生物物理工学分野（中村(修)研究室）

About关于研究室

微生物の運動の仕組みを、物理で探る。

中村研究室は、バクテリアなどの微生物が、粘性と熱揺らぎが支配する微小な流体環境でどのように運動するのかを研究しています。
主な題材は、バクテリアの運動を司る、直径45ナノメートルの回転分子モーター「べん毛」です。
高精度なイメージング技術や光ピンセットなどを使い、ミクロスケールのエネルギー変換や同期現象、細胞の機械的な性質を調べています。
AIを使った画像解析で、病原菌による感染の研究にも取り組んでいます。

Research研究课题

この研究室は、バクテリアなどの微生物が、粘性と熱揺らぎが支配する微小な流体環境で効率よく運動する物理的な原理を調べています。べん毛モーターを題材に、イメージングや光ピンセット、AIを使った画像解析で、生命現象を計測しています。

※示意图

生体分子モーターのエネルギー変換↗

バクテリアのべん毛という回転分子モーターを題材に、高精度なイメージングでミクロスケールのエネルギー変換の仕組みを調べています。得られた知見は、マイクロマシンの設計やドラッグデリバリーシステムの開発への展開を目指しています。

※示意图

低レイノルズ数領域の同期現象↗

微生物の運動や繊毛の動きに見られる流体力学的同期に注目しています。近接したバクテリアのべん毛が断続的に同位相で同期することを示し、流体力学モデルともよく一致しました。

※示意图

光ピンセットによる計測と制御↗

光ピンセットでつかんだ生体試料に局所的な流体力を加え、その応答を解析します。細胞や生体材料の機械的強度や微視的な物性を明らかにし、バクテリア1細胞の遊泳力や細胞剛性も評価できます。

※示意图

AI画像解析による感染症研究↗

背景差分法などの画像解析で、培養細胞に感染させた病原菌を無標識で検出します。データサイエンスと生命科学をつなぎ、感染機構の解明や迅速な診断、創薬支援の基盤となる技術を築くことを目指しています。

Voices学长学姐的评价

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