所属
大学院工学研究科 生命分子工学専攻 分子生命化学 助教
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 化学生命工学科
職名
助教
外部リンク
ムラヤマ ケイジ
村山 恵司
MURAYAMA Keiji
学位 1
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博士（工学） （ 2015年3月 名古屋大学 ）
研究キーワード 5
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分子ロボティクス
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光応答性
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人工核酸
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ケミカルライゲーション
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XNA
研究分野 3
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自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理
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ライフサイエンス / 生物有機化学
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ナノテク・材料 / ケミカルバイオロジー
現在の研究課題とSDGs 3
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化学ライゲーションを利用した人工生命・原始生命に関する研究
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人工核酸を利用した高機能ツールの開発
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新規人工核酸XNAの開発
経歴 3
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名古屋大学 未来社会創造機構 ナノライフシステム研究所 助教
2020年1月 - 現在
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名古屋大学 工学研究科 助教
2016年2月 - 現在
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名古屋大学ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー 中核的研究機関研究員 研究員
2015年4月 - 2016年1月
国名：日本国
学歴 2
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名古屋大学 工学研究科
- 2015年3月
国名： 日本国
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名古屋大学 工学部
- 2010年3月
国名： 日本国
所属学協会 4
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高分子学会 会員
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日本化学会 会員
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光化学協会 会員
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日本核酸化学会
委員歴 4
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高分子学会東海支部 東海高分子研究会 庶務幹事
2022年4月 - 2023年3月
団体区分：学協会
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高分子学会東海支部 東海高分子研究会 ４月講演会幹事
2021年4月 - 2022年3月
団体区分：学協会
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高分子学会東海支部 東海高分子研究会 夏期合宿幹事
2018年4月 - 2019年3月
団体区分：学協会
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高分子学会東海支部 東海高分子研究会 １２月講演会幹事
2017年4月 - 2018年3月
団体区分：学協会
論文 47
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Nonenzymatic polymerase-like template-directed synthesis of acyclic l-threoninol nucleic acid 査読有り
Murayama Keiji, Okita Hikari, Kuriki Takumi, Asanuma Hiroyuki
NATURE COMMUNICATIONS 12 巻 ( 1 ) 2021年2月
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DNA Reaction System That Acquires Classical Conditioning 査読有り 国際共著
Nakakuki, T; Toyonari, M; Aso, K; Murayama, K; Asanuma, H; de Greef, TFA
ACS SYNTHETIC BIOLOGY 13 巻 ( 2 ) 頁： 521 - 529 2024年1月
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Highly Functional Acyclic Xeno Nucleic Acids 招待有り 査読有り
Murayama, K; Okita, H; Asanuma, H
BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN 96 巻 ( 10 ) 頁： 1179 - 1187 2023年10月
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Rapid Chemical Ligation of DNA and Acyclic Threoninol Nucleic Acid (aTNA) for Effective Nonenzymatic Primer Extension 査読有り
Okita Hikari, Kondo Shuto, Murayama Keiji, Asanuma Hiroyuki
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 145 巻 ( 32 ) 頁： 17872 - 17880 2023年7月
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Functionalization of acyclic xenonucleic acid with modified nucleobases 招待有り 査読有り
Murayama Keiji, Yamano Yuuhei, Asanuma Hiroyuki
POLYMER JOURNAL 55 巻 ( 7 ) 頁： 743 - 752 2023年7月
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Kinesin motors driven microtubule swarming triggered by UV light 査読有り
Ishii Satsuki, Akter Mousumi, Murayama Keiji, Kabir Arif Md Rashedul, Asanuma Hiroyuki, Sada Kazuki, Kakugo Akira
POLYMER JOURNAL 54 巻 ( 12 ) 頁： 1501 - 1507 2022年12月
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DNA Concentration Regulator That can be Driven for a Long Time 査読有り
Nakakuki Takashi, Murayama Keiji, Asanuma Hiroyuki
