'11 セミナー日程表

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吉川研究室主催

Time 3/9(Fri.) 16:00-17:30
Place 理学部5号館413号室 (Kyoto Univ. Science Bldg. V, Rm. 413)
Speaker Dr. Guo Kunkun
Affiliation Fukui Institute for Fundamental Chemistry, Kyoto University
Title Actin polymerization and depolymerization coupled to random hydrolysis: BrownianDynamics simulations
Abstract Actin polymerization is coupled with adenosine triphosphate (ATP) hydrolysis into adenosine diphosphate (ADP) and inorganic phosphate (Pi) release, and then actin protomers attain three different states corresponding to a bound ATP, ADP/Pi, and ADP molecule. A single filament allowed to assemble in a bath of constant concentration of free ATP-actin monomers,, is studied by Brownian dynamics simulation. When the ATP-actin concentration is between the critical concentration of the barbed and pointed end, actin filament is located in a state of 'treadmilling'. The main propose in the present study is to provide the non-equilibrium description of actin filament. The phenomenological relations are addressed between waiting times, treadmilling flux and growth flux. We also find that global fluxes, such as growth flux, ATP cleavage flux and Pi release flux, are closely concerned with spatial patterns of protomer domains and domain boundary, such as ATP-actin and ADP/Pi-actin c aps at both filament ends.
Time 3/9(Fri.) 10:30-12:00
Place 理学部5号館401号室 (Kyoto Univ. Science Bldg. V, Rm. 401)
Speaker 金野智浩 准教授
Affiliation 東京大学 大学院工学系研究科バイオエンジニアリング専攻 特任准教授
Title 細胞親和性リン脂質ポリマーからなる自発形成—解離型ハイドロゲル「 セルコンテナー」による細胞工学の展開
Abstract 生体細胞を常温、常圧、中性の環境下で細胞活性を保持したまま可逆的に固定化する ことができるポリマーハイドロゲルを創製した。リン脂質ポリマー[2−メタ クリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)ポリマー]は生体成分との相互作 用が極めて弱く、埋め込み型人工心臓などの表面修飾に利用されている。また、MPC ポリマーで修飾した培養器材では、炎症反応や異物認識反応など細胞工学を展開する 上で好ましくない細胞反応を惹起することがないことが明らかにされており、胚様体 などのスフェロイド形成用の器材に利用されている。このMPCポリマーの細胞親和性 を三次元環境に拡張することで細胞材料を三次元に可逆的に固定化することで細胞材 料を安全に保持および輸送するためのハイドロゲル(セルコンテナー)を提案した。 本セミナーではポリマーの分子設計から系統的に研究展開してきたセルコンテナーに よる細胞固定化および固定化細胞の機能について紹介する。
Time 2/28(Tue.) 16:00-17:30
Place 理学部5号館第二講義室 (Kyoto Univ. Science Bldg V, North Bldg, #2 Lecture Room)
Speaker 野々村 美宗 准教授
Affiliation
Title ヘレンケラー問題〜手触りによる水認知のメカニズム〜
Abstract 水の手触りは魅力的である。ヘレンケラーは、少女だったころ、その素晴らし さを瞬時に感じたという。われわれはヒトが固体基板上の水に触れた時の指の動 きを高速カメラで観察すると同時に、指に加わる力学的刺激を評価した。その結 果、水の手触りの特徴は「キュキュッと感」であり、これは摩擦抵抗の周期変動 に起因することが明らかになった。また、ヒトが指で水をガラス板に塗布する過 程では、皮膚表面に重力加速度の約7倍の加速度をともなった摩擦刺激が加わった。 この刺激が触覚受容器を発火させる様子はコンピュータシミュレーションによって見 積もった。さらに超音波振動子を用いた力覚呈示装置によりガラス板上に水を塗布し た時に指に加わる力学的刺激を再現した。本研究の成果はバーチャルリアリティシス テムやロボットの開発だけでなく、化粧品、繊維など幅広い工学の分野で注目されて いる。
Time 2/17(Fri.) 10:30-12:00
Place 理学部5号館401号室 (Kyoto Univ. Science Bldg. V, Rm. 401)
Speaker 長谷川 博 先生
Affiliation
Title 化学反応方程式の同定・制御および帰納的熱力学の構成
Abstract アブストラクト:粒子フィルタ(逐次モンテカルロ法)はシミュレーションに 基づく複雑なモデルの推定法である。粒子フィルタ(逐次モンテカルロ法)を用いて 化学振動時系列データから化学反応方程式を、 高い精度で同定し統計制御する研究について紹介する。 具体的には、近年Adachi-Washio-Motodaによって提唱された 粒子フィルタ(逐次モンテカルロ法)を用いた微分方程式推定法を用いた。 pH振動反応のBFS反応の測定時データから Rabai-Kaminaga-Hanazaki モデルを拡張した 化学反応方程式系を、高い精度で同定した。 相空間の一点の振動データから推定された化学反応方程式を用いて 定常・振動の相図の全体の再現にほぼ成功した。 データ解析からの帰納的熱力学の構成についてもコメントする。
Time 2/2(Thu.) 11:00-12:30
Place 理学部5号館413号室 (Kyoto Univ. Science Bldg. V, Rm. 413)
Speaker Dr. Yongjun Chen
Affiliation
Title Quasi-logarithm law in macroscopic dewetting precipitation pattern
