研究者詳細

顔写真

アベ ケイタ
安部 桂太
Keita Abe
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
助教
学位
  • 博士(工学)(東北大学)

  • 修士(工学)(東北大学)

e-Rad 研究者番号
00982860

経歴 3

  • 2024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 助教

  • 2023年4月 ~ 2024年3月
    東北大学 大学院工学研究科 ロボティクス専攻 特任助教

  • 2019年4月 ~ 2022年3月
    独立行政法人日本学術振興会 特別研究員 DC1

学歴 2

  • 東北大学 大学院工学研究科 ロボティクス専攻

    2017年4月 ~ 2023年3月

  • 東北大学 工学部 機械知能・航空工学科

    2013年4月 ~ 2017年3月

研究キーワード 3

  • パターン形成

  • 反応拡散系

  • DNAナノテクノロジー

論文 10

  1. Reversible Photocontrol of mRNA Synthesis and Cleavage for mRNA Concentration Switching Inside Artificial Cells

    Daichi Iwata, Keiji Murayama, Ken Komiya, Hideaki T Matsubayashi, Keita Abe, Hiroyuki Asanuma, Satoshi Murata, Shin-Ichiro M Nomura

    2026年3月3日

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

    DOI: 10.26434/chemrxiv.15000569/v1  

  2. Intra- and Interbead Communications by an Anchored DNA Structure and Cascaded DNA Reactions 査読有り

    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

  3. Programming Pattern Formation by DNA Reaction-diffusion System with Designed Base Sequences

    Keita ABE, Satoshi MURATA, Ibuki KAWAMATA

    Seibutsu Butsuri 65 (1) 14-16 2025年

    出版者・発行元: Biophysical Society of Japan

    DOI: 10.2142/biophys.65.14  

    ISSN:0582-4052

    eISSN:1347-4219

  4. 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  

  5. 大学の枠を超えたオンライン生体分子デザインコンペティションの取り組み 査読有り

    村田智, 葛谷明紀, 藤原慶, 平順一, 川又生吹, 佐藤佑介, 瀧ノ上正浩, 野村 M, 慎一郎, 角五彰, 堀豊, 安部桂太

    工学教育 69 (4) 31-39 2021年

    出版者・発行元:

    DOI: 10.4307/jsee.69.4_31  

    ISSN:1341-2167

    eISSN:1881-0764

  6. Cascaded pattern formation in hydrogel medium using the polymerisation approach 査読有り

    Keita Abe, Satoshi Murata, Ibuki Kawamata

    Soft Matter 2021年

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

    DOI: 10.1039/D1SM00296A  

  7. Programming Methods for DNA-Based Reaction–Diffusion Systems 査読有り

    Keita Abe, Satoshi Murata

    New Generation Computing 38 (2) 379-393 2020年5月

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

    DOI: 10.1007/s00354-020-00094-z  

    ISSN:0288-3635 1882-7055

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    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>In this tutorial, recent development of pattern generation algorithms based on DNA computing will be overviewed. Natural pattern generation, especially in biological organisms, are often driven by spatio-temporal chemical reactions. Various reaction–diffusion systems have been proposed to generate artificial patterns out of DNA sequences. To program DNA reaction–diffusion systems, in addition to the design of the reaction, diffusion of each DNA species must be considered. This is realized by immobilizing or suppressing diffusion of DNA molecules in the reaction field. Here, several typical methods to build patterns by 1-D or 2-D reaction–diffusion systems are introduced and how to implement the system by DNA molecules is explained. The direction of future research and possible applications of this technology will be also discussed.</jats:p>

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

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

    Molecular Systems Design & Engineering 2019年

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

    DOI: 10.1039/C9ME00004F  

  9. 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 ({APS})

    DOI: 10.1103/physreve.97.052617  

    ISSN:2470-0045 2470-0053

  10. 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) 1702158-1702158 2017年11月

    出版者・発行元: Wiley

    DOI: 10.1002/smll.201702158  

    ISSN:1613-6810

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共同研究・競争的資金等の研究課題 3

  1. 時空間分子プログラミングの新展開

    村田 智, 川又 生吹, 安部 桂太

    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 (A)

    研究機関:Tohoku University

    2020年4月1日 ~ 2025年3月31日

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    本研究では,(1)時空間分子プログラミングに適した反応系の設計,(2)形成したパターンの物質化,(3)シミュレーションモデルの構築の3つを研究目的としている. 今年度,(1)の時空間プログラミングに適した反応系の設計,および(2)の形成したパターンの物質化については,ゾル中の反応拡散パターン形成実験を行い,波打ちや霧散などの特徴的な動的パターンの生成条件を絞り込むと同時に,生成された動的パターンの物性測定に取組んだ.また,新たな試みとして反応場中のDNA分子に電場を印加することにより積極的にパターンを形成する手法の開発に着手した.これまでに,予備的な流路形状の設計,泳動条件の検討,反応系の設計などを行い,スケーラブルなシステム構築が可能であるという感触を得ている.(3)のシミュレーションモデルの構築については,前述の電場駆動反応拡散場のスケーラブルな拡張可能性について数理的な検討を行った.

  2. DNA反応拡散系を用いた自己区画化システムの構築と機能化

    安部 桂太

    2023年8月 ~ 2025年3月

  3. DNA反応拡散系による階層的なパターンの形成と制御および形態形成への発展

    安部 桂太

    2019年4月 ~ 2022年3月

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    本研究はDNAの相互作用により反応拡散系を構築し,階層的なパターン形成を実現させること,そして形成させたDNAの濃度勾配パターンを形態形成に発展させ,パターン形状に応じたハイドロゲルを構築することで自己組織化による人工物の作製方法を確立することを目的としている.申請時の計画では,本年度は2年目までに構築したパターン形成技術を発展させた形態形成技術の開発を予定していた. 本年度は前年度報告時点で確立したパターン形成の手法を用いた実験結果を整理し,さらにシミュレーション結果と比較した.その成果は現在学術論文としてRoyal Society of Chemistryが企画する雑誌Soft Matterへ投稿し,現在オープンアクセス論文として公開されている.また,この成果に関して複数の国際学会で報告し,研究の発展へ向けた情報収集と意見交換を行った. さらに,目標としていた形態形成手法への発展のため実験系,材料,ゲル化や拡散制御の手法等のさらなる検討とシミュレーション・実験を重ねた.結果として,拡散の制御やDNAハイドロゲルといった既存の技術との組み合わせによる発展の可能性を調査するとともに,その実証に必要な新たな検証を可能にする実験系を構築することに成功した. よって本年度は,目標としていた形態形成技術の実現はかなわなかったものの,これまでの実験結果を広く周知して情報交換と新たな手法の検討に尽力し,形態形成技術へと発展させるうえで有用となりうる研究成果が得られた.