NEW GENERATION COMPUTING 40 巻 ( 2 ) 頁： 681 - 702 2022年7月
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Orthogonal Amplification Circuits Composed of Acyclic NucleicAcids Enable RNA Detection br 査読有り
Chen Yanglingzhi, Nagao Ryuya, Murayama Keiji, Asanuma Hiroyuki
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 144 巻 ( 13 ) 頁： 5887 - 5892 2022年4月
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Methyl group configuration on acyclic threoninol nucleic acids (aTNAs) impacts supramolecular properties 査読有り
Murayama Keiji, Kashida Hiromu, Asanuma Hiroyuki
ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY 2022年3月
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Unexpected Dissociation of Photoresponsive UV-ON DNA Carrying p-tert-Butyl Azobenzene under UV Light Irradiation 査読有り
Ishii Satsuki, Murayama Keiji, Sada Kazuki, Asanuma Hiroyuki, Kakugo Akira
CHEMISTRY LETTERS 51 巻 ( 3 ) 頁： 292 - 295 2022年3月
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Signal Amplification Circuit Composed of Serinol Nucleic Acid for RNA Detection 査読有り
Chen Yanglingzhi, Murayama Keiji, Asanuma Hiroyuki
CHEMISTRY LETTERS 51 巻 ( 3 ) 頁： 330 - 333 2022年3月
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Renewable DNA Proportional-Integral Controller with Photoresponsive Molecules
Tamba Masaaki, Murayama Keiji, Asanuma Hiroyuki, Nakakuki Takashi
MICROMACHINES 13 巻 ( 2 ) 2022年2月
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Xeno nucleic acids (XNAs) having non-ribose scaffolds with unique supramolecular properties 招待有り 査読有り
Asanuma Hiroyuki, Kamiya Yukiko, Kashida Hiromu, Murayama Keiji
CHEMICAL COMMUNICATIONS 2022年1月
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A Pyrene-Modified Serinol Nucleic Acid Nanostructure Converts the Chirality of Threoninol Nucleic Acids into Circularly Polarized Luminescence Signals 査読有り
Kashida Hiromu, Nishikawa Keiji, Ito Yuka, Murayama Keiji, Hayashi Ichiyo, Kakuta Takahiro, Ogoshi Tomoki, Asanuma Hiroyuki
CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 27 巻 ( 59 ) 頁： 14582 - 14585 2021年10月
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RNA以前に非環状型XNAがPre-RNAとして存在したか? 招待有り
浅沼 浩之, 沖田 ひかり, 村山 恵司
49 巻 頁： 9 2021年9月
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Design and Hybridization Properties of Acyclic Xeno Nucleic Acid Oligomers 査読有り
Murayama Keiji, Asanuma Hiroyuki
CHEMBIOCHEM 22 巻 ( 15 ) 頁： 2507 - 2515 2021年8月
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Dual Crosslinking Photo-Switches for Orthogonal Photo-Control of Hybridization Between Serinol Nucleic Acid and RNA 査読有り
Yamano Yuuhei, Murayama Keiji, Asanuma Hiroyuki
CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL 27 巻 ( 14 ) 頁： 4599 - 4604 2021年3月
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Light-Regulated Liquid-Liquid Phase Separation for Spatiotemporal Protein Recruitment and Cell Aggregation 査読有り
Ikeuchi Nao, Komachi Takuya, Murayama Keiji, Asanuma Hiroyuki, Maruyama Atsushi, Shimada Naohiko
ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES 13 巻 ( 4 ) 頁： 5652 - 5659 2021年2月
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Intrastrand backbone-nucleobase interactions stabilize unwound right-handed helical structures of heteroduplexes of L-aTNA/RNA and SNA/RNA 査読有り
Kamiya Yukiko, Satoh Tadashi, Kodama Atsuji, Suzuki Tatsuya, Murayama Keiji, Kashida Hiromu, Uchiyama Susumu, Kato Koichi, Asanuma Hiroyuki
COMMUNICATIONS CHEMISTRY 3 巻 ( 1 ) 2020年11月
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Photo-regulated trajectories of gliding microtubules conjugated with DNA 査読有り
Akter Mousumi, Keya Jakia Jannat, Kabir Arif Md Rashedul, Asanuma Hiroyuki, Murayama Keiji, Sada Kazuki, Kakugo Akira
CHEMICAL COMMUNICATIONS 56 巻 ( 57 ) 頁： 7953 - 7956 2020年7月
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A triplex-forming linear probe for sequence-specific detection of duplex DNA with high sensitivity and affinity 査読有り