Abstract Pattern formation by deposition of nonvolatile components via evaporation of solvent from a thin solution has been recognized as a unique method for the surface treatment to fabricate a regular pattern, and a potential application of such self-organized patterns has been recognized for constructing device-oriented structures. When a droplet of such solution is dried on a solid substrate, often left is a concentric precipitation pattern through the stick-slip motion of the contact line. In this talk, we will demonstrate a periodic precipitation pattern emerged from a drying meniscus via evaporation of a polystyrene solution in a Petri dish. It appeared a quasi-logarithmic spacing relation in the pattern as a result of stick-slip motion of the contact line towards the wall. A model based on the dynamics of the evaporating meniscus is discussed.
Time 1/30(Mon.) 16:00-17:30
Place 理学部5号館401号室 (Kyoto Univ. Science Bldg. V, Rm. 401)
Speaker Prof. Wenbing Hu
Affiliation Department of Polymer Science and Engineering, State Key Laboratory of Coordination Chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China
Title Collapse transition of a single multiblock copolymer in the selective solvent
Abstract In this talk, i will present our Wang-Landau Monte Carlo simulations of a single multiblock copolymer performing collapse transition in the selective solvent. The results showed that, 1) each insoluble block first undergoes an intra-block collapse transition over the theta point, yielding a “peal-necklace” structure without sacrificing coil sizes; 2) the inter-block collapse transition then occurs at temperatures below the theta point, leading to an apparent decrease of coil sizes; 3) all the collapsed blocks gradually merge into one large globule surrounded with a corona of soluble loops, namely, a flower-like micelle. The inter-block collapse transition suspended below the theta point will be discussed.
Time 1/25(Wed.) 13:30-15:00
Place 理学部5号館北棟第二講義室 (Kyoto Univ. Science Bldg V, North Bldg, #2 Lecture Room)
Speaker 岩見 真吾准教授 (Assoc. Prof. Shingo Iwami)
Affiliation 九州大学理学部生物学科 数理生物学教室
Title 計算ウイルス学・免疫学の展開 -多階層疫学モデルを例に-
Abstract ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1)は世界的大流行(パンデミック)を引き起こしているグループM (HIV-1 M)と、西・中央アフリカでの局地的流行にとどまっているグループO(HIV-1 O)に大別さ れる。しかし、どちらのHIV-1も同一の起源から進化したにも関わらず、2グループの流行に差が生じ た理由は未だ明らかになっていない。一方、細胞由来タンパク質tetherinが,HIV-1感染細胞から産 出されたウイルス粒子を繋留し、ウイルス粒子の放出を抑制することが近年明らかになった。また、 HIV-1のコードするタンパク質であるVpuは、tetherinのウイルス繋留能を抑制する機能を持つことも 明らかになった。ここで、興味深いことに、初めに記したパンデミックを起こしているHIV-1 MのVpu には抗tetherin能がある一方で、局地的流行にとどまっているHIV-1 OのVpuにはその機能がない。従 って、これらのことから、HIV-1の流行にVpuの抗tetherin活性が影響していることが予想される。
そこで本研究では、数理モデルとウイルス感染実験を組み合わせることで、Vpuによる抗tetherin活 性の差異がHIV-1伝播の効率に与える影響を多階層的(個体内・個体間・個体群内)に調べた。解析 の結果、野生型HIV-1は、変異型 HIV-1(Vpu欠損HIV-1)に比べて、ウイルス産生率が約1.65倍高く なっていることが明らかになった。これは、標準的なHIV-1感染者において、ウイルス学的セットポ イント(無症候期間における定常的なウイルス量)が約2.68倍異なることに対応し、個体間における HIV-1の伝播効率が約2.35倍異なることを意味している。すなわち、HIV-1がVpuを獲得し、抗tetherin 活性を持つことで、(Kermack-McKendrickモデルの観点で)個体群内における基本再生産数を約2.35 倍増加させていたことが分かった。
本結果から、HIV-1 Oが局地的な流行に留まり、HIV-1 Mが世界的に流行した理由の1つとして「Vpu の抗tetherin活性の有無による基本再生産数の違い」が挙げられる。
Time 1/18(Wed.) 15:00-16:30
Place 理学部5号館北棟第二講義室 (Kyoto Univ. Science Bldg V, North Bldg, #2 Lecture Room)
Speaker Prof. Valentina V. Vasilevskaya
Affiliation Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Title POLYELECTROLYTE COMPLEXES CONSISTING OF MACROMOLECULES WITH VARIED STIFFNESS AND DIFFERENT AFFINITY TO SOLVENT.
