生物工学一般 非標識の細胞形態情報をAIで高速に判別し、目的細胞を分取する技術を開発
機械学習解析技術と高速形態計測技術を融合し、複数の細胞種が混ざった集団から、目的の細胞を非標識形態情報に基づいて、高速に判別・分取する技術を開発した。iPS細胞の生死などの状態、分化と未分化、がん化などの非標識判別および末梢血由来の白血球細胞主要5種の、非標識形態情報に基づいた判別を実証した。
生物工学一般
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生物工学一般 化石種を一挙に9種発見:クモヒトデが新たな環境指標生物となる可能性
棘皮動物の仲間であるクモヒトデ類の体を構成する数ミリの骨片の化石から種を同定し、インド-西太平洋地域で初めて、単一の地層における化石クモヒトデ相の解明に成功した。これまで国内では骨片化石の記録はほとんどなかったが、神奈川県三浦半島に分布する後期更新世の地層(横須賀層)より、一挙に9種が得られた。
生物工学一般 コアプロモーターを介した転写バースト制御メカニズムを解明
DNAからタンパク質の設計図となるmRNAを合成する転写反応の制御において中心的な役割を担うのは、コアプロモーターやエンハンサーと呼ばれるゲノム中の調節領域です。転写制御におけるコアプロモーターの働きを生きたショウジョウバエ初期胚において直接可視化するライブイメージング技術を新たに開発しました。
生物工学一般 RNAヘリカーゼVasaの働く様子を1分子可視化
RNAヘリカーゼVasaが働く様子を1分子可視化し、切断されたRNAを引きはがす際に、Vasaがオリゴマー化して機能すること、またその過程は不均一であることを明らかにしました。今までVasaが1分子レベルで働く様子が可視化されたことはなく、ヘリカーゼ活性の仕組みの一端を明らかにしました。
生物工学一般 光で狙いを定めて細胞の生み出す力を弱める技術を開発
光遺伝学の技術を応用することで、光照射により細胞の出す力を弱める新たなツール(OptoMYPT)を開発しました。さらに、OptoMYPTを用いてカエル胚の細胞間ではたらく力や、培養細胞における細胞質分裂中の力を操作できることを示しました。本研究のような光を用いた力の操作技術を駆使することで、将来的にはアクチン細胞骨格の関与する様々な発生学的・細胞生物学的現象の理解や、人工臓器の自在なデザインなど、基礎研究から臨床応用まで多面的に貢献することが期待されます。
生物工学一般 日本は生物分布の終着点ではない～日本列島でニホンキクガシラコウモリが多様化したことを解明～
日本列島と朝鮮半島、および中国東北部に生息するニホンキクガシラコウモリのミトコンドリアDNAにおける遺伝的変異を解析しました。本種は日本列島内には3つの系統グループが存在し、それらのうちで最も新しいグループには南九州と朝鮮半島、および中国東北部に分布するコウモリが含まれることを明らかにしました。本種は大陸から渡ってきた後に日本列島で多様化した後、氷河期の海水面低下に伴い今より狭かった対馬海峡を渡って大陸へと再進出したことが示唆されました。
生物工学一般 外乱に対する予測的姿勢制御の神経メカニズムを解明～ラットは1秒未来の自己の姿勢を予測～
運動時に身体に加わる外乱(乱れの原因となる外部からの力)を予測して姿勢を制御・安定化する神経のメカニズムを明らかにするため、ラットを用いた新規の姿勢実験課題を構築するとともに数理シミュレーションを行いました。床が傾斜する外乱に十分に適応学習したラットは、約1秒未来までの間に自分自身がどう動くかを計算しながら、それが目標とする動きに一致するよう発揮筋力を計算していることが示唆されました。
生物工学一般 予期せぬ場所から聞こえる飼い主の声にびっくり～ネコは耳で飼い主の位置を捉えている～
ヒトと住居を共にするネコを用いて、飼い主の声からその位置を心的に捉えるのかを調べました。視覚的には見えない飼い主の位置を心の中で捉えており、その位置が瞬間的に変わると「驚く」ということがわかりました。
生物工学一般 休眠をもたらす遺伝子の探索～休眠中の筋肉に起こる遺伝子発現変化を網羅的に解析～
過酷な環境に置かれた哺乳類が自ら代謝を下げて生存を図る「休眠」に関わる遺伝子を探索し、転写因子Atf3がマウスの「日内休眠」に重要な役割を果たすことを発見しました。休眠研究のモデル動物としてマウスが有用であることが示されました。今後さらに休眠メカニズムの解析を進めることで、日内休眠や長期の休眠現象である冬眠を人工的に誘導する技術への応用が期待できます。
生物工学一般 変動する環境における、細菌の細胞サイズ分布にまつわる普遍性の発見
細菌集団の環境を高度に制御する新しいデバイスを構築し、栄養飢餓に対する大腸菌集団の応答の様子を観察した。細菌の細胞サイズは飢餓によって劇的に変動するにもかかわらず、急激な飢餓過程では細胞サイズの分布形状が本質的に変化しないことを発見した。
生物工学一般 予防的に発がんを抑制する上皮細胞による前がん細胞の認識機構を解明
非免疫細胞である上皮細胞が、がんの元となる前がん細胞を認識し、攻撃・排除するという免疫細胞様の監視システムがあることを明らかにした。前がん細胞で発現が促進したMHC-Iを認識する、上皮細胞の受容体AltRを新規に同定し、その排除能惹起メカニズムを解明した。
生物工学一般 くるくる泳ぐ微生物 螺旋軌跡の3Dイメージング ～マイクロロボットの設計に向けて～
独自に開発をしてきた三次元位置検出光学顕微技術を用いて、繊毛虫テトラヒメナが右手系の回転をしながら右螺旋を描くように遊泳していることを定量し、またCa2+刺激により螺旋遊泳パターンが揺らぐことを明らかにしました。