Chen Yanglingzhi, Murayama Keiji, Kashida Hiromu, Kamiya Yukiko, Asanuma Hiroyuki
CHEMICAL COMMUNICATIONS 56 巻 ( 40 ) 頁： 5358 - 5361 2020年5月
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Incorporation of Pseudo-complementary Bases 2,6-Diaminopurine and 2-Thiouracil into Serinol Nucleic Acid (SNA) to Promote SNA/RNA Hybridization 査読有り
Kamiya Yukiko, Sato Fuminori, Murayama Keiji, Kodama Atsuji, Uchiyama Susumu, Asanuma Hiroyuki
CHEMISTRY-AN ASIAN JOURNAL 15 巻 ( 8 ) 頁： 1266 - 1271 2020年4月
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A Quencher-Free Linear Probe from Serinol Nucleic Acid with a Fluorescent Uracil Analogue 査読有り
Murayama Keiji, Asanuma Hiroyuki
CHEMBIOCHEM 21 巻 ( 1-2 ) 頁： 120 - 128 2020年1月
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8-Pyrenylvinyl Adenine Controls Reversible Duplex Formation between Serinol Nucleic Acid and RNA by [2+2] Photocycloaddition 査読有り
Murayama Keiji, Yamano Yuuhei, Asanuma Hiroyuki
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 141 巻 ( 24 ) 頁： 9485 - 9489 2019年6月
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cis-On/trans-Off of DNA Hybridization with Alkylthio-azobenzene on L-Threoninol Responding to Visible Light
Asanuma Hiroyuki, Ishikawa Teruchika, Yamano Yuuhei, Murayama Keiji, Liang Xingguo
CHEMPHOTOCHEM 3 巻 ( 6 ) 頁： 418 - 424 2019年6月
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Orthogonally Photocontrolled Non-Autonomous DNA Walker
Skugor Marko, Valero Julian, Murayama Keiji, Centola Mathias, Asanuma Hiroyuki, Famulok Michael
ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 58 巻 ( 21 ) 頁： 6948 - 6951 2019年5月
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The Use of Serinol Nucleic Acids as Ultrasensitive Molecular Beacons
Murayama Keiji, Kashida Hiromu, Asanuma Hiroyuki
NON-NATURAL NUCLEIC ACIDS: METHODS AND PROTOCOLS 1973 巻 頁： 261-279 2019年
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The DNA duplex as an aqueous one-dimensional soft crystal scaffold for photochemistry. 招待有り 査読有り
Asanuma, H.; Murayama, K.; Kamiya, Y.; Kashida, H.
Bull. Chem. Soc. Jpn. 91 巻 頁： 1739-1748 2018年12月
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Introduction of 2,6-Diaminopurines into Serinol Nucleic Acid Improves Anti-miRNA Performance
Kamiya Yukiko, Donoshita Yuka, Kamimoto Hiroshi, Murayama Keiji, Ariyoshi Jumpei, Asanuma Hiroyuki
CHEMBIOCHEM 18 巻 ( 19 ) 頁： 1917-1922 2017年10月
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D-aTNA Circuit Orthogonal to DNA Can Be Operated by RNA Input via SNA
Murayama Keiji, Nagao Ryuya, Asanuma Hiroyuki
CHEMISTRYSELECT 2 巻 ( 20 ) 頁： 5624-5627 2017年7月
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Antisense oligonucleotide modified with serinol nucleic acid (SNA) induces exon skipping in mdx myotubes 査読有り
Le Bao T., Murayama Keiji, Shabanpoor Fazel, Asanuma Hiroyuki, Veedu Rakesh N.
RSC ADVANCES 7 巻 ( 54 ) 頁： 34049-34052 2017年7月
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Design of photofunctional oligonucleotides by copolymerization of natural nucleobases with base surrogates prepared from acyclic scaffolds
Asanuma Hiroyuki, Murayama Keiji, Kamiya Yukiko, Kashida Hiromu
POLYMER JOURNAL 49 巻 ( 3 ) 頁： 279 - 289 2017年3月
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Effect of Methyl Group on Acyclic Serinol Scaffold for Tethering Dyes on the DNA Duplex Stability
Murayama Keiji, Asanuma Hiroyuki
CHEMBIOCHEM 18 巻 ( 1 ) 頁： 142-149 2017年1月
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天然に存在しない非環状構造の核酸アナログ-人工の非環状骨格で神の設計した環状骨格に挑む
村山恵司, 浅沼浩之
化学 71 巻 ( 3 ) 頁： 66-67 2016年3月
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Acyclic artificial nucleic acids with phosphodiester bonds exhibit unique functions 査読有り
H. Kashida; K. Murayama; H. Asanuma
Polymer J. 48 巻 頁： 781-786 2016年
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Strand-invading linear probe combined with unmodified PNA 査読有り
Aasanuma, H.; Niwa, R.; Akahane, M.; Murayama, K.; Kashida, H.; Kamiya, Y.
