研究内容

高分子材料

　繋がって大きくなった分子は高分子と呼ばれます。高分子は、ひも状の構造が長いとその溶液はドロドロとして粘性を増し、網目状構造をとるとゲルになって弾性を示すようになります。このような物理的な性質は、生体高分子でも合成高分子でも共通してみられる特徴なので、研究室では合成高分子のゲルも研究対象にして、材料の機械的な性質（物性）変化について「生物らしさ」を見出し、材料の新機能を発見したり応用したりしようとしています。

Polymeric materials

 Polymers are molecules that are linked together to form larger structures. If a polymer has a long, thread-like structure, its solution becomes viscous and thick. When it forms a network-like structure, it becomes a gel and exhibits elasticity. These physical properties are commonly observed in both biopolymers and synthetic polymers. Therefore, in our laboratory, we also study synthetic polymer gels to find "biomimetic" changes in their mechanical properties (physical properties) and aim to discover and apply new functionalities of these materials.

生物への応用

　細胞は、生物を構成する（つまり、一匹が二匹になることができる）構造単位の一つですが、「分子が非常にたくさん集まって複雑で多様な機能を自律的に実現している」ともみなせます。研究室では、モータータンパク質を集積した材料やゲル材料などを駆使し、細胞の挙動（＝運動機能）を理解することも目的の一つとしています。多数の細胞が自律的に動いて秩序的な構造を作る様子を理解することは、転移して腫瘍を形成することが問題となるがん治療や、生体組織を構築する再生医療への貢献が期待できます。

Applications to living organisms

 Cells are one of the structural units (which can duplicate) that make up living organisms, but they can also be considered as "a large number of molecules autonomously realizing complex and diverse functions." In our laboratory, one of our objectives is to understand the behavior (i.e., motility) of cells by utilizing materials that aggregate motor proteins and gel materials. Understanding how a large number of cells autonomously move to create orderly structures can contribute to cancer treatment, where metastasis and tumor formation are problematic, as well as regenerative medicine, which aims to construct biological tissues.

研究技術　

　モータータンパク質のナノメートルの歩幅に起因する統合的な「動き」をミクロからマクロに渡って観察することが主な実験的評価の手段になるので、顕微鏡を多用します。光学顕微鏡（位相差観察、蛍光観察、共焦点レーザー観察など）で細胞や微粒子（動きを追うための目印）の動態を観察して調べるため、画像解析を行なったり、観察手法自体を改良するような研究も併せて行います。また、ナノメートルの小さな構造を解析するために電子顕微鏡を用いる場合もあります。試料調製では、生化学、分子生物学、細胞生物学の分野で一般的なテクニックを駆使します。

Research techniques

 Observing the integrated "movement" resulting from the nanometer steps of motor proteins from the microscopic to the macroscopic level is a primary method of experimental evaluation, so we frequently use microscopes. We use optical microscopes (such as phase contrast, fluorescence, and confocal laser microscopy) to observe and investigate the dynamics of cells and microparticles (markers to track movement), performing image analysis and improving observation techniques themselves. Additionally, we sometimes use electron microscopes to analyze nanometer-scale structures. Sample preparation involves using common techniques from the fields of biochemistry, molecular biology, and cell biology.

テーマ

運動界面 (kinematic surface)

動態追跡法の開発 (Development of dynamic tracking methods)

カーボンドットゲル (Carbon dots gel)