Abstract We study interpolymer complexes formed by oppositely charged macroions having equal total charge and study influence of different factors on the structure of such complexes. We consider the interpolymer polyelectrolyte complexes consisting of macromolecules having different affinity to solvent and different density of ionic groups along the chain. It was proposed that complexes of such macromolecules have a core-shell structure. The inner part of complex contains monomer units of both macromolecules, while exterior part consists exclusively of monomer units of hydrophilic macromolecules. With such complex organisation, the external charged hydrophilic shell effectively protects the complex from precipitation and fusion with other complex assemblies. Increasing salt concentration causes changes in the structure of complex particles. The interpolymer complexes preserve their structure and size till some a critical salt concentration , at which the complex rises sharply to a larger dimension. From this concentration, the macroions forming the interpolymer complex start to swell and fully separate at a salt concentration . After separation, the macroions coexist in solutions and with further increase of salt concentration reduce their sizes according to the screening of polyion charges by salt ions. We analyze structure of polyelectrolyte complexes consisting of two identical but oppositely charged macroions with varying chain stiffness. It was shown that two complex structures could arise depending on stiffness of constituent chains. Stiff chains are organized into “ladder” structure: chains are situated parallel to each other and monomeric units are involved into ionic pairs according to their position in the chain. Flexible chains form globular “scrambled egg” structure with disordered position of monomer units. Conformational transition between two structures proceeds as a phase transition.
Time 1/16(Mon.) 13:30-15:00
Place 理学部5号館265号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #265)
Speaker Mr. Konrad Gizynski
Affiliation
Title Feedback and teaching in reaction-diffusion information processing
Abstract Excitable chemical medium can be applied for information processing. All information processing executed by living organisms is based on chemistry. My PhD project is focused on increasing the flexibility of information processing with reaction-diffusion medium. We plan to design chemical computing systems that are able to modify their functions in the process of learning. In the project we will use Bielousov-Zhabotynski reaction as a computing medium. I am planning to design, build and program an experimental setup within which the state of computing medium can be analyzed. A set of cameras linked to a computer will process images of the medium in the real time. I will investigate different methods (local illumination, local change of electric field, local flows) of influencing the time evolution of the medium and write computer programs that control the applied stimuli. This feedback will be used as a training tool to teach the medium to perform a selected function. The design of training strategy will be based on procedures similar to those used in genetic programming. It is expected that obtained results will help to determine the structure of the medium for which the process of training can be performed in the most efficient way.
