Kei Fujiwara, Satoshi Murata, Shin-ichiro M. Nomura

    PLOS ONE　9　(9)　e106853　2014年9月

    DOI： 10.1371/journal.pone.0106853 　

    ISSN：1932-6203

  50. Temperature-responsive telechelic dipalmitoylglyceryl poly(N-isopropylacrylamide) vesicles: real-time morphology observation in aqueous suspension and in the presence of giant liposomes 査読有り

    Nobuyuki Morimoto, Yu Sasaki, Kouki Mitsunushi, Evgeniya Korchagina, Tetsuichi Wazawa, Xing-Ping Qiu, Shin-ichiro M. Nomura, Makoto Suzuki, Francoise M. Winnik

    CHEMICAL COMMUNICATIONS　50　(61)　8350-8352　2014年8月

    DOI： 10.1039/c4cc03199g 　

    ISSN：1359-7345

    eISSN：1364-548X

  51. Temperature-responsive telechelic dipalmitoylglyceryl poly(N-isopropylacrylamide) vesicles: real-time morphology observation in aqueous suspension and in the presence of giant liposomes 査読有り

    Nobuyuki Morimoto, Yu Sasaki, Kouki Mitsunushi, Evgeniya Korchagina, Tetsuichi Wazawa, Xing-Ping Qiu, Shin-ichiro M. Nomura, Makoto Suzuki, Francoise M. Winnik

    CHEMICAL COMMUNICATIONS　50　(61)　8350-8352　2014年8月

    DOI： 10.1039/c4cc03199g 　

    ISSN：1359-7345

    eISSN：1364-548X

  52. 2P315 自律移動人工アメーバの構築に向けて(28. バイオエンジニアリング,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Tanaka Yoshiaki, Hiratsuka Yuichi, Fujiwara Kei, Murata Satoshi, M. Nomura Shinichiro

    生物物理　54　(1)　S247　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S247_3 　

  53. 2P179 細胞-GUV電気融合によるμmサイズ人工物の導入(12. 細胞生物的課題,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Saito Akira C., Ogura Toshihiko, Fujiwara Kei, Murata Satoshi, Nomura Shinichiro M.

    生物物理　54　(1)　S224　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S224_5 　

  54. DNAナノテクノロジーのためのアウトリーチツールの開発と評価 査読有り

    吉澤 慧, 藤原 慶, 野村 M, 慎一郎, 村田 智

    形の科学会誌　29　(2)　87-96　2014年

  55. Reconstitution of intracellular environments in vitro and in artificial cells 査読有り

    Kei Fujiwara, Miho Yanagisawa, Shin-ichiro M. Nomura

    BIOPHYSICS　10　43-48　2014年

    DOI： 10.2142/biophysics.10.43. 　

  56. 細胞内濃厚環境に近づいた無細胞発現系

    藤原 慶, 野村 慎一郎

    生物物理　53　(5)　262-263　2013年9月25日

    出版者・発行元： The Biophysical Society of Japan General Incorporated Association

    DOI： 10.2142/biophys.53.262 　

    ISSN：0582-4052

  57. Construction of a remote-controlled supramolecular micro-crawler 査読有り

    D. Komatsu, K. Fujiwara, S.-i. M. Nomura

    ADVANCES IN ARTIFICIAL LIFE, ECAL 2013　208-209　2013年9月2日

    DOI： 10.7551/978-0-262-31709-2-ch031 　

  58. Molecular robotics approach for constructing an artificial cell model 査読有り

    S.-i. M. Nomura, Y. Sato, K. Fujiwara

    ADVANCES IN ARTIFICIAL LIFE, ECAL 2013　488-491　2013年9月2日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.7551/978-0-262-31709-2-ch070 　

  59. Cooperative working of bacterial chromosome replication proteins generated by a reconstituted protein expression system 査読有り

    Kei Fujiwara, Tsutomu Katayama, Shin-Ichiro M. Nomura

    Nucleic Acids Research　41　(14)　7176-7183　2013年8月

    DOI： 10.1093/nar/gkt489 　

    ISSN：0305-1048 1362-4962

  60. 2P217 人工物の細胞内導入 : 生細胞とGUVの電気融合法(13B.生体膜・人工膜:ダイナミクス,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

    Saito Akira C., Ogura Toshihiko, Nomura Shinichiro M.

    生物物理　53　(1)　S194　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S194_6 　

  61. 2P314 デザインされたDNA高次構造体の環境安定性評価(28.バイオエンジニアリング,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

    Endo Masahiro, Fujiwara Kei, Murata Satoshi, Nomura Shin-ichiro

    生物物理　53　(1)　S211　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S211_1 　

  62. 2P315 Self-assembly and reconfiguration of multiple-sized closed structures made of DNA origami units(28. Bioengineering,Poster)

    Cervantes Keitel, Hamada Shogo, Nomura Shin-ichiro, Murata Satoshi

    生物物理　53　(1)　S211　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S211_2 　

  63. 2P218 生細胞に極限まで近い内包物を持つ人工細胞の構築と解析(13B.生体膜・人工膜:ダイナミクス,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

    Fujiwara Kei, Nishizawa Kenji, Yanagisawa Miho, Nomura Shin-ichiro M., Mizuno Daisuke

    生物物理　53　(1)　S195　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S195_1 　

  64. 3P124 光応答性分子ロボット構築のためのDNAマイクロカプセルの設計と作製(05A.核酸:構造・物性,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

    Tsuganezawa Yuichi, Morita Masamune, Hamada Shogo, Nomura Shin-ichiro M., Fujimoto Kenzo, Murata Satoshi, Takinoue Masahiro

    生物物理　53　(1)　S232　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S232_3 　

  65. 1SBA-02 分子ロボティクス指向による人工細胞構築(1SBA 新学術領域「感覚と知能を備えた分子ロボットの創成」共催,生物物理学による生体分子ロボットの設計原理の探求,シンポジウム,日本生物物理学会第51回年会(2013年度))

    野村 M. 慎一郎, 藤原 慶

    生物物理　53　(1)　S83　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S83_3 　

  66. Condensation of an Additive-Free Cell Extract to Mimic the Conditions of Live Cells 査読有り

    Kei Fujiwara, Shin-ichiro M. Nomura

    PLOS ONE　8　(1)　e54155　2013年1月

    DOI： 10.1371/journal.pone.0054155 　

    ISSN：1932-6203

  67. A bacterial salt sensor created by multiplying phenotypes of GroE-depleted Escherichia coli 査読有り

    Kei Fujiwara, Keita B. Aoi, Shin-ichiro M. Nomura

    ANALYTICAL METHODS　5　(21)　5918-5922　2013年

    DOI： 10.1039/c3ay41092g 　

    ISSN：1759-9660

    eISSN：1759-9679

  68. 1PT226 分子ロボットによる人工パンスペルミア(日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    Endo Masahiro, Fujiwara Kei, Hamada Syougo, Murata Satoshi, Nomura Shin-ichiro M

    生物物理　52　S107　2012年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.52.S107_1 　

  69. 3PT112 リポソームへのDNAリングの吸着(日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    Kumagai Yumiko, Hamada Shogo, Nomura Shin-ichiro, Murata Satoshi

    生物物理　52　S159　2012年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.52.S159_4 　

  70. 3PT113 脂質二重膜上でのDNAナノ構造の基板上成長(日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    Kudo Shogo, Hamada Shogo, Nomura Shin-ichiro, Murata Satoshi

    生物物理　52　S159　2012年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.52.S159_5 　

  71. Synthesis and in situ insertion of a site-specific fluorescently labeled membrane protein into cell-sized liposomes 査読有り

    Takuma Ohtsuka, Satoshi Neki, Tamotsu Kanai, Kazunari Akiyoshi, Shin-ichiro M. Nomura, Takashi Ohtsuki

    ANALYTICAL BIOCHEMISTRY　418　(1)　97-101　2011年11月

    DOI： 10.1016/j.ab.2011.06.026 　

    ISSN：0003-2697

  72. Differentiating stem cells on patterned substrates for neural network formation

    ChunXiong Luo, Li Liu, XiaoFang Ni, Li Wang, Shinichiro M. Nomura, Qi Ouyang, Yong Chen

    MICROELECTRONIC ENGINEERING　88　(8)　1707-1710　2011年8月

    DOI： 10.1016/j.mee.2010.12.062 　

    ISSN：0167-9317

  73. 3J1358 電源不要のバクテリアでできたイオン濃度センサー(バイオエンジニアリング2,第49回年会講演予稿集)

    Fujiwara Kei, Aoi Keita, Nomura M. Shin-ichiro

    生物物理　51　S142　2011年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.51.S142_4 　

  74. リポソーム/細胞間の分子通信

    野村 慎一郎, 森谷 優貴, 秋吉 一成

    日本ロボット学会誌,28 (10), pp. 1176-1177　28　(10)　1176-1177　2010年12月

    出版者・発行元： 日本ロボット学会

    DOI： 10.7210/jrsj.28.1176 　

    ISSN：0289-1824

  75. Direct integration of cell-free-synthesized connexin-43 into liposomes and hemichannel formation 査読有り

    Yuki Moritani, Shin-ichiro M. Nomura, Ikuo Morita, Kazunari Akiyoshi

    FEBS JOURNAL　277　(16)　3343-3352　2010年8月

    DOI： 10.1111/j.1742-4658.2010.07736.x 　

    ISSN：1742-464X

    eISSN：1742-4658

  76. A micro-channel-well system for culture and differentiation of embryonic stem cells on different types of substrate 査読有り

    Li Liu, Chunxiong Luo, Xiaofeng Ni, Li Wang, Kaori Yamauchi, Shinichi M. Nomura, Norio Nakatsuji, Yong Chen

