thumbnail image
broken image
broken image
broken image

CytoArchitec lab

  • English
  • Japanese
  • …  
    • English
    • Japanese
    broken image
    broken image
    broken image

    CytoArchitec lab

    • English
    • Japanese
    • …  
      • English
      • Japanese
      broken image
      • 九州大学 大学院芸術工学研究院

        細胞骨格の建築学と

        生物自己構築の研究室

      • 細胞の建築家“細胞骨格”を知り、目には見えないスケールの世界の技術を探求

        私たちの研究室では、目には見えない細胞の内部世界の秘密を探究し、その中に潜む未開拓の技術を発見することに力を注いでいます。細胞内には、細胞骨格と呼ばれるタンパク質の繊維が網の目のように張り巡らされています。この細胞骨格は、バクテリアを含むすべての生物に存在し、細胞内での形や動きを創り出す、まさに細胞の建築家のような役割を担っています。細胞骨格は、状況に応じて形を変えることができ、このダイナミックな変化は自己組織化という技術によって実現されています。

         

        自己組織化とは、簡単に言うと勝手に材料が集まり、プログラムされた材料間の相互作用に基づいて、特定の構造が出来上がるプロセスです。地球で生命が誕生してから35億年の長い歳月の中、細胞は、細胞骨格の自己組織化プロセスを自在に制御する術を獲得しています。しかし、私たち人類にとっては、まだ実用化されていない高度なテクノロジーです。

         

        人間が細胞のように自己組織化を自由自在に使えるようになるには、細胞骨格がいかにして自己組織化するのか、そのメカニズムを解明する必要があります。私たちは、この生命の基本構成部品とも言える細胞骨格を理解し、将来的にはモノづくりの領域にも応用できるような新しい道を切り開きたいと考えています。

         

        その研究方法として、当研究室では、生物から抽出した細胞骨格を対象に、生物学や化学、工学的な技術と組み合わせて、細胞骨格の自己組織化メカニズムの解明や、その制御法の確立に挑戦しています。

         

         

      • 基盤技術

        無細胞タンパク質合成系

        細胞を使わずに、試験管内でタンパク質を簡単に合成、構造や機能を設計可能。細胞骨格の自己組織化を制御する、様々な分子ツールを開発。

        DNAナノテクノロジー

        DNAのプログラム可能な自己集合特性により、特定のナノサイズの構造体を設計したり、細胞骨格間の相互作用を精密制御可能

        オプトジェネティクス

        光感受性タンパク質を用いることにより、細胞骨格の自己組織化の光制御を目指す。

        微細加工技術

        半導体技術を応用し、細胞骨格を特定のパターンに配列したり、微細なデバイスを設計可能

        人工細胞

        リポソームと呼ばれる、細胞サイズの脂質カプセルの中に細胞骨格を閉じ込め、細胞のようにリポソームを変形可能。

        動的細胞骨格の再構築

        細胞骨格のダイナミックな特性を顕微鏡上で観察可能。細胞骨格の動的特性を定量評価。

        細胞骨格の運動発現系

        細胞骨格と相補的に結合するモータータンパク質を使い、細胞骨格を動かすことが可能。

      • 利用可能な装置

        broken image

        蛍光顕微鏡 Nikon Ti2-E,

        蛍光染色した試料を観察する顕微鏡。細胞骨格が動く様子を静止画と動画で撮影可能。

        broken image
        全反射型蛍光顕微鏡 (TIRF)
        (Optline ReLIEF)

        ガラスなどの基板表面の蛍光標識試料のみを高解像度観察。従来TIRFよりも均一な視野で観察できる特殊仕様。

        broken image

        SPM/AFM SPA300HV

        タンパク質などの試料表面を非常に細い針でなぞることで、ナノメートルスケールの試料を超高解像観可能。

        broken image
        Formlabs Form3,
        3D printer

        レジンを硬化させるタイプの3Dプリンター。線幅0.025mmの高解像プリントが可能

      • 分子バイオアートによる小さな世界の視覚化表現の探求

        細胞や生体分子といった、目に見えない小さなスケールの世界を理解するのは簡単ではありません。そこで私たちは、最先端のVR技術やAI技術、イラスト・マンガ表現などを駆使して、この見えない世界を可視化し、より多くの人々が生命科学の美しさや奥深さに触れられるように努めています。私たちの研究は、科学とアートの融合を目指し、生命の不思議を探求する新しい窓を開くことで、科学の世界をもっと身近に、もっと親しみやすくできると期待されます。 

      • 学術雑誌の表紙作品・分子バイオアートギャラリー 

        Nano Letters誌表紙, 2024, 24, 35, 10790–10795
        broken image
        a
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
      • Toilet paper indicates actin filaments polymerizing at cell front. Smou wrestler is myosin.
        broken image
        ZIgzag pattern of gliding microtubules formed under cyclic stretching
        Active nematic of taxol stabilized microtubules polymerized by GTP
        RIng-shaped microtubule assemblies
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        Gliding microtubules over kinesin coated surface observed by IRM
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        Steampunk Molecular Chaperone, prototype
        Steampunk Molecular Chaperone, prototype
        Motility assay of 3D printed Steampunk Dynein along tubulin protofilament
        broken image
        broken image
        3D printing by using Silk Worm
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
        ACT48 drawn by Midjourney AI
        broken image
        broken image
        broken image
        broken image
      • Selected Papers

        broken image

        Surface Passivation of Norland Optical Adhesive Improves the Guiding Efficiency of Gliding Microtubules in Microfluidic Devices

        Inoue, D. 