Time 1/13(Fri.) 10:30-12:00
Place 理学部5号館265号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #265)
Speaker 原田 慶恵教授 (Prof. Yoshie Harada)
Affiliation 京都大学 物質-細胞統合システム拠点(iCeMS)
Title 生体分子1個が働く様子を光学顕微鏡で見る
Abstract 個々の生体分子がどのようなメカニズムで機能しているのか、また、それらが生体内 でどのような時間的、空間的秩序で機能しているのかを明らかにすることが生命現象 の理解の本質である。最も直接的なアプローチは、生体分子が機能している様子を実 際に観察する方法である。水溶液中で機能する生体分子の観察には一般的には光学顕 微鏡が使われる。しかし、可視光を用いる光学顕微鏡の空間分解能は数百ナノメート ルなので、大きさがわずか数ナノメートルから数十ナノメートル程度しかない生体分 子を直接見ることはできない。そこで、我々は見たい分子に様々な目印をつけて、そ れを手がかりに分子の働く様子を観察している。光学顕微鏡で簡単に観察できる大き な目印(たとえば直径1マイクロメートルのプラスチックビーズ)を結合したり、蛍 光色素分子、蛍光性の粒子を結合し光らせることによって、今では比較的容易に1分 子観察ができるようになった。本講演では、1分子イメージング技術と、それらを使っ てこれまでに行った実験と、現在開発中の技術について簡単紹介する。
Time 12/26(Mon.) 13:00-14:30
Place 理学部5号館265号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #265)
Speaker 濱田 勉准教授 (Assoc. Prof. Tsutomu Hamada)
Affiliation 北陸先端科学技術大学院大学 マテリアルサイエンス研究科 バイオ機能・組織化領域
Title 相分離ベシクルの構造制御と物質相互作用
Abstract 細胞表面は、相分離したヘテロな脂質膜から成り、タンパク質などの物質分子 がダイナミックに相互作用する複合ソフトマター系である。我々は、生体機能に対 する、脂質膜ソフトマター界面の役割を理解するため、多成分脂質ベシクルの実 験研究を進めてきた。これまでに、膜張力や分子形状スイッチにより、膜面の相 分離構造が制御可能であることを見出している(Soft Matter 2011)。また、この 相分離した膜界面の特性が、様々な物質(コロイド、DNA、ペプチド)との相互 作用に与える影響について、最新の実験結果を基に議論したい。
Time 12/16(Fri.) 10:30-12:00
Place 理学部5号館401号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #401)
Speaker Dr. Subrata Majumder
Affiliation Department of Institute of Physics, Bhubaneswar, India
Title Bandgap Modification and Enhanced Bio-compatibility of Ion Beam Patterned TiO2 (110)Single Crystals
Abstract Titania (TiO2) has received enormous attention in photocatalytic, photovoltaic[1] and bio-sensor applications. However, due to its large bandgap the efficiency of TiO2 is limited within the visible region. Thus achieving narrower bandgap and high visible light absorption has become a critical issue for TiO2. In the present study[2] nano-dots on TiO2 (110) single crystal have been fabricated by ECR-Ar+ ion sputtering technique with fluence 1.5x1019 ions/cm2 in UHV. Nearly 5 times enhancement in absorbance of Visible light, ~5 times increase in luminescence and ~ 0.1 eV narrowing of bandgap are observed for the nano-dot patterned surfaces, in the absence of any dopant material. The XRD result also shows a blue shift of the crystal phases due to the formation of nano-dots on the TiO2 (110) surface. The XPS investigation indicates the presence of excess Ti3+ sites on the surface after the sputtering. This increased ionicity on the TiO2 (110) surface, after ion beam sputtering, are responsible for these observations. Sputtering can also create surface-vacancies which hold promise for becoming photoactive sites.
The patterned TiO2 surfaces are also used to study the interaction of DNA molecules with the patterned surfaces, which show effective conformational changes in the molecular structure and adsorbing kinetics. The increased ionicity helps in functionalizing the DNA molecules onto the TiO2 surfaces. The analysis and scaling studies displaying increased hydrophilicity through DNA attachment on TiO2 will also be discussed.
References:
[1] A. Fujishima, T. N. Rao, and D. A. Tryk, J. Photochem. Photobiol. C 1, 1,(2000).
[2] Subrata Majumder, D. Paramanik, V. Solanki, B. P. Bag, and Shikha Varma, Appl. Phys. Lett. 98,053105(2011), Appl.Surf. Sci (2011).