    BIOMEDICAL MICRODEVICES　12　(3)　505-511　2010年6月

    DOI： 10.1007/s10544-010-9407-4 　

    ISSN：1387-2176

  77. Degassing-Assisted Patterning of Cell Culture Surfaces 査読有り

    Chunxiong Luo, Xiaofang Ni, Li Liu, Shin-ichiro M. Nomura, Yong Chen

    BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING　105　(4)　854-859　2010年3月

    DOI： 10.1002/bit22586 　

    ISSN：0006-3592

  78. 3P232 真正細菌の細胞抽出液とゲノムDNAを含むリボソームの振る舞い(生体膜・人工膜-ダイナミクス,第48回日本生物物理学会年会)

    Fujiwara Kei, Nomura Shin-ichiro

    生物物理　50　(2)　S186　2010年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.50.S186_1 　

  79. Protein Synthesis in Giant Liposomes Using the In Vitro Translation System of Thermococcus kodakaraensis 査読有り

    Kazuaki Yamaji, Tamotsu Kanai, Shin-Ichiro M. Nomura, Kazunari Akiyoshi, Makiko Negishi, Yong Chen, Haruyuki Atomi, Kenichi Yoshikawa, Tadayuki Imanaka

    IEEE TRANSACTIONS ON NANOBIOSCIENCE　8　(4)　325-331　2009年12月

    DOI： 10.1109/TNB.2009.2035278 　

    ISSN：1536-1241

    eISSN：1558-2639

  80. Direct formation of proteo-liposomes by in vitro synthesis and cellular cytosolic delivery with connexin-expressing liposomes 査読有り

    Makoto Kaneda, Shin-ichiro M. Nomura, Shizuko Ichinose, Satoshi Kondo, Ken-ichi Nakahama, Kazunari Akiyoshi, Ikuo Morita

    BIOMATERIALS　30　(23-24)　3971-3977　2009年8月

    DOI： 10.1016/j.biomaterials.2009.04.006 　

    ISSN：0142-9612

    eISSN：1878-5905

  81. Giant liposome sorting/collection device: For individual analysis of artificial cell-models 査読有り

    Shin-Ichiro M. Nomura, Li Liu, Yong Chen, Hisataka Maruyama, Fumihito Arai

    20th Anniversary MHS 2009 and Micro-Nano Global COE - 2009 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science　620-622　2009年

    DOI： 10.1109/MHS.2009.5352048 　

  82. Artificial-Cellular Computing 査読有り

    Shin-Ichiro M. Nomura, Tsutomu Hamada

    INTERNATIONAL JOURNAL OF UNCONVENTIONAL COMPUTING　5　(1)　87-102　2009年

    ISSN：1548-7199

    eISSN：1548-7202

  83. Artificial-Cellular Computing 査読有り

    S.-I. M. NOMURA, T. HAMADA

    Int. Journ. of Unconventional Computing　2008年

  84. Direct preparation of giant proteo-liposomes by in vitro membrane protein synthesis 査読有り

    Shin-ichiro M. Nomura, Satoshi Kondoh, Wakiko Asayama, Akikazu Asada, Shigemichi. Nishikawa, Kazunari Akiyoshi

    JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY　133　(2)　190-195　2008年1月

    DOI： 10.1016/j.jbiotec.2007.08.023 　

    ISSN：0168-1656

    eISSN：1873-4863

  85. 1P324 リポソーム環境での膜タンパク質の合成と機能化(バイオエンジニアリング、計測,口頭発表,第45回日本生物物理学会年会)

    野村 慎一郎, 森谷 優貴, 朝山 和喜子, 森田 育男, 秋吉 一成

    生物物理　47　S104　2007年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.47.S104_3 　

  86. 1P323 分子通信への適用を目指したチャネル形成タンパク質組込膜小胞の作成(バイオエンジニアリング,ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

    森谷 優貴, 野村 M. 慎一郎, 檜山 聡, 須田 達也, 秋吉 一成

    生物物理　47　S104　2007年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.47.S104_2 　

  87. Lipid-tubular network formation for biochemical reaction 査読有り

    Shin-ichiro M. Nomura, Kazunari Akiyoshi

    2007 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MICRO-NANO MECHATRONICS AND HUMAN SCIENCE, VOLS 1 AND 2　322-326　2007年

    DOI： 10.1109/MHS.2007.4420874 　

    ISSN：2474-378X

    eISSN：2474-3798

  88. A Molecular Communication Interface Using Liposomes with Gap Junction Proteins

    Yuki Moritani, Shin-ichiro M. Nomura, Satoshi Hiyama, Kazunari Akiyoshi, Tatsuya Suda

    2006 1ST BIO-INSPIRED MODELS OF NETWORK, INFORMATION AND COMPUTING SYSTEMS　2006年

  89. A molecular communication interface using liposomes with gap junction proteins 査読有り

    Yuki Moritani, Shin-ichiro M. Nomura, Satoshi Hiyama, Kazunari Akiyoshi, Tatsuya Suda

    2006 FIRST INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATIONS AND NETWORKING IN CHINA　182-182　2006年

  90. Nanogel engineered designs for polymeric drug delivery 査読有り

    Nobuyuki Morimoto, Shin-ichiro M. Nomura, Naomi Miyazawa, Kazunari Akiyoshi

    POLYMERIC DRUG DELIVERY II: POLYMERIC MATRICES AND DRUG PARTICLE ENGINEERING　924　88-101　2006年

    ISSN：0097-6156

    eISSN：1947-5918

  91. Self-organaized tubular-linked liposome network 査読有り

    Shin-ichiro M. Nomura, Kazunari Akiyoshi

    2006 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MICRO-NANOMECHATRONICS AND HUMAN SCIENCE　13-+　2006年

    DOI： 10.1109/MHS.2006.320309 　

    ISSN：2474-378X

    eISSN：2474-3798

  92. Preparation and function of self-organaized lipid nanotubular micro network

    Shin Ichiro M Nomura, Shin Ichiro M Nomura, Kazunari Akiyoshi, Kazunari Akiyoshi

    Polymer Preprints, Japan　54　4803-4804　2005年12月1日

  93. Chemosensitive running droplet 査読有り

    Y Sumino, H Kitahata, K Yoshikawa, M Nagayama, SM Nomura, N Magome, Y Mori

    PHYSICAL REVIEW E　72　(4)　2005年10月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.72.041603 　

    ISSN：1539-3755

    eISSN：1550-2376

  94. Nanogel-quantum dot hybrid nanoparticles for live cell imaging 査読有り

    U Hasegawa, SIM Nomura, SC Kaul, T Hirano, K Akiyoshi

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS　331　(4)　917-921　2005年6月

    DOI： 10.1016/j.bbrc.2005.03.228 　

    ISSN：0006-291X

  95. Changes in the morphology of cell-size liposomes in the presence of cholesterol: Formation of neuron-like tubes and liposome networks 査読有り

    SM Nomura, Y Mizutani, K Kurita, A Watanabe, K Akiyoshi

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOMEMBRANES　1669　(2)　164-169　2005年5月

    DOI： 10.1016/.j.bbamem.2005.02.005 　

    ISSN：0005-2736

  96. 3P318 ギャップジャンクション機能搭載型人工細胞の構築(バイオエンジニアリング))

    野村 M.慎一郎, 金田 誠, 近藤 智之, 中浜 健一, 森田 育男, 秋吉 一成

    生物物理　45　S283　2005年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.45.S283_2 　

  97. 2P253 リポソームネットワークの局所形態変化(生体膜・人工膜 A) 構造・物性))

    深川 暁宏, 野村 M.慎一郎, 伊藤 耕三, 秋吉 一成

    生物物理　45　S183　2005年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.45.S183_1 　

  98. Gene expression within cell-sized lipid vesicles 査読有り

    S Nomura, K Tsumoto, T Hamada, K Akiyoshi, Y Nakatani, K Yoshikawa

    CHEMBIOCHEM　4　(11)　1172-1175　2003年11月

    DOI： 10.1002/cbic.200300630 　

    ISSN：1439-4227

  99. Enhanced uptake of giant DNA in cell-sized liposomes 査読有り

    Y Sato, SM Nomura, K Yoshikawa

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS　380　(3-4)　279-285　2003年10月

    DOI： 10.1016/j.cplett.2003.08.050 　

    ISSN：0009-2614

  100. Optically driven transport into a living cell 査読有り

    K Kubo, M Ichikawa, K Yoshikawa, Y Koyama, T Niidome, T Yamaoka, SIM Nomura

    APPLIED PHYSICS LETTERS　83　(12)　2468-2470　2003年9月

    DOI： 10.1063/1.1613356 　

    ISSN：0003-6951

  101. Nonlinear dynamics in a laser field: spontaneous oscillation of mesoscopic soft matter 査読有り

    SIM Nomura, H Mayama, K Yoshikawa

    CHAOS SOLITONS & FRACTALS　17　(2-3)　419-423　2003年7月

    DOI： 10.1016/S0960-0779(02)00382-X 　

    ISSN：0960-0779

  102. 細胞モデルとしてのリポソーム : 遺伝子発現の促進効果

    濱田 勉, 野村 M.慎一郎, 湊元 幹太

    生物物理　43　S206　2003年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.43.S206_2 　

  103. 巨大リポソームネットワークの自発的形成

    野村 M.慎一郎, 元池 N.育子, 秋吉 一成

    生物物理　43　S110　2003年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.43.S110_3 　

  104. Induction of neuron-like tubes and liposome networks by cooperative effect of gangliosides and phospholipids 査読有り

    K Akiyoshi, A Itaya, SM Nomura, N Ono, K Yoshikawa

    FEBS LETTERS　534　(1-3)　33-38　2003年1月

    DOI： 10.1016/S0014-5793(02)03743-2 　

    ISSN：0014-5793

  105. Rhythmic bursting in a cluster of microbeads driven by a continuous-wave laser beam 査読有り

    N Magome, H Kitahata, M Ichikawa, SIM Nomura, K Yoshikawa

    PHYSICAL REVIEW E　65　(4)　2002年4月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.65.045202 　

    ISSN：1539-3755

  106. Autonomous swinging of a lipid tubule under stationary irradiation by a Nd3+:YAG laser

    Nomura, S.-I.M., Harada, T., Yoshikawa, K.