        Nano Lett. 2024, 24, 35, 10790–10795

        broken image

        In Vitro Synthesis and Design of Kinesin Biomolecular Motors by Cell-Free Protein Synthesis

        Inoue, D.; Ohashi, K.; Takasuka, E. T.; Kakugo, A.

        ACS Synthetic Biology 2023, 12, 6, 1624-1631

        broken image

        Design X Bioinformatics: a community-driven initiative to connect bioinformatics and design

        Sommer, B.*; Inoue, D.; Baaden, M.

        Journal of Integrative Bioinformatics,2022,19

        broken image

        Monopolar flocking of microtubules
        in collective motion

        Afroze, F.†; Inoue, D.†; Farhana, T. I.; Hiraiwa, T.; Akiyama, R.; Kabir A. M. R.; Sada, K.; Kakugo, A.*
        (†Contribution equal)

        Biochemical and Biophysical Research Communications 2021, 563,73-78

        broken image

        Self-repair protects microtubules from destruction by molecular motors

        Triclin S.†, Inoue D.†​, Gaillard J., Htet Z. M., DeSantis M. E., Portran D., Derivery E., Aumeier C., Schaedel L., John K., Leterrier C., Reck-Peterson S. L., Blanchoin L.* & Théry M.* (†Contribution equal)

        Nature Materials 2021, 20,883-891

        broken image

        Mechanical stimulation‐induced orientation of gliding microtubules in confined microwells

        Inoue, D.; Kabir, A. M. R.; Tokuraku, K.; Sada, K.; Kakugo, A.

        Advanced Materials Interfaces 2020, 7, 1902013

        broken image

        Adaptation of patterns of motile filaments under dynamic boundary conditions

        Inoue, D.; Gutmann, G.; Nitta, T.; Kabir, A. M. R.; Konagaya, A.; Tokuraku, K.; Sada, K.; Hess, H.; Kakugo, A.

        ACS Nano 2019, 13, 12452-12460

        broken image

        Actin filaments regulate microtubule growth at the centrosome

        Inoue, D. †; Obino, D.†; Farina, F.; Gaillard, J.; Guerin, C.; Blanchoin, L.*; Lennon-Duménil, A. M.*; Théry, M.*

        The EMBO Journal 2019, e99630

        broken image

        Are microtubules tension sensors?

        Hamant*, O.; Inoue, D.; Bouchez, D.; Dumais, J.; Mjolsness, E.

        Nature Communications 2019, 10, 2369.

        broken image

        Construction of artificial cilia from microtubules and kinesins through a designed bottom-up approach

        Sasaki, R.; Kabir, A. M. R.; Inoue, D.; Anan, S.; Kimura, A. P., Konagaya, A.; Sada, K. and Kakugo, A.*

        Nanoscale 2018,10, 6323-6332

        broken image

        DNA-assisted swarm control in a biomolecular motor system

        Keya, J.; Suzuki, R.; Kabir, A. M. R.; Inoue, D.; Asanuma, H.; Sada, K.; Hess, H.*; Kuzuya, A.*; Kakugo, A.*

        Nature Communications 2018, 9, 453

        broken image

        Depletion force induced collective motion of microtubules driven by kinesin

        Inoue, D.; Mahemuti, B.; Kabir, A. M. R.; Farhana, T. I.; Tokuraku, K.; Sada, K.; Konagaya, A.; Kakugo, A.*

        Nanoscale 2015, 7, 18054-18061

        broken image

        High-resolution imaging of a single gliding protofilament of tubulins by HS-AFM

        Keya, J. J.†; Inoue, D.†; Suzuki, Y.; Kozai, T.; Ishikuro, D.; Kodera, N.; Uchihashi, T.; Kabir, A. M. R.; Endo, M.; Sada, K.; Kakugo, A.* (†Contribution equal)

        Scientific Reports 2017, 7, 6166

        broken image

        Sensing surface mechanical deformation using active probes driven by motor proteins

        Inoue, D.; Nitta, T.; Kabir, A. M. R.; Sada, K.; Gong, J.P.; Konagaya, A.; Kakugo, A.*

        Nature Communications 2016, 7, 12557

        broken image

        Other publications are available here

      • Lab Member

        broken image

        Daisuke Inoue, (Lab PI)

        Assistant Professor

        CV

      • 2024年度メンバー

        2024年メンバー
        April 22, 2024
        学部4年生 ・佐野開音 ・末松春樹  
      • Contact

        〒815-8540 福岡県福岡市南区塩原4-9-1 九州大学大橋キャンパス3号館605号室
        (+81) 92-553-4431
        (+81) 92-553-4431
        dinoue1@design.kyushu-u.ac.jp
      • Related labs

        broken image

      © 2019

      Terms & Conditions
        Cookie Use
        We use cookies to ensure a smooth browsing experience. By continuing we assume you accept the use of cookies.
        Learn More