Time 11/30(Wed.) 12:45-13:45
Place 理学部5号館115号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #115)
Speaker 栗田 弘史助教 (Dr. Hirofumi Kurita)
Affiliation 国立大学法人 豊橋技術科学大学 大学院工学研究科 環境・生命工学系 先端環境技術分野 静電気応用研究室
Title 大気圧プラズマによる環境浄化と1分子DNA解析技術
Abstract 私共の研究室では静電気・高電界現象を用いた環境浄化技術や、1分子DNAの操作・計測などの研究を進めている。 環境浄化技術として力を入れている課題のひとつがディーゼル排ガス浄化技術で、電気集塵によるディーゼル微粒子捕集や大気圧放電プラズマによるNOx処理などの要素技術の開発を行っている。 一方で静電気力や光ピンセットなどを用いた1分子DNAの操作・計測技術や、微小液滴を用いた反応制御の研究も進めている。 一見関係のない内容に見える研究であるが、例えば近年「プラズマ-バイオ融合研究」が盛んになりつつあり、これまでの双方の研究の蓄積を生かした融合研究を進めている。 本セミナーでは、特に大気圧放電プラズマによる殺菌・ウイルス不活化メカニズムの解析と、プラズマジェットによるDNA損傷の1分子DNA計測について紹介したい。併せて油中微小液滴の制御とその応用についても触れる。極めて雑駁な内容となるが、本研究室で行っている研究の一端をご紹介させていただければ幸いである。
Time 10/28(Fri.) 10:30-12:00
Place 理学部5号館401号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #401)
Speaker 金田 昌之准教授 (Assoc. Prif. Masayuki Kaneda)
Affiliation 大阪府立大学大学院工学研究科 機械系専攻伝熱工学研究グループ
Title 高分子溶液の薄膜形状に影響を及ぼす要因の解明と液滴内の移動現象
Abstract インクジェット法などで見受けられる高分子溶液からの成膜では,薄膜形状の制御が 重要となっており,いわゆるコーヒーステイン形状をいかに予防するかが焦点となっ ています.このような膜形状は蒸発過程における液滴内の物質移動に支配されるため, 各種溶液物性がリングステインの生成に及ぼす影響を実験から検討し,かつ簡単な流 動解析モデルで移動現象論から考察した事例を紹介します.さらに,表面張力により 液滴内に流動を誘起することで薄膜形状を制御できることを示し,その際に意図しな かった液滴の移動についても取り上げたいと思います.
Time 10/14(Fri.) 15:00-16:30
Place 理学部5号館413号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #413)
Speaker Prof. Gerald H. Pollack
Affiliation Department of University of Washington, Seattle
Title The Secret Life of Water: E = H2O
Abstract School children learn that water has three phases: solid, liquid and vapor. But we have recently uncovered what appears to be a fourth phase. This phase occurs next to water-loving (hydrophilic) surfaces. It is surprisingly extensive, projecting out from the surface by up to millions of molecular layers.
Of particular significance is the observation that this fourth phase is charged; and, the water just beyond is oppositely charged, creating a battery that can produce current. We found that light recharges this battery. Thus, water can receive and process electromagnetic energy drawn from the environment — much like plants. The absorbed light energy can then be exploited for performing work, including electrical and mechanical work. Recent experiments confirm the reality of such energy conversion.
The energy-conversion framework implied above seems rich with implication. Not only does it provide an understanding of how water processes solar and other energies, but also it may provide a foundation for simpler understanding natural phenomena ranging from weather and green energy all the way to biological issues such as the origin of life, transport, and osmosis.
The lecture will present evidence for the presence of this novel phase of water, and will consider the potentially broad implications of this phase for physics, chemistry and biology, as well as some practical applications for engineering.
Time 10/7(Fri.) 10:30-12:00
Place 理学部5号館413号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #413)
Speaker 辻井 薫氏 (Mr. Kaoru Tujii)
Affiliation
Title 自己組織的に形成される超撥水性フラクタル構造表面
Abstract ある種のワックスが融液から結晶化する時、自己組織(自発)的にフラクタル構造の表面を形成する。 このフラクタル表面は、究極の凹凸構造であるが故に濡れが強調され、接触角が174°という超撥水性 を示す。この超撥水性能は、発表から10年間世界記録であった。