    Physical Review Letters　88　(9)　939031-939034　2002年3月4日

    ISSN：0031-9007

  107. Autonomous swinging of a lipid tubule under stationary irradiation by a Nd3+: YAG laser 査読有り

    SM Nomura, T Harada, K Yoshikawa

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　88　(9)　2002年3月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.88.093903 　

    ISSN：0031-9007

  108. Autonomous swinging of a lipid tubule under stationary irradiation by a Nd3+: YAG laser

    SM Nomura, T Harada, K Yoshikawa

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　88　(9)　4　2002年3月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.88.093903 　

    ISSN：0031-9007

  109. 3R1515 点滴型リポソーム観察装置の構築 : 人工細胞のゆりかごへ向けて(28.バイオエンジニアリング,一般講演,日本生物物理学会第40回年会)

    野村 M.慎一郎

    生物物理　42　(2)　S209　2002年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.42.S209_4 　

  110. 2L1330 細胞サイズリポソームはその形成時にDNAを濃縮するか?(13.生体膜・人工膜(B)ダイナミクス(E)情報伝達,一般演題,日本生物物理学会第40回年会)

    佐藤 祐子, 野村 M.慎一郎, 吉川 研一

    生物物理　42　(2)　S133　2002年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.42.S133_3 　

  111. 2M1615 アミノ酸熱重合物マイクロカプセルの形成と機能(20.生命の起源・進化,一般演題,日本生物物理学会第40回年会)

    櫻沢 繁, 野村 M.慎一郎

    生物物理　42　(2)　S139　2002年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.42.S139_3 　

  112. Rhythmic bursting in a cluster of microbeads driven by a continuous-wave laser beam 査読有り

    Nobuyuki Magome, Hiroyuki Kitahata, Masatoshi Ichikawa, Shin-ichiro M. Nomura, Kenichi Yoshikawa

    Physical Review E - Statistical Physics, Plasmas, Fluids, and Related Interdisciplinary Topics　65　(4)　4　2002年

    DOI： 10.1103/PhysRevE.65.045202 　

    ISSN：1063-651X

  113. Towards proto-cells: "Primitive" lipid vesicles encapsulating giant DNA and its histone complex

    SIM Nomura, K Tsumoto, K Yoshikawa, G Ourisson, Y Nakatani

    CELLULAR & MOLECULAR BIOLOGY LETTERS　7　(2)　245-246　2002年

    ISSN：1425-8153

  114. Giant liposome as a biochemical reactor: Transcription of DNA and transportation by laser tweezers 査読有り

    K Tsumoto, SM Nomura, Y Nakatani, K Yoshikawa

    LANGMUIR　17　(23)　7225-7228　2001年11月

    DOI： 10.1021/la010887s 　

    ISSN：0743-7463

  115. Towards Proto-Cells: "“Primitive"” Lipid Vesicles Encapsulating Giant DNA and Its Histone Complex 査読有り

    S.-i. M. Nomura, Y. Yoshikawa, K. Yoshikawa, O. Dannenmuller, S. Chasserot-Golaz, G. Ourisson, Y. Nakatani

    ChemBioChem　2　(6)　457-459　2001年6月

    DOI： 10.1002/1439-7633(20010601)2:6<457::AID-CBIC457>3.3.CO;2-6 　

    ISSN：1439-4227

  116. Self-oscillating polymer chain 査読有り

    H Mayama, SM Nomura, H Oana, K Yoshikawa

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS　330　(3-4)　361-367　2000年11月

    DOI： 10.1016/S0009-2614(00)01076-9 　

    ISSN：0009-2614

  117. Controlling the folding/unfolding transition of the DNA-histone H1 complex by direct optical manipulation

    Y Yoshikawa, SM Nomura, T Kanbe, K Yoshikawa

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS　330　(1-2)　77-82　2000年11月

    DOI： 10.1016/S0009-2614(00)01075-7 　

    ISSN：0009-2614

  118. 1M1500 熱的非平衡条件下における単一DNA分子鎖の折りたたみ・解きほぐし周期振動

    野村 M.慎一郎, 眞山 博幸

    生物物理　40　S101　2000年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.40.S101_3 　

    ISSN：0582-4052

  119. Controlling the folding/unfolding transition of the DNA-histon H1 complex by direct optical manipulation 査読有り

    Y. Yoshikawa, S.-i. M. Nomura, T. Kanbe, K. Yoshikawa

    Chem. Phys. Lett.　2000年

    DOI： 10.1016/S0009-2614(00)01075-7 　

  120. Giant Phospholipid Vesicles Entrapping Giant DNA 査読有り

    S.-i. Nomura, K. Yoshikawa

    Giant Vesicles　2000年

  121. 1PD045 レーザーが誘起する脂質チューブの振動

    野村 慎一郎

    生物物理　39　S96　1999年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.39.S96_1 　

    ISSN：0582-4052

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MISC 43

  1. 自己集合サイズがプログラム可能なDNAナノモジュールの設計

    LIU Shiyun, 安部桂太, 内田健央, 遠藤佑真, 秋田賢, 市堰翔成, 荒舘笙, 斎藤正崇, 吉川太陽, 福地成彦, 川又生吹, 野村M.慎一郎, 村田智

    形の科学シンポジウム講演予稿集(Web)　85th　23‐24 (WEB ONLY)　2018年6月

    ISSN： 2433-6173

  2. DNA反応拡散系によるハイドロゲル媒質中への濃度勾配パターンの形成と制御

    安部桂太, 川又生吹, 鈴木勇輝, 野村M, 慎一郎, 村田智

    形の科学シンポジウム講演予稿集(Web)　85th　39‐40 (WEB ONLY)　2018年6月

    ISSN： 2433-6173

  3. DNAオリガミを用いて膜に穴を開ける:φ12nm人工チャネルの設計と機能評価

    岩渕祥璽, 片山航一郎, 川又生吹, 鈴木勇輝, 村田智, 野村M.慎一郎

    形の科学シンポジウム講演予稿集(Web)　85th　11‐12 (WEB ONLY)　2018年6月

    ISSN： 2433-6173

  4. 動け，アメーバ型分子ロボット 招待有り

    佐藤佑介, 野村 M. 慎一郎

    高分子　67　(6)　332-333　2018年6月

  5. 分子ロボティクス：アメーバ型分子ロボットの開発 招待有り

    佐藤佑介, 野村 M. 慎一郎

    生化学　90　(5)　728-733　2018年5月

  6. Non natural tiny-wet machine: Molecular robot

    Sato Yusuke, Hiratsuka Yuichi, Kawamata Ibuki, Murata Satoshi, Nomura M. Shin-Ichiro

    MHS 2017 - 28th 2017 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science　2018-January　1-3　2018年2月28日

    DOI： 10.1109/MHS.2017.8305293 　

  7. 環境応答能を有するらせん状DNAオリガミナノ構造体の構築

    水野康平, 鈴木勇輝, 川又生吹, 野村慎一郎, 村田智

    自律分散システム・シンポジウム(CD-ROM)　30th　ROMBUNNO.1A1‐3　2018年1月28日

  8. DNA反応拡散系によるゲル媒質中でのパターン形成

    安部桂太, 川又生吹, 鈴木勇輝, 野村M, 慎一郎, 村田智

    自律分散システム・シンポジウム(CD-ROM)　30th　ROMBUNNO.1A1‐2　2018年1月28日

  9. Generation of complex self-assembled DNA microstructures inside water-in-oil microdroplets

    M. Morita, S. -I. M. Nomura, S. Murata, M. Yanagisawa, M. Takinoue

    EUROPEAN BIOPHYSICS JOURNAL WITH BIOPHYSICS LETTERS　46　S307-S307　2017年7月

    ISSN： 0175-7571

    eISSN： 1432-1017

  10. 膜アンカー型温度応答性高分子が誘起する巨大リポソームの凝集と融合

    飛田航, 森本展之, 川又生吹, 村田智, 野村M.慎一郎

    高分子学会予稿集(CD-ROM)　66　(1)　ROMBUNNO.3Pd112　2017年5月15日

  11. アメーバ型分子ロボットの可能性 招待有り

    佐藤佑介, 川又生吹, 野村慎一郎

    医療と検査機器・試薬　40　(3)　190-194　2017年3月

  12. No, friends, I love fictions! 査読有り

    Nomura, S.-I.

    Kobunshi　66　(5)　228-228　2017年

    ISSN： 0454-1138

  13. BIOMOD: 分子ロボティクスの次世代育成大会 招待有り

    佐藤佑介, 瀧ノ上正浩, 野村 M. 慎一郎

    生物物理　56　(5)　290-292　2016年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.56.290 　

    ISSN： 0582-4052

  14. Trading polymeric microspheres: Exchanging DNA molecules via microsphere interaction 査読有り

    Morimoto, N., Muramatsu, K., Nomura, S.I.M., Suzuki, M.