Bioorg. Med. Chem. 24 巻 頁： 4129-4137 2016年
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Visible Light-Triggered Crosslinking of DNA Duplex by Reversible [2+2] Photocycloaddition of Styrylpyrene 査読有り
Doi, T.; Kawai, H.; Murayama, K.; Kashida, H.; Asanuma, H.
Chem. Eur. J. 22 巻 頁： 267-273 2016年
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Acyclic L-Threoninol Nucleic Acid (L-aTNA) with Suitable Structural Rigidity Cross-pairs with DNA and RNA. 査読有り
Murayama, K.; Kashida, H.; Asanuma, H.
Chem. Commun. 頁： 6500-6503 2015年
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Ultra-Sensitive Molecular Beacon Designed with Totally Serinol Nucleic Acid (SNA) for Monitoring mRNA in Cell 査読有り
Murayama, K.; Kamiya, Y.; Kashida, H.; Asanuma, H.
ChemBioChem 頁： 1298-1301 2015年
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Azobenzene C-nucleosides for photo-controlled hybridization of DNA at room temperature 査読有り
Goldau, T.; Murayama, K.; Brieke, C.; Asanuma, H., Heckel, A.
Chem. Eur. J. 頁： 15974-15980 2015年
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Reversible photoswitching of RNA hybridization at room temperature with an azobenzene C-nucleoside. 査読有り
Goldau, T.; Murayama, K.; Brieke, C.; Steinwand, S.; Mondal, P.; Biswas, M.; Burghardt, I.; Wachtveitl, J.; Asanuma, H.; Heckel, A.
Chem. Eur. J. 頁： 6500-6503 2015年
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新規人工核酸SNAを用いたRNAイメージング
樫田啓, 村山恵司, 浅沼浩之
生体の科学 66 巻 ( 2 ) 頁： 145-150 2015年
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Enhancement of stability and activity of siRNA by terminal substitution with Serinol Nucleic Acid (SNA) 査読有り
Kamiya, Y.; Takai, J.; Ito, H.; Murayama, K.; Kashida, H.; Asanuma, H.
ChemBioChem 頁： 2549-2555 2014年
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The sugar-deficient G-quadruplex: incorporation of aTNA in quadruplex structures 査読有り
Zhou, J.; Murayama, K.; Amrane, S.; Kashida, H.; Bourdoncle, A.; Asanuma, H.; Mergny, J. L.
Chem. Sci. 4 巻 頁： 3693-3698 2013年
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Highly stable duplex formation by artificial nucleic acids aTNA and SNA with acyclic scaffolds 査読有り
Murayama, K.; Tanaka, Y.; Toda, T.; Kashida, H.; Asanuma, H.
Chem. Eur. J. 19 巻 頁： 14151-14158 2013年
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Control of the Chirality and Helicity of Oligomers of Serinol Nucleic Acid (SNA) by Sequence Design 査読有り
Kashida, H.; Murayama, K.; Toda, T.; Asanuma, H.
Angew. Chem. Int. Ed. 50 巻 頁： 1285-1288 2011年
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Unexpectedly stable artificial duplex from flexible acyclic threoninol 査読有り
Asanuma, H.; Toda, T.; Murayama, K.; Liang, X.G.; Kashida, H.