この自己組織的フラクタル構造形成のメカニズムを検討した。その結果、次の条件を満たすワックスが フラクタル表面を形成することが分かった。融液から結晶化する時、先ず準安定な結晶となり、その後 熱力学的に安定な結晶へと転移する。この転移の過程でフラクタル表面が形成される。この条件を満た すワックスとして、アルキルケテンダイマー、トリグリセリド、ジグリセリドがある。
ワックスの結晶化以外にも、陽極参加アルミニウム表面、電解酸化重合法によるポリアルキルピロール 膜の表面などが、フラクタル構造となり、超撥水性を示すことが分かった。
Time 10/6(Thu.) 15:00-16:30
Place 理学部5号館413号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #413)
Speaker 陣内 浩司教授 (Prof. Kouji Jinnai)
Affiliation 科学技術振興機構 ERATO 高原ソフト界面プロジェクト 技術参事(グループリーダー兼任)
九州大学 先導物質化学研究所・分子集積化学部門 特任教授
九州大学 九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所 WPI教授(兼任)
東北大学 原子分子材料科学高等研究機構(WPI-AIMR) 連携教授(兼任)
Title 高分子ブロック共重合体の自己秩序化過程と3次元ナノ構造
Abstract 異種の高分子が連結された「ブロック共重合体」は、相分離により規則的な秋期構造を自発的に形成 することはよく知られている。本講演では、多成分ブロック共重合体について、その形態や転移過程 を電子線トモグラフィー法により観察し解析した結果について報告する予定である。
Time 9/30(Fri.) 15:00-16:30
Place 理学部5号館401号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #401)
Speaker Prof. Chwen-Yang Shew
Affiliation Department of Chemistry College of Staten Island, City University of New York Staten Island
Title ‘Theoretical studies of the spectra of spin echo small angle neutron scattering:Structure of simple fluids
Abstract It has been a great challenge to characterize aggregates and large particles with small angle neutron scattering because scattering signals needed to unveil their structures appear at very small angles that require high resolution instruments to resolve scattering spectra. Such an instrumental setup indeed causes tremendous signal losses and forbids accurate measurements. To this end, a novel spin-echo small angle neutron scattering method (SESANS) based on polarized neutrons has been developed, from which the spatial correlation between molecules in real space can be obtained. The method provides a new means for characterization of aggregates or other large particles. However, interpretation of SESANS data remains difficult due to its intrinsic mathematical complexities. In this talk, I will briefly introduce our new algorithm for calculation of theoretical SESANS spectra by using computer simulations. This algorithm is applicable to different particle geometries and interaction potentials, and is rigorously tested with integral equation theory via hard-sphere liquid model. Our simulations also show that the characteristic feature of SESANS spectra can be exploited to discern attractive and repulsive interaction between particles. Furthermore, I will discuss about our recent model studies to elucidate the effect of particle interactions on the spectral features of SESANS.
Time 8/24(Wed.) 13:30-15:00
Place 理学部5号館413号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #413)
Speaker 柳尾 朋洋氏 (Dr. Tomohiro Yanao)
Affiliation 早稲田大学 基幹理工学部 機械科学・航空学科
Title らせんのキラリティに由来するDNAの非対称な変形特性と相互作用
Abstract らせんを基本構造とする生体高分子は数多く存在する。らせんには右回り・ 左回りのキラリティがあり、多くの生体高分子は、このキラリティに由来 する非対称な変形特性と相互作用を利用して、効率的に凝集や自己組織化 を行っている可能性がある。本発表では、代表的ならせん状高分子である DNAに焦点を合わせ、DNAの2重らせん構造に由来する以下のような非対 称な変形特性と相互作用を、理論と数値解析をもとに報告する。

(1) DNAの引張りと曲げに対する非対称な捩れ応答
(2) DNA同士がよじれる際の「左」よじれへの指向性
(3) DNAがコアに巻き付く際の「左」巻きへの指向性
(4) DNAとキラリティをもつコアとの選択的な相互作用