    Colloids and Surfaces B: Biointerfaces　128　94-99　2015年

    DOI： 10.1016/j.colsurfb.2015.02.014 　

    ISSN： 0927-7765

    eISSN： 1873-4367

  15. 21pm1-F3 分子アメーバの構築に向けて

    野村 慎一郎, 田中 義明, 平塚 祐一, 藤原 慶, 村田 智

    マイクロ・ナノ工学シンポジウム　2014　(6)　"21pm1-F3-1"-"21pm1-F3-2"　2014年10月20日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

    詳細を見る 詳細を閉じる

    We are aiming at creating molecular robots with controllable mobility. Here we report our attempt to build an autonomous mobile artificial amoeba-like structure, which is consists of linear motor proteins (kinesin/microtubules) and giant liposomes. It is known that liposomal membrane can be transformed by the combination of kinesin and microtubules. Adding ATP to the mixture of kinesin-coated liposomes with microtubules organized an aster-like structure. The bundled microtubules were observed by phase contrast microscopy. After formation of the structures, they started translational motion to random direction. We are planning to utilize the aster as a movable frame or a controllable skeleton of an amoeba-like molecular robot.

  16. 人工細胞モデルの設計と構築(BCI/BMIとその周辺,一般)

    野村 M. 慎一郎

    電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス　113　(314)　25-25　2013年11月15日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

  17. 7AM2-C-5 生体分子モーターにより形態変化する人工アメーバの構築(7AM2-C マニピュレーションとパイオデバイス)

    平塚 祐一, 新田 高洋, 野村 慎一郎

    マイクロ・ナノ工学シンポジウム　2013　(5)　247-248　2013年11月4日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本機械学会

    詳細を見る 詳細を閉じる

    In this study, we challenged to construct an ameba-type molecular robot, which was changed its morphology using activity of motor protein trigged by calcium signal. An artificial kinesin which we designed, was formed tetramer complex by calcium ion signal and transformed the microtubule networks to aster or stress fiber-like structures. We tried to synthesize a droplet or liposome containing this microtubule networks as artificial cytoskeleton.

  18. 細胞抽出液の濃縮技術-細胞再構築に向けた挑戦-

    野村M. 慎一郎, 藤原 慶

    月刊バイオインダストリー　30　(8)　59-65　2013年8月12日

    出版者・発行元： シーエムシー出版

    ISSN： 0910-6545

  19. Construction of an in vitro model of a living cellular system

    K. Yoshikawa, S. M. Nomura, K. Tsumoto, K. Takiguchi

    The Minimal Cell: The Biophysics of Cell Compartment and the Origin of Cell Functionality　173-193　2011年

    出版者・発行元： Springer Netherlands

    DOI： 10.1007/978-90-481-9944-0_10 　

  20. Degassing-Assisted Patterning of Cell Culture Surfaces

    Chunxiong Luo, Xiaofang Ni, Li Liu, Shin-ichiro M. Nomura, Yong Chen

    BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING　105　(4)　854-859　2010年3月

    DOI： 10.1002/bit22586 　

    ISSN： 0006-3592

  21. GFP synthesis in giant liposomes using the in vitro translation system of Thermococcus kodaks

    Kazuaki Yamaji, Tamotsu Kanai, Shin-Ichiro M. Nomura, Kazunari Akiyoshi, Makiko Negishi, Haruyuki Atomi, Kenichi Yoshikawa, Tadayuki Imanaka

    20th Anniversary MHS 2009 and Micro-Nano Global COE - 2009 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science　176-181　2009年

    DOI： 10.1109/MHS.2009.5351893 　

  22. 細胞機能の実空間モデリング

    野村 M, 慎一郎, 山田彩子, 吉川研一

    生物物理　48　(3)　174-179　2008年

    出版者・発行元： 一般社団法人日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.48.174 　

    ISSN： 0582-4052

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Cell-modeling research has been attracting increasing interests, as a potential methodology to understand the structure and function of living cells. We describe the recent development on the studies toward the construction of an artificial-cell-model. It is shown that protein synthesis of gene transcription/translation reaction proceeds within lipidic artificial-cell-models (in lipo), cell-sized liposomes, and water-in-oil droplets. As an experimental example, we describe the in lipo synthesis of functional membrane proteins. We also present the effects of confinement on the structural transition of actin filaments inside cell-sized compartments. We propose a theoretical model on the epigenetic control of the On/Off switching of genetic activity.<br>

  23. 24aPS-129 無細胞合成された膜タンパク質の相分離リポソーム膜上への局在(領域12ポスターセッション,領域12,ソフトマター物理,化学物理,生物物理)

    野村 M.慎一郎, 秋吉 一成

    日本物理学会講演概要集　62　(2)　395-395　2007年8月21日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  24. Giant Phospholipid Vesicles Entrapping Giant DNA

    Shin-Ichirou Nomura, Kenichi Yoshikawa

    Giant Vesicles: Perspectives in Supramolecular Chemistry　6　313-317　2007年3月12日

    出版者・発行元： wiley

    DOI： 10.1002/9780470511534.ch23 　

  25. A Communication Interface Using Vesicles Embedded with Channel Forming Proteins in Molecular Communication

    Y. Moritani, S. Hiyama, S. M. Nomura, K. Akiyoshi, T. Suda

    2007 2ND BIO-INSPIRED MODELS OF NETWORKS, INFORMATION AND COMPUTING SYSTEMS (BIONETICS)　140-+　2007年

    DOI： 10.1109/BIMNICS.2007.4610101 　

  26. Cellularmembrane-like structure of tubular-linked liposome network

    Shin Ichiro M Nomura, Shin Ichiro M Nomura, Kazunari Akiyoshi, Kazunari Akiyoshi

    Polymer Preprints, Japan　55　5231-5232　2006年12月1日

  27. Function of in situ synthesized membrane protein in the presence of cell-size liposome

    Wakiko Asayama, Wakiko Asayama, Satoshi Kondoh, Shin Ichiro M Nomura, Shin Ichiro M Nomura, Kazunari Akiyoshi, Kazunari Akiyoshi

    Polymer Preprints, Japan　55　2016　2006年10月19日

  28. 細胞機能モデルの構成--セルサイズリポソーム工学

    野村 M. 慎一郎, 朝山 和喜子, 秋吉 一成

    生体材料工学研究所年報　40　27-31　2006年

    出版者・発行元： 東京医科歯科大学生体材料工学研究所

    ISSN： 1345-2886

  29. Nanogel engineered designs for polymeric drug delivery

    Nobuyuki Morimoto, Shin-ichiro M. Nomura, Naomi Miyazawa, Kazunari Akiyoshi

    POLYMERIC DRUG DELIVERY II: POLYMERIC MATRICES AND DRUG PARTICLE ENGINEERING　924　88-101　2006年

    ISSN： 0097-6156

    eISSN： 1947-5918

  30. A molecular communication interface using Liposomes with gap junction proteins 査読有り

    Yuki Moritani, Shin-ichiro M. Nomura, Satoshi Hiyama, Kazunari Akiyoshi, Tatsuya Suda

    2006 1ST BIO-INSPIRED MODELS OF NETWORK, INFORMATION AND COMPUTING SYSTEMS　154-154　2006年

    DOI： 10.1109/BIMNICS.2006.361816 　

  31. Self-organaized tubular-linked liposome network

    Shin-ichiro M. Nomura, Kazunari Akiyoshi

    2006 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MICRO-NANOMECHATRONICS AND HUMAN SCIENCE　13-+　2006年

    DOI： 10.1109/MHS.2006.320309 　

    ISSN： 2474-378X

    eISSN： 2474-3798

  32. 細胞機能をどこまで組み立てられるか? セルサイズリポソーム工学から人工細胞モデルヘ

    野村 M, 慎一郎, 秋吉 一成

    化学と工業　2006年

  33. Characteristics of nanogel-DNA complexes

    Shin Ichi Sawada, Naomi Miyazawa, Shin Ichiro M Nomura, Kazunari Akiyoshi

    Polymer Preprints, Japan　54　2148　2005年12月1日

  34. Morphological dynamics and transcription/translation reactions in cell-sized lipid vesicles

    T Hamada, Y Sato, SM Nomura, K Tsumoto, T Nagasaki, K Yoshikawa

    BIOPHYSICAL JOURNAL　88　(1)　238A-238A　2005年1月

    ISSN： 0006-3495

  35. Giant vesicle as a simple model of a living cell: Construction of biochemical microreactors;

    Kanta Tsumoto, Shin-ichiro M. Nomura, Tsutomu Hamada, Koji Kubo, Tetsuro Yoshimura, Kenichi Yoshikawa

    IEEE Proceedings of the International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science, MHS 2005 Micro-Nano COE　85-89　2005年

  36. 14aPS-88 巨大リポソーム相互接続系脂質ナノチューブネットワークの組織化(ポスターセッション, 領域 11)

    野村 慎一郎, 秋吉 一成, 元池 育子

    日本物理学会講演概要集　59　(2)　259-259　2004年8月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  37. 勝手に動く超分子システムをつくる-さらなる生物らしさをめざして-

    野村 M. 慎一郎

    生物物理　43　(3)　142-145　2003年

    出版者・発行元： 一般社団法人日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.43.142 　

    ISSN： 0582-4052

  38. 神経細胞の「形」とガングリオシド

    野村 M. 慎一郎, 板谷 綾子, 小野 直亮, 吉川 研一, 秋吉 一成

    形の科学会誌 = Bulletin of the Society for Science on Form　17　(1)　33-34　2002年6月1日

    ISSN： 0915-6089

  39. 28aYT-4 構造制御した単一DNA分子のレーザー輸送 (2)