J. Am. Chem. Soc. 132 巻 頁： 14702-14703 2010年
書籍等出版物 1
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核酸医薬の創製と応用展開・非環状骨格型人工核酸：aTNA, SNA
神谷由紀子、村山恵司、樫田 啓、浅沼浩之（ 担当： 共著）
シーエムシー出版 2016年
MISC 6
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RNA以前の世界を妄想する 招待有り
浅沼浩之, 村山恵司
化学と工業75 巻 ( 8 ) 頁： 552 - 554 2022年
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Nonenzymatic Polymerase-Like Primer Extension of Acyclic L-Threoninol Nucleic Acid 招待有り
会誌「高分子」71 巻 ( 6 ) 2022年
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光駆動型DNAナノマシン 招待有り
浅沼浩之, 村山恵司, 神谷由紀子, 樫田 啓
高分子70 巻 頁： 550 - 552 2021年
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光応答性XNA ～アゾベンゼンに頼らない新たな光制御～ 招待有り
村山恵司
日本核酸化学会誌5 巻 頁： 2 - 7 2021年
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核酸医薬の創製に向けた人工核酸の開発 招待有り
樫田啓, 村山恵司, 浅沼浩之
バイオマテリアル38 巻 ( 2 ) 頁： 124 - 129 2020年
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非環状型人工核酸のケミカルライゲーション 招待有り
村山恵司
Newsletter-生体機能関連部会-34 巻 頁： 17 - 22 2019年
講演・口頭発表等 66
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人工生命システム創製を目指した人工核酸XNAの鎖伸長反応の開発 招待有り
村山恵司
第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会 2023年11月11日
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人工生命システム構築に向けた人工核酸XNAの鎖伸長反応 招待有り
村山恵司
細胞を創る研究会 2023年9月25日
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Nonenzymatic Primer Extension of Acyclic L-Threoninol Nucleic Acid Using Highly Effective Chemical Ligation 招待有り 国際会議
Keiji Murayama
ICPAC Bali 2023
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非環状型人工核酸を利用した多彩な生物学的ツールの創製 招待有り
村山恵司
日本化学会第103春季年会
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人工核酸XNAを利用した直交性回路及び鎖連結法の開発
村山恵司、陳 楊凌志、長尾竜弥、沖田ひかり、近藤修斗、浅沼浩之
第6回分子ロボティクス年次大会 2022年11月12日
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非環状型XNAを利用した機能性ハイドロゲルの開発
村山恵司、重松勇貴、奥田祐登、浅沼浩之
第53回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会 2022年11月6日
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非環状型XNAで構成される直交性シグナル増幅回路の開発とRNA検出への応用
村山恵司、陳 楊凌志、長尾竜弥、浅沼浩之
第16回バイオ関連化学シンポジウム 2022年9月12日
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非環状型XNAを利用した直交性シグナル増幅回路の開発とRNA検出への応用
村山恵司、陳 楊凌志、長尾竜弥、浅沼浩之
第71回高分子討論会 2022年9月5日
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人工核酸aTNAを利用した直交性HCRの開発とRNA検出への応用
村山恵司、陳 楊凌志、長尾竜弥、浅沼浩之
第32回バイオ・高分子シンポジウム 2022年7月28日
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DNAおよび人工核酸L-aTNAにおける鋳型特異的ケミカルライゲーションの高速化
村山恵司, 近藤修斗, 沖田ひかり, 浅沼浩之
日本化学会第101春季年会
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Serinol nucleic acid (SNA) based fluorescent probe for highly sensitive detection of RNA 国際会議
Keiji Murayama, Zehua Liu, Hiroyuki Asanuma
Pacifichem2021
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Photoregulation of Artificial Nucleic Acid via Photo-Cycloaddition of Modified Adenine Residues for Chemical AI 招待有り 国際会議
Keiji Murayama, Yuuhei Yamano, Hiroyuki Asanuma
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Nonenzymatic polymerase-like elongation of acyclic L-threoninol nucleic acid via chemical ligation 国際会議
Keiji Murayama, Hikari Okita, Hiroyuki Asanuma
ISNAC2021
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化学AI構築に向けた光応答性人工核酸の設計と非酵素的鎖伸長反応の開発 招待有り
村山恵司
「細胞を創る」研究会14.0
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異なる波長で独立に制御可能な光応答性人工核酸の開発
村山恵司, 山野雄平, 浅沼浩之
第15回バイオ関連化学シンポジウム
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安定な二重鎖を形成する非環状型人工核酸の設計と高機能化 招待有り
村山恵司
2021年度 北海道高分子若手研究会 2021年8月27日
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非環状型人工核酸の鋳型重合による配列複製と機能化 招待有り
村山恵司
第70回高分子学会年次大会 2021年5月28日
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人工核酸L-aTNAを基にした新たな非環状型人工核酸の合成
村山恵司, 飯塚洋平, 浅沼浩之
日本化学会第100春季年会
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非環状型人工核酸の高効率なケミカルライゲーション法
村山恵司
核酸化学懇話会2020 北海道・東地区セミナー
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Photo-control of reversible duplex