(5) DNAの巻き付き構造の集合体におけるキラリティの発現

以上のようなDNAの非対称な変形特性と高次構造におけるキラリティの発現 は、DNAがクロマチンのような階層的折り畳み構造を組織化する上で重要な 役割を果たしているものと期待している。
Time 7/26(Tue.) 15:30-17:00
Place 理学部5号館235号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #235)
Speaker 藤原 進准教授 (Prof. Susumu Fujiwara), 黒沢 勇作氏 (Mr. Yusaku Kurosawa)
Affiliation 京都工芸繊維大学 大学院工芸科学研究科 高分子機能工学部門
Title 単一屈曲−半屈曲ジブロックコポリマーの折り畳み転移のブラウン動力学シミュレーション: ブロック長比の効果
Abstract 単一の屈曲性高分子鎖は良溶媒中でコイル状態をとるが、貧溶媒条件下ではコイル状態からグロ ビュール状態に折り畳むことが知られている。また、半屈曲性高分子単分子鎖の折り畳み転移に 関するシミュレーション研究により、折り畳み構造としてロッドとトロイドの2種類が報告され た。さらに、屈曲ブロックと半屈曲ブロックからなる単一ジブロックコポリマーの折り畳み転移 に関するシミュレーション研究により、ブロック長比が1:1のコポリマーでは、安定な折り畳 み構造として土星型のコアシェル構造をとることが報告された。本研究では、ブロック長比の異 なる屈曲−半屈曲ジブロックコポリマーのブラウン動力学シミュレーションを実行した。その結 果、屈曲ブロックに比べ半屈曲ブロックが長い分子において、屈曲コア全体を半屈曲鎖が覆う卵 型のコアシェル構造が新たに得られた。また、準安定構造として、半屈曲ブロックによるロッド やトロイドの内部にグロビュール状の屈曲ブロックが取り込まれた構造が出現した。
Time 7/15(Fri.) 10:30-12:00
Place 理学部5号館401号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #401)
Speaker 今村 拓也准教授 (Prof. Takuya Imamura)
Affiliation 京都大学理学研究科生物科学専攻gCOE(生物多様性学)
Title プロモーター非コードRNAによるエピゲノム制御と遺伝子活性化
Abstract げっ歯類と霊長類は、ほぼ共通のコード遺伝子セットを有しながら、脳には明らかな機能的差異が存在する。我々は動物種特異的非コードRNA(ncRNA)を網羅的に取得し、ncRNAを介した遺伝子転写制御機構とその生物多様性を解析しており、その成果の一部をここに紹介したい。マカクザルとマウスの大脳皮質を用いて、遺伝子発現制御領域であるプロモーター領域から発現するpromoter-associated ncRNA (pancRNA)の同定を試みたところ、マカクザルで約400種、マウスで約200種存在することが分かった。マカクザルで発現量が高い上位10種のpancRNAのうち、6種もがマカクザル特異的なものであったことから、種を超えて保存されたRNAの発現量が必ずしも高いのではなく、種間で多様なRNAにも生物活性が期待できることが想定された。この6種のうち4種のpancRNAの鋳型は、旧世界ザル特異的な挿入に由来することが示唆された。培養細胞を用いて、pancRNAを有する遺伝子プロモーターの活性測定を行ったところ、挿入DNA自体は転写制御に影響しないが、そのDNAをメチル化すると転写抑制に働くことが分かった。DNAメチル化を介して抑えられていたプロモーター活性は、pancRNAとDNAグリコシラーゼの共発現により再び上昇したことから、DNA-RNAハイブリッド形成が転写抑制ではなく、DNA修飾変換を介して転写の“活性化”を実行している可能性も考えられる。本セミナーでは、ncRNAによる遺伝子転写活性化がもたらす生物・物理・化学的インパクトについて広く議論できれば幸いである。
Time 7/1(Fri.) 10:30-12:00
Place 理学部5号館401号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #401)
Speaker 蔵本 由紀教授 (Prof. Yoshiki Kuramoto)
Affiliation 京都大学数理解析研究所客員教授/京都大学名誉教授
(Kyoto University Research Institute for Mathematical Sciences)
Title 非線形性の困難を越える試みについて
Abstract 非線形システムは常に数学的困難を伴っている。しかし、散逸系における非線形現象に関して言えば、 この困難に対処するために人々が案出した一般的処方は、少なくとも基本的な考え方においては驚く ほど単純である。非本質的な技法の発展による外見上の華やかさや複雑さによってこの事実が見えに くくなっているだけである。本セミナーでは、関連分野の歴史を振り返りながら、私的経験も織り交 ぜつつ、この事実を明らかにしたい。特に、非線形振動子系の理論に焦点を当て、この「驚くほど単 純な」アイディアが及ぶ射程がどれほどのものであるかを考察したい。
Time 6/17(Fri.) 10:30-12:00
Place 理学部5号館401号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #401)
Speaker 米田 誠治氏 (Dr. Seiji Komeda)
Affiliation 鈴鹿医療科学大学薬学部 機器分析学研究室
Title 次世代白金制がん剤の創薬研究
Abstract 現在承認されている医薬品の99%以上が有機化合物に由来するものであり、含金属化合物が臨床使用されるのは非常に稀である。 しかしながら、1960 年代に白金(II)単核錯体であるシスプラチンの制がん活性が見いだされたことをきっかけに、含金属化合物の医薬品への応用研究が精力的になされるようになった。 シスプラチンは現在でも最も広く用いられている制がん剤の一つであり、その制がん効果はDNA との共有結合性付加物の形成に起因すると考えられている。我々は化学療法に対して感受性が低い腫瘍に特に有効な白金制がん剤の開発を念頭に、アゾラト架橋白金(II) 二核錯体([{cis-Pt(NH3)2}2(μ-OH)(μ-azolato)]2+)の分子設計を行い、これらの錯体の創薬基盤を構築した[1]。そして、ごく最近、すい臓がん移植ヌードマウス実験において、顕著なin vivo 腫瘍抑制効果を発揮する白金錯体を見出すことが出来た[2]。また、これらの創薬研究と平行して、標的分子であるDNAと制がん白金錯体との相互作用様式をNMR[3]やX線結晶解析[4, 5]を用いて明らかにし、相互作用様式と制がん活性との関連について調べている。
[1] S. Komeda, M. Lutz, A. L. Spek, Y. Yamanaka, T. Sato, M. Chikuma, J. Reedijk, J Am Chem Soc 2002, 124, 4738.