    市川 正敏, 野村 M.慎一郎, 久保 康児

    日本物理学会講演概要集　56　(1)　311-311　2001年3月9日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  40. 28aYT-3 構造制御した単一DNA分子のレーザー輸送 (1)

    野村 M.慎一郎, 市川 正敏

    日本物理学会講演概要集　56　(1)　310-310　2001年3月9日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  41. レーザーで作りだすμmスケールの非平衡開放系(基研研究会「非平衡系の新局面-運動・機能・構造-」,研究会報告)

    市川 正敏, 馬寵 信之, 北畑 裕之, 野村 慎一郎, 吉川 研一

    物性研究　77　(2)　334-335　2001年

    出版者・発行元： 物性研究刊行会

    ISSN： 0525-2997

  42. Towards proto-cells: "Primitive" lipid vesicles encapsulating giant DNA and its histone complex

    Shin-Ichirou M. Nomura, Yuko Yoshikawa, Kenichi Yoshikawa, Olivier Dannenmuller, Sylvette Chasserot-Golaz, Guy Ourisson, Yoichi Nakatani

    ChemBioChem　2　(6)　457-459　2001年

    出版者・発行元： Wiley-VCH Verlag

    DOI： 10.1002/1439-7633(20010601)2:6<457::AID-CBIC457>3.0.CO;2-F 　

    ISSN： 1439-4227

  43. 静置水和法で調整したリン脂質巨大リポソームの動的形態変化

    野村 慎一郎, 馬籠 信之, 吉川 研一

    生物物理　37　S196　1997年10月

    出版者・発行元： 一般社団法人日本生物物理学会

    ISSN： 0582-4052

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書籍等出版物 12

  1. Systemization Technology for Molecular Robots. In: Murata, S. (eds) Molecular Robotics

    Nomura, Si, M

    Springer, Singapore　2022年8月

    ISBN: 9789811939877

  2. Biomolecules for molecular robot structures, in Encyclopedia of Robotics.

    Nomura, S.-i. M, Archer R. J

    2022年

  3. Mechanism and Machine Science: Select Proceedings of Asian MMS 2018 (Lecture Notes in Mechanical Engineering)

    野村 M. 慎一郎

    Springer　2020年7月2日

    ISBN: 981154476X

  4. 第6章第５節「マイクロサイズの分子ロボット」in 刺激応答性高分子ハンドブック

    野村 M. 慎一郎

    NTS　2018年12月

  5. 人工細胞モデルとコミュニケーション能，細胞を創る・生命システムを創る, 実験医学増刊

    野村 M, 慎一郎, 上田泰己

    羊土社　2011年

  6. Construction of an In Vitro Model of a Living Cellular System, in The Minimal Cell

    K. Yoshikawa, S.M. Nomura, K. Tsumoto, K. Takiguchi, Edited by, P.L. Luisi

    springer　2011年

  7. 細胞計算によるDrug Delivery System， 自己組織化ハンドブック 第3編 システム・デバイス編第4節システム

    野村 M. 慎一郎

    NTS　2009年

  8. ナノチューブ-リポソームネットワーク， 有機・無機・金属ナノチューブ—非カーボンナノチューブ系の最新技術と応用展開

    野村 慎一郎, 秋吉 一成

    フロンティア出版　2008年

  9. タンパク質合成能を有する人工細胞とネットワーク化，リポソーム応用の新展開～人工細胞の開発に向けて～

    野村 M, 慎一郎, 秋吉 一成

    NTS　2005年

  10. ドラッグデリバリシステム，「図解 バイオ活用技術のすべて」

    野村 M, 慎一郎, 秋吉 一成

    工業調査会　2004年

  11. 人工細胞システムをつくる，「ナノテクノロジーハンドブック」

    野村 慎一郎, 秋吉 一成

    オーム社　2003年

  12. Toward the Creation of an Artificial Cellular System，Precision Polymers and Nano-Organized Systems

    K. Yoshikawa, S.-i. Nomura(Edited, by T. Kunitake, S. Nakahama, S. Takahashi, N. Toshim

    Kodansha　2000年

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講演・口頭発表等 20

  1. An amoeba-type cell-sized molecular robot and the beyond 国際会議 招待有り

    NOMURA M. Shin-ichiro　2018年8月31日

  2. Development of an amoeba-type molecular robot 国際会議 招待有り

    NOMURA M. Shin-ichiro　2018年8月22日

  3. Amoeba-type cell-sized molecular robot 国際会議 招待有り

    NOMURA M. Shin-ichiro　2018年7月6日

  4. Molecular Robotics: yet another artificial cell 国際会議 招待有り

    Shin-ichiro M. Nomura　2018年1月19日

  5. Molecular Robot with Switching Molecular Motors 国際会議 招待有り

    NOMURA M. Shin-ichiro　2017年12月13日

  6. Non Natural Tiny-wet Machine: Molecular Robot 国際会議 招待有り

    Yusuke Sato, Yuichi Hiratsuka, Ibuki Kawamata, Satoshi Murata and Shin-ichiro M. Nomura　2017年12月3日

  7. アメーバ型分子ロボットの構築 招待有り

    2017年9月22日

  8. 物質転送ベシクル:細胞内への大規模物体導入法 招待有り

    2017年7月10日

  9. 物質転送ベシクル：細胞内への大規模物体導入法 招待有り

    2017年6月13日

  10. Molecular Robot: An artificial molecular system constructed by integration of molecular machines 国際会議 招待有り

    Shin-ichiro M. NOMURA　2017年6月2日

  11. Molecular robots under construction: amoeba-type artificial cell model 国際会議 招待有り

    2017年5月15日

  12. Making a cell model: membrane protein expression/functioning on giant liposome 国際会議

    Synthetic biology: from the present into the future　2010年3月

  13. 膜タンパク質の直接無細胞合成による細胞モデルの多機能化

    「細胞を創る」研究会2.0　2009年10月

  14. 無細胞膜タンパク質合成からはじめる人工細胞モデル

    「細胞を創る」研究会1.0　2008年10月

  15. Artificial cell models of membrane protein synthesizing liposome 国際会議

    International Workshop on Physical Phenomena in Multi-Component Membranes　2008年3月

  16. 人工細胞的手法による膜タンパク質機能化リポソームの調製と評価

    分子情報通信(Molecular Communication)のサイエンス基盤　2007年9月

  17. 機能的細胞モデルの構成

    人工知能学会ナチュラルコンピューティング研究会　2007年7月

  18. GapJunction機能を有するリポソームDDSの開発

    再生医療・細胞治療研究会　2005年10月

  19. Making giant liposome: towards artificial cellular system I 国際会議

    The first general meeting of the Korean Society for Synthetic Biology (KSSB2005)　2005年2月

  20. 熱的非平衡条件下における単一高分子鎖の折りたたみ／解きほぐし周期振動

    第10回 非線形反応と共同現象研究会　2000年11月

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産業財産権 11

  1. 細胞内へのミトコンドリア導入方法、外因性ミトコンドリアが導入された細胞及び動物の製造方法

    小椋 利彦, 野村 慎一郎, 齋藤 明

    産業財産権の種類: 特許権

  2. 細胞内へ物体を導入する方法

    小椋 利彦, 野村 慎一郎, 齋藤 明

    産業財産権の種類: 特許権

  3. リポソームの製造方法

    野村 慎一郎

    産業財産権の種類: 特許権

  4. リポソームの製造方法

    野村 慎一郎

    特許第5669058号

    産業財産権の種類: 特許権

  5. リポソーム及びこれを用いた細胞に対する物質注入方法

    森田 育男, 秋吉 一成, 野村 慎一郎

    産業財産権の種類: 特許権

  6. リポソームを用いたタンパク質の製造方法

    秋吉 一成, 野村 慎一郎, 朝田 晃一

    産業財産権の種類: 特許権

  7. DNA転写反応の制御方法

    吉川 研一, 湊元 幹太, 秋田谷 龍男, 山田 彩子, 久保 康児, 野村 慎一郎, 牧田 直子, ルッケル,フランソワ・バレンティン

    産業財産権の種類: 特許権

  8. レーザー駆動微小モーター

    眞山 博幸, 野村 慎一郎, 吉川 研一, 新井 史人

    産業財産権の種類: 特許権

  9. レーザー駆動微小モーター

    眞山 博幸, 野村 慎一郎, 吉川 研一, 新井 史人

    特許第4175592号

    産業財産権の種類: 特許権

  10. リポソーム及びその製造方法

    吉川 研一, 野村 慎一郎

    産業財産権の種類: 特許権

  11. リポソーム及びこれを用いた細胞に対する物質注入方法

    森田 育男, 秋吉 一成, 野村 慎一郎

    特許第5057362号

    産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 25

  1. 分子-ディジタル融合によるArtificial Liquid Intelligenceの創製

    瀧ノ上 正浩, 伊野 浩介, 尾上 弘晃, 野村 慎一郎, 佐藤 佑介

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    研究機関：Tokyo Institute of Technology