[2] S. Komeda, Y. L. Lin, M. Chikuma, Chemmedchem 2011, 6, 987.
[3] S. Teletchea, S. Komeda, J. M. Teuben, M. A. Elizondo-Riojas, J. Reedijk, J. Kozelka, Chemistry 2006, 12, 3741.
[4] S. Komeda, T. Moulaei, K. K. Woods, M. Chikuma, N. P. Farrell, L. D. Williams, J Am Chem Soc 2006, 128, 16092.
[5] S. Komeda, T. Moulaei, M. Chikuma, A. Odani, R. Kipping, N. P. Farrell, L. D. Williams, Nucleic Acids Res 2011, 39, 325.

Time 6/10(Fri.) 10:30-12:00
Place 理学部5号館401号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #401)
Speaker Prof. Alokmay Datta
Affiliation Applied Material Science Division, Saha Institute of Nuclear Physics, India
Title ‘Solid’ and ‘Liquid’ Amphiphilic Films And Their‘Wetting’ and ‘De-wetting’
Abstract Langmuir monolayers and Langmuir-Blodgett multilayers have been studied for about a century but there are many surprises left in their growth and behaviour, in particular, mechanical properties. In the particular group of monolayers and multilayers having amphiphilic fatty acids bearing divalent metals, the behaviour changes from ‘solid’ like to ‘liquid’ like as the specific choice of metal changes the carboxylate co-ordination from unidentate to bidentate. This can be explained by the presence or absence of long-range forces due to the presence or absence of dipole moment in that particular co-ordination.
This behaviour also changes the spatial distribution of surface energy, to affect the wetting and de-wetting of fatty acid bearing one metal on the surface of a film of the same fatty acid bearing another metal. In specific cases, this leads to the self-assembly of highly ordered nanocrystals of organic materials that are smectic liquid crystals under the same conditions in bulk.
Time 6/8(Wed.) 13:30-15:00
Place 理学部5号館北棟第一講義室 (Kyoto Univ. Science Bldg V, North Bldg, #1 Lecture Room)
Speaker 青木 一生教授 (Prof. Kazuo Aoki)
Affiliation 京都大学 大学院 工学研究科 機械理工学専攻 流体理工学講座 分子流体力学分野
(Dept. of Mechanical Engineering and Science, Graduate School of Engineering, Kyoto Univ.)
Title マイクロ流路を流れる気体流に対する拡散型モデル
Abstract マイクロスケール流路内の気体(あるいは通常のスケールの流路内の低圧気体)の挙動に対しては, 通常の流体力学は適用できず,気体分子運動論による解析が必要になる.その基礎方程式はボルツマ ン方程式であるが,その複雑さのため,それを直接用いてこれらの流れを解析・数値解析するのは容 易ではない.しかし実際の問題では,マイクロスケール流路はその幅に比べて長さが長いことが少な くない.この場合には,ボルツマン方程式の系統的漸近解析により,流路に沿っての気体の密度分布 および気体の流量を記述する簡単な拡散型モデルを導くことができる.その解析の大まかな筋道およ び拡散型モデルの応用例(クヌーセンポンプなど)について述べる.
Time 5/18(Wed.) 16:30-18:00
Place 理学部5号館415号室 (Dept. Sci. Build. #5, Room #415)
Speaker Dr. Marcel H;oumlrning
Affiliation Kyoto University, Graduate School of Science, Laboratory of Dissipative and Life Physics
Title Rigidity-matching of cell-substrate interaction acts resonantly leading to enhancement of the stability of cardiac conduction system.
Abstract The biomechanical interactions between cells and extracellular environments dynamically modulate the physiological tissue behavior in living body such as seen in the tissue maintenance and remodeling. Substrate-induced modulation of synchronized beating in cultured cardiomyocyte tissue was systematically characterized on elasticity-tunable substrates to elucidate the effect of biomechanical-coupling. We have discovered that myocardial conduction is resonantly enhanced when the rigidity of the cell culture environment matches cell membrane rigidity well. Both, stability of spontaneous target wave activity and calcium instabilities in high frequency-paced tissue were independently shown to be enhanced with a marked peak when cell substrate and cell membrane show rigidities of 11kPa. Rigidity-matching in cell-substrate interactions is reported to critically affect the behavior of synchronized beat in cardiomyocyte-ensembles, implying the essential manner of biomechanical-coupling of in-vivo tissue as a dynamical systems.

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