    2024年4月1日 ～ 2029年3月31日

  2. 心の行動抑制ネットワーク仮説の哲学的展開

    森山 徹, 春名 太一, 平岡 雅規, 野村 慎一郎, 右田 正夫, 井手 勇介, 園田 耕平

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Shinshu University

    2023年6月30日 ～ 2026年3月31日

  3. 分子サイバネティクスの運営・広報・国際活動支援

    村田 智, 豊田 太郎, 野村 慎一郎, 中茎 隆, 葛谷 明紀, 松浦 和則, 村山 恵司

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究機関：Tohoku University

    2020年11月19日 ～ 2025年3月31日

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    本総括研究の目的は，効率的で臨機応変なプロジェクト管理，領域メンバー特に，新規参入者や若手研究者の支援・育成と人脈づくり，社会に向けた成果の発信を行うことである．これを達成するために，本年度は以下の項目に取り組んだ． １）領域内のコミュニケーションとして，運営会議（毎週），領域内セミナー（10回），領域会議（1回），領域ミーティング（2回），班会議（随時）を行った．特に，班会議，領域ミーティングでは，今後の研究計画（ロードマップ）を策定し，進捗状況の共有に努めている．２）領域外への情報発信としては，SICE分子ロボティクス研究会と共催の定例研究会（2回），分子ロボティクス年次大会における公開シンポジウム，新学術領域「発動分子科学」（領域代表金原数）との共催ワークショップ，Pacifichem2021における総括班メンバーによる発表，国際ナノテク展Nano Tech 2022での領域紹介のブース出展，日本生物物理学会，細胞を創る研究会，計測自動制御学会などでのOS企画などを行った．また，International Workshop on Molecular Cyberneticsを開催し，海外からの招待講演6件を含む17件の講演およびパネルディスカッションを行った．さらに，学生・一般向けの啓蒙活動として，分子ロボティクス夏の学校（シリーズ講義・講習会）を行った．このほか，領域ウェブサイトでは，最新情報を紹介するとともに，ニュースレター（第2号～5号）を刊行した．３）４つの共有拠点の整備が完了しサービスを開始した．合成拠点では各種の合成依頼に応えているほか，統合プラットフォーム，単分子観察拠点も稼働している．

  4. ミニマル人工脳のための情報伝達分子デバイスの開発

    野村 慎一郎, 松浦 和則, 村山 恵司, 佐藤 佑介

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究機関：Tohoku University

    2020年11月19日 ～ 2025年3月31日

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    領域が目標に掲げるミクロンサイズの人工脳(ミニマル人工脳)の構築に向け，本課題では，特にセンサと人工細胞膜小胞（リポソーム）間の情報伝達部分を構成する分子デバイスの実現，さらに学習反応のために再利用（リセット）可能な分子デバイス設計を行っている．本年も引き続き， 3種の情報伝達分子デバイス1)人工タイトジャンクション，2)人工レセプター，3)人工トランスデューサの設計・構築と評価を行い，4)これらの機構を外部からの光照射によりリセット可能とする分子デザインについて検討した．1)2）について，野村グループは松浦・佐藤と共に人工レセプターと人工ジャンクションの設計を行い，試作した分子デバイスが膜小胞上で機能することを確認した．松浦グループでは，人工設計・合成した膜貫通α-へリックスペプチドをリポソームに搭載し、シグナルDNAとのハイブリダイゼーションにより膜内でのペプチドの会合が起こることをFRETにより確認することに成功した。３）について，佐藤と野村が共同で，人工細胞膜上で機能する分子トランスデューサの具体的な設計と最適条件の探索を進め，複数種の分子デザインについて評価を行った．４）について，村山グループでは，トランスデューサの入力側に関する光リセット機構の検証を行った。配列最適化の結果、リポソームの表面で光応答性DNAの会合挙動を光制御できること、すなわち光リセット機構が実現可能であることを証明した。さらに膜貫通ドメインの作成に向け、人工核酸骨格に疎水性分子を高効率で導入する手法の確立に成功した。上記に加えて，領域全体へのサービスとしてペプチド合成拠点（鳥取大）と人工核酸合成拠点（名古屋大）を運営している．本年度は17件の論文発表を行った．毎月ミーティングを重ね，ロードマップの確認やアイディアの検討，議論を進めた．以上の実績により本領域を強力に推進する成果が得られつつある．

  5. プログラム可能な動的微粒子群「オートマター」の創成と展開

    野村 慎一郎, 大野 博久, 瀧ノ上 正浩, 清水 義宏

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    研究機関：Tohoku University

    2020年8月31日 ～ 2025年3月31日

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    オートマター実現に向けた4つのサブテーマとその統合について以下のような進展があった。[サブテーマ1]自己複製溶液の構築を行うために、分担者・清水らのグループは巨大複合体のリボソームの自己組織化条件を探索している。これまでに報告したリボソーム小サブユニットに続いて、2種類のrRNAおよび33種類のリボソームタンパク質からなる大サブユニットに注目し、タンパク質合成活性を持つ構造を世界で初めて自己組織化させることに成功し報告した。[サブテーマ2]人工多細胞構造のプログラム可能性を実現するために、大野グループでは内部状態を時間的・空間的に制御する分子システムの開発に取り組んでいる。本年は特に空間制御システムとして、RNAを分子足場として特定の入力分子に応じた人工細胞内分子の空間配置制御を行うことを目指した。入力分子特異的な分子足場の形状変化を実現するため、リボスイッチやタンパク質結合RNAモチーフを組み込み、特定の入力分子によって形状変化を制御できる構造体を構築し論文準備中である。[サブテーマ3]人工多細胞の自動量産技術の確立を目指し、嵩高い脂質分子を用いることで全長がmm以上におよぶ人工多細胞構造が簡便かつ大量に得られること、さらにその調製操作が自動化できることを示した（論文採択済）。そしてサブテーマ1との連携で、内部でPUREタンパク質発現が可能であることを示し、「目で見て手で触れる」世界初の人工多細胞の例といえる。[サブテーマ4]オートマターの回路となる分子システムの外部操作可能性を求めて、瀧ノ上グループでは核酸を材料とした操作可能な機構を構築している。光応答性人工核酸を用いることで、分解・融合が制御可能なDNA液滴を実現した。これを電気信号に代わる外部刺激として研究を進め、報告した。以上の成果は、本課題が目指す自動微粒子群・オートマター実現に向けた重要な実績である。

  6. ディジタルー分子情報変換によるマクロファージ型分子ロボットの構築と制御

    瀧ノ上 正浩, 伊野 浩介, 尾上 弘晃, 野村 慎一郎, 佐藤 佑介

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関：Tokyo Institute of Technology

    2020年4月1日 ～ 2024年3月31日

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    本研究では、「マクロファージ型分子ロボット」を構築すると伴に、ディジタルの世界と当該分子ロボットをつないで、ディジタルハイブリッドな分子ロボットを構築することを目的としている。 代表者・瀧ノ上は、分担者・佐藤と協力して、分子ロボットへのターゲット分子のセンシング機能の付与の実験を行った。分子ロボットのボディとしてDNAゲルを用いた。DNAゲルは、Y字型DNAナノ構造をネットワーク状に集積させて構築した。DNAゲルのマイクロRNA(miRNA)のセンシング機能を発展させ、DNA液滴による分子コンピューティングによって、miRNAパターンの判定をできるように改良した。アプタマや抗体などを用いて、生体的な小分子やmiRNA、細胞表面の抗原などを認識して、ある種のコンピューティングを行えるDNAゲル(知的な振る舞いができるDNAゲル)を確立するため、細胞を包み込んで阻害するようなメカニズム(人工食作用)を導入するため、抗体やアプタマ等を効率よくDNAゲル・DNA液滴の内部に修飾して、機能を発現できるよう、条件検討をした。さらに、光異性化を示す化学修飾をしたDNA液滴を作成し、温度変化に依らなくてもDNA液滴の流動化を実現できる方法を見出し、DNA液滴による分子ロボットと、細胞との融合に道筋をつけた。分担者・尾上は、代表者・瀧ノ上と協力して、DNAアプタマーを用いた分子認識センサをDNAゲルの増幅機構を用いて取り組んだ。分担者・野村は、標的となる細胞を超えるサイズの人工多細胞型分子ロボットの調製方法を見出し、報告した。分担者・佐藤は、代表者・瀧ノ上とともに、DNAゲルをカプセル形状に自己集合させることに成功した。分担者・伊野は、代表者・瀧ノ上と協力して、DNAハイドロゲル内での細胞培養に成功し、ハイドロゲル内での細胞呼吸の電気化学計測に成功した。

  7. AMED-CREST「細胞質から核に至る力覚機構の解明と新技術開発から医学展開を目指す基礎研究」 競争的資金

    制度名：The Other Research Programs

    2015年12月 ～ 2021年3月

  8. マイクロロボットの３Dプリントのための自己組織型「人工筋肉」インクの開発

    平塚 祐一, 新田 高洋, 野村 慎一郎, 森島 圭祐

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Japan Advanced Institute of Science and Technology

    2017年6月30日 ～ 2019年3月31日

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    近年３Dプリンタ技術が発展し産業構造に大きな変革が生じ始めている。一方アクチュエータに相当する部分は未だ３Dプリンタでは構築できず、アクチュエータ部品は後乗せという状況にある。我々は最近、モータータンパク質と呼ばれる生命の運動タンパク質を利用し水溶液中に人工筋肉を形成させることに成功した。この人工筋肉を利用して大きさ数ミリメーターのマイクロロボットを稼動させることに成功している。本研究ではこの技術をさらに発展させモータータンパク質を封入した「人工筋肉」インクを開発し、マイクロロボットのアクチュエータ部位を三次元造形する手法を探索した。

  9. 合成生物学的に実証可能な隣接細胞間通信系による多細胞アナログ／デジタル計算

    山村 雅幸, 鈴木 泰博, 野村 慎一郎, 伊藤 浩史, 関根 亮二

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Tokyo Institute of Technology

    2015年4月1日 ～ 2018年3月31日

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    自然計算としての合成生物学は、細胞集団をターゲットとできる段階に入った。従来研究は均一に混合された空間構造を持たない細胞集団を小分子で制御する段階にとどまっている。本研究では、合成生物学的に実証可能な細胞集団による計算モデルの提案を試みる。自然の温泉地に形成される微生物マットを題材として取り上げ、光条件をコントロールした複数サンプルを取り、メタゲノム解析を行った。光条件の変化によってマットを形成する微生物の属分布が変化する様子が観察された。

  10. 人工分子デバイス援用による新世代人工細胞 競争的資金

    野村 慎一郎, 齊藤 博英

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2015年4月1日 ～ 2018年3月31日

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    本課題では，DNA/RNAを用いて機能性分子デバイスを開発し，新規機能を示す新世代人工細胞の実現を目指した．人工分子デバイス群のデザインと機能評価を行い，さらにデバイスを実際に細胞内に導入するための手法の開発を行った.その結果，人工RNP（RNAとタンパク質の複合体）ナノ構造体を哺乳類細胞内で構築し機能させるという目標を達成した.また，脂質膜との連結をON/OFF制御するDNA複合体分子システム（分子クラッチ）を用いて，運動と静止が切り替わる人工細胞を構築した．その他構築された分子デバイスの成果も論文にて公表しており，本課題の成果は新世代の人工細胞構築に向けた基礎として利用されるだろう．

  11. アメーバ型分子ロボット実現のための要素技術開発とその統合

    小長谷 明彦, 葛谷 明紀, 角五 彰, 平塚 祐一, 瀧口 金吾, 野村 慎一郎, 松浦 和則, 豊田 太郎, 林 真人

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    研究機関：Tokyo Institute of Technology

    2012年6月28日 ～ 2017年3月31日

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    アメーバ班および他班が持つ各種分子ロボット要素技術を統合し、DNA情報を用いて形状を制御できるアメーバ型分子ロボットを開発した。分子アクチュエータとして、微小管と巨大リポソームとの着脱を制御する分子クラッチ、ペプチド鎖の集積で巨大リポソームを並進運動させる光誘起ペプチド繊維成長システム、圧力に応じて可逆的にリポソームの伸張収縮を繰り返す細胞骨格制御システム、カルシウム濃度に依存して形状を変化させる微小管ネットワークを開発した。微小管に付与された光応答性DNAを用いて微小管集団運動パターンを動的に変化させる分子制御機構ならびに分子集団運動パターンを計算機上で再現する実時間シミュレータを開発した。

  12. 感覚と知能を備えた分子ロボットの創成：アメーバ型分子ロボット実現のための要素技術開発とその統合 競争的資金

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2012年9月 ～ 2017年3月

  13. 細胞小器官の組み込みによる人工細胞模型の構築

    野村 慎一郎

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Tohoku University

    2013年4月1日 ～ 2015年3月31日

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    本研究は，細胞サイズリポソーム（GUV）内に細胞内小器官を導入する手法を基盤として，新規な人工細胞モデルの創出を目的とした．その過程で，さまざまなマイクロサイズの物質を生細胞内部に導入できるGUV-細胞電気融合法を確立した．GUVと細胞を特定の電場条件で融合させることで，GUV内の物質（直径1umまでの蛍光ビーズ，磁気ビーズ，プラスミド，DNAオリガミや混合物）がまとめて高効率に細胞内に導入された．本法の利点として，物質の化学修飾が不要であり，エンドソーム脱出の経路を考えなくてもよい点がある．本成果は，細胞の機能改変や細胞の全機能再構成モデルの構築に貢献するものと考え研究を続けている．

  14. ＤＮＡナノエンジニアリングによる分子ロボティクスの創成 競争的資金

    村田 智, 葛谷 明紀, 瀧ノ上 正浩, 関山 浩介, 野村 慎一郎, 藤本 健造, 竹内 昌治, 小林 聡, 川又 生吹, 森田 雅宗, 浜田 省吾

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    研究機関：Tohoku University

    2010年4月1日 ～ 2015年3月31日

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    本研究では，DNAナノエンジニアリングのアプローチにより，部品となる分子ひとつひとつを設計し，それをシステムとして組み立てて，さまざまな環境の変化に対し自律的に応答することのできる分子機械システム，すなわち「分子ロボット」を構築する方法の基盤を確立することを目的として，(1) 分子デバイスを格納するためのコンパートメントの作製技術 (2) コンパートメントを介して分子入出力を行うインターフェースの実装技術 (3) 分子ロボット内部の反応を制御する技術および分子ロボット間の分子通信技術 (4) 分子通信による相互作用を通じて分子ロボット群が協調するためのルール設計技術,を開発する．

  15. 自己複製能をもつRNA酵素を基盤とした人工生命体モデルの創出 競争的資金

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2011年4月 ～ 2013年3月

  16. 高次構造制御による膜タンパク質機能発現リポソームの構築 競争的資金

    制度名：JST Basic Research Programs (Precursory Research for Embryonic Science and Technology :PRESTO)

    2008年10月 ～ 2012年3月

  17. 自己複製能をもつRNA酵素を基盤とした人工生命体モデルの創出

    齊藤 博英, 野村 慎一郎

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Kyoto University

    2011年 ～ 2012年

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    生命の起源において、核酸などの化学物質から、進化する生命システムがいかにして誕生したのかという問題の解決は、生命科学が目指す大きな目標の一つである。天然に触媒分子として働く RNA が発見されて以来、遺伝子と代謝(触媒)機能の両者を兼ね備える生体分子として、RNAは生命の起源研究において注目されている。特に、RNA 同士の連結反応を触媒するリガーゼリボザイムの存在が生命初期の進化に非常に重要であると考えられている。本研究では、人工 RNAシステムを基盤として、自己複製反応を触媒する人工酵素をデザインし、人工細胞モデルシステムを創出することを目指した。具体的には人工リガーゼリボザイムを用い、RNA 自己増幅系のモデルを新たに設計・構築することにより、新観点から RNA ワールド 仮説の実験的検証をおこなった。この知見を基に、RNA 構造モチーフを利用した新規 RNA 自己複製システムモデルを設計・構築した。さらに設計した RNA 分子から構成されるμm サイズのコンパートメント(小胞)の構築を試み、RNA のみからなる機能性構造体の創出に向けて前進した。

  18. 生体適合性ナノファイバマトリクスによる細胞分化能の時空間制御

    陳 勇, 劉 莉, 亀井 謙一郎, 野村 慎一郎

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Kyoto University

    2010年 ～ 2012年

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    申請者らが独自に構成した生体適合性ナノファイバマトリクスを用いた多能性マイクロ流体システムを構成し,胚性幹細胞(ES Cell)および誘導多能性幹細胞(iPS Cell)の分化過程とその方向を制御する.特に,神経細胞の形成に着目して神経細胞ネットワークの形成試験を行う.細胞増殖を促進しうる空間パターンと生化学材料を導入した基材を用い,神経軸索と樹状突起の生長およびシナプス接合の生成を促す.マイクロ流路と集積マイクロ電極アレイを組み合わせ,構成された神経細胞ネットワークの動的特性の解析と制御とを行う.本研究の進展により,神経系バイオマーカ・薬剤の高効率スクリーニング(HTS)テスタのみならず,バイオマシンインタフェイスのモデルが提供される.

  19. 物理科学を基盤とする人工細胞モデルの構築と機能解析

    吉川 研一, 今中 忠行, 秋吉 一成, 野村 慎一郎, 瀬戸 秀紀, 北畑 裕之, 有賀 隆行, 稲垣 紫緒, 金井 保, 稲垣 紫, 佐藤 祐子, 市川 正敏, 瀧ノ上 正浩, 今村 寿子

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Creative Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Creative Scientific Research

    研究機関：Kyoto University

    2006年 ～ 2010年

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    1)ゲノムDNAの高次構造転移によって引き起こされる遺伝子群の活性のon/offスイッチングを実空間上の実験を通して実証することに成功した。2)モデル小胞内での生体高分子の特異的なミクロ相分離現象を見出した。さらに、タンパク質発現の顕著な加速効果の存在を明らかにした。3)長鎖DNAの高次構造転移と生化学反応のネットワークからなる、生命現象の階層的数理モデルを提唱し、実際の多細胞系の形態形成機構の解明へと大きく前進することができた。

  20. 機能性膜を自動生成する人工細胞モデルの構成と評価

    野村 慎一郎, 澤田 晋一, 陳 勇, 劉 莉

    2008年 ～ 2009年

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    本研究は,機能性膜を自動生成する人工細胞モデルの構成と評価を目的に掲げた.具体的には,細胞サイズのリポソームを用い,その場で機能的な膜タンパク質を遺伝情報に従って無細胞的に合成・提示する系の構築手法と評価系の確立を行った.本研究では特に,膜タンパク質の1)発現(無細胞合成),2)局在(膜への挿入),3)配向,4)活性(機能)と,5)構成されたプロテオリポソームの特性の評価を通じて,機能性膜を自動生成する人工細胞モデルの標準的な調製法の提示を目指した.細胞間の物質輸送を司る4回膜貫通型タンパク質コネキシンについて,リポソーム環境における無細胞発現を行い,直接構成と機能化の測定を行った.その結果,リポソームから培養細胞への物質輸送が確認された(Biomaterials, 2009).さらにリポソームを構成する脂質組成による発現および挿入効率の違いを求め,サイズおよび膜に対する発現場所の違いによる配向性を示した.現在論文投稿中である.評価に関しては,細胞サイズリポソームを流路中で安定に捕捉し,直接観察を可能にするデバイスを構築した.これを利用した細胞サイズリポソームの抗体染色手法を開発し学会発表を行った.現在,論文投稿中である.これらの知見は,多種多様な生命現象は生体分子の集合体からいかにして構成されうるのか,という問いに答えるため,実験的に人工細胞モデル構築する研究において重要な進展であると考えられる.(加えて,研究グループとして新生タンパク質の安定保持を可能とする新奇材料である疎水化多糖ナノゲルを用いた薬剤輸送システムを開発し,査読つき論文として報告を行った.さらにMEMS技術を用いた培養細胞の局所制御システムの構築についても報告している.)

  21. 膜の相分離によるリポソームの変形機構を利用した新規薬剤送達システムの開発

    野村 慎一郎

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    研究機関：Kyoto University

    2007年 ～ 2008年

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    本研究の目的は,環境条件による相分離を利用した新規リポソームDDS(薬剤送達システム)の開発である.研究代表者はリポソーム内で無細胞タンパク質合成を行わせることにより,目的のタンパク質のみを発現させたリポソームが構築可能であることを示してきている.最近,細胞間で相互の物質輸送を担う膜タンパク質・コネキシンをリポソーム膜に発現・提示しうるとの実験結果を得た.この結果を利用し,細胞へのDDSへの利用可能性を求めた.サイズおよび組成の異なるリポソーム環境で膜タンパク質を組み込み,培養細胞に水溶性蛍光色素を非破壊的に輸送することに成功した.またペプチド薬剤をモデルとして細胞内に輸送し,細胞内の遺伝子発現の制御が可能であること,異なるタイプのコネキシンの発現により標的選択性が得られることを示した.

  22. 化学物質の伝達に基づき自律駆動する人工細胞ネットワークの構築

    野村 慎一郎

    2006年 ～ 2007年

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    本研究は,細胞と部分的に接合して得たエネルギーを駆動力とする人工細胞ネットワークの構成を目的としたものである.具体的には,1)細胞との間に物質交換チャネルを形成する膜タンパク質を提示させるリポソームを構築し,2)細胞接着因子を導入してゲル内でリポソームネットワークを固定化した構造を構築する.3)1)と2)を組み合わせることにより,リポソームネットワークが培養細胞群の表面に接着して個々にチャネルを形成し,化学物質の交換を実現する研究を順次おこなってきた.1)について,基礎的な成果を論文(J. Biotechnol. 2008)および国際会議論文(ICBP2007, MHS2007)にて発表し,さらに細胞との物質交換チャネルを形成する膜タンパク質のリポソームへの導入について論文投稿中である.2)について,細胞接着因子(ペプチド融合脂質)を導入したリポソームネットワークをゲル中にて構築し,培養細胞との相互作用確認を行った.接着因子の有無およびネットワーク形成の有無によって,ゲル表面への細胞接着能の制御が確認された(論文作成中).また,3)について,リポソームと細胞との間での親水性蛍光色素分子の交換を確認(ICBP2007)している.これらの知見より,細胞からリポソームネットワーク側に流入したATP等の小分子を利用してリポソーム内に封入された反応系の持続的な進行が実現できると考えられる.自律的に駆動する人工細胞ネットワークは,培養細胞の化学情報の直接処理および利用を可能とする新規ツールとして働くと期待出来る.

  23. 脂質ナノチューブネットワークを用いた新規DDSの設計

    野村 慎一郎

    2005年 ～ 2006年

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    本研究では,固定化された脂質ナノチューブネットワーク構造を新規DDSとして用いるための基礎データを収集すること目的としている.これまでに,親水性ゲル中に固定化された脂質ナノチューブネットワークの安定性ならびに外部刺激(温度,pH,コレステロールを一定割合で含むチューブネットワークに対するゲル外部からのシクロデキストリン添加等)による断片化による構造安定性の変化の調査を行った.これらの挙動にはゲルの強度と脂質膜の状態が大きく影響することが予想されたため,各サンプルの脂質膜および内水相の状態を確認するために随時,蛍光顕微鏡による直接観察を行った結果,ゲル強度および脂質濃度の初期条件に明確に依存したネットワーク形成能の違いが確認された.さらに,蛍光分光光度計を用いて,微量の蛍光脂質(脂溶性薬物モデル)により予めラベルした脂質チューブのゲル内へのネットワークの保持効率と,外部刺激による構造の崩壊〜外部溶液中への放出挙動を測定した.このネットワークを形成したチューブ内部には巨大分子(DNA,166kbp)をも封入可能であることが直接観察によって示された.また,封入されたDNA分子が,単一分子レベルでブラウン運動をおこなっている様子が高感度撮影により確認され,チューブ内部に親水性の空間が保持されていることが明らかになった.これらの結果を論文としてまとめたものをMHS2006にて発表した.

  24. 分子シャペロン機能を有するナノゲルキャリアによる新規DDSの開発

    秋吉 一成, 松田 修, 岩崎 泰彦, 渡辺 昭彦, 森本 展行, 野村 慎一郎

    2005年 ～ 2005年

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    本研究では、これまでの知見をもとに、独自に開発した分子シャペロン機能を有する自己組織化ナノゲル複合体を用いて、癌治療における新しいDDSの設計とその応用を目的とする。悪性腫瘍に対する治療の一つとして、各種の免疫療法が従来より試みられている。このような治療においてインターロイキン12(IL-12)は、高い抗腫瘍効果を持つサイトカインの一つとして注目されている。しかしながら、サイトカインを用いた免疫療法においては、その短い半減期に示される生体内での不安定性や、大量・反復投与による副作用などが、有効な抗腫瘍効果を得るための障壁となっているのも事実である。そこで我々は、IL-12の生体内投与時における安定性を向上する目的で、コレステロール基を修飾したプルラン(CHP)よりなるヒドロゲルナノ粒子(ナノゲル)(30nm)のキャリアとしての機能に着目した。マウスrecombinant IL-12とCHPとを種々の条件下で混合し、IL-12・ナノゲル複合体微粒子を調製した。その後ELISA法にてIL-12の活性を計測し、ナノゲルとの複合化条件を検討した。調製したIL-12・ナノゲル複合体微粒子の機能を評価するために、マウスの脾臓より採取したCD4陽性T細胞をin vitroで刺激し、産生されるIFN-γをELISAで経時的に測定した。さらにin vivoでの作用を以下の実験で検討した。Balb/cマウス由来の肉腫細胞、CSA1M細胞を同系マウスの皮下に接種し、皮下腫瘍モデルマウスを作成した。これにIL-12・ナノゲル複合体微粒子を投与し、腫瘍体積の変化を計測した。 得られた結果より、IL-12はCHPナノゲルと相互作用して効率よく複合体微粒子を形成し、その後ナノゲルから生理活性を失うことなく放出できるシャペロン機能を発揮することが確認できた。またin vivo実験において、IL-12・ナノゲル複合体微粒子を6日間隔で3回という非常に少ない投与により、腫瘍の有意な増殖抑制が得られた。ナノゲル担体が優れた徐放機能を有していることがわかった。さらに、徐放性の優れた架橋ナノゲル(100-200nm)の調整法も確立した。本法は、サイトカイン免疫療法の欠点を克服するための新しいテクノロジーを切り開く可能性があると考えられる。

  25. 荷電高分子の相転移由来の非線形特性に基づき動作する分子機械モデルの研究

    野村 慎一郎

    2003年 ～ 2005年

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    本研究は,荷電高分子鎖からなる分子機械(核酸や酵素など)の振る舞いを,環境との相互作用に基づく相転移挙動をキーワードに実験的に解き明かすことを目的としている.本研究期間においては,細胞サイズの脂質二分子膜胞(ジャイアントリポソーム:GL)におけるDNAを鋳型としたタンパク質(GFP)発現系の構築に成功した.その結果,GL内部におけるGFPの発現率がバルク溶液中よりも約10倍高いとの基礎的な知見を得た(CHEMBIOCHEM誌(2003)掲載).この機構に対するアプローチとして,反応の素過程を一つずつ詳細に確認してゆくという手法と,他のタンパク質発現系を用いた場合の結果から微小空間の効果を演繹的に議論する手法の二つが考えられるが,生体高分子機械の動作環境を知る研究においては後者のアプローチを行い,よりシンプルな酵素反応および高分子の相転移現象における微小体積の効果を測定することで環境との相互作用による分子機械の働きについての知見が得られると期待できる.関連して,自発的なリポソームの形成時に共存しているDNA分子が,リポソーム内部に濃縮されているという実験結果を得ている(Chem.Phys.Lett.誌(2003)掲載).(平行して,外部溶液よりDNA分子を細胞内へとレーザーを用いて非接触に導入する手法を開発し,植物細胞のプロトプラストにDNA分子を選択的に導入することに成功した(Appl.Phys.Lett誌(2003)掲載)).これらの実験結果は,細胞サイズの閉環境をつくる脂質膜構造が,内包したDNAやタンパク質等の高分子・低分子やイオンとの相互作用により(それらと同じ濃度に調製された)バルク溶液中とは大きく異なる環境をあたえうることを示すものである.これによって生物が荷電高分子機械を用いる場の特性と意義を知るための直接的な研究基盤が形成されたと考えられる.

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担当経験のある科目(授業) 7

  1. デザインとエンジニアリング　東北大学工学研究院

  2. 分子ロボティクス基礎　東北大学大学院

  3. システム工学　東北大学

  4. 数学物理学演習I　東北大学

  5. ロボティクス特論

  6. 機械力学II

  7. 熱力学II

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社会貢献活動 2

  1. 東工大主催「ナノバイオコース」講師

    2013年1月22日 ～

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    先端環境材料・デバイス創製スクール ナノバイオコースにて特別講義「リポソームと人工細胞」を行った。

  2. 高大連携 地域公開講座（仙南高校サマーカレッジ）

    2011年7月19日 ～

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    細胞はなぜ作れないのか？〜工学部からみた生命〜

その他 1

  1. 翻訳：数理生理学・日本評論社，J.Keener, J. Sneyd著，中垣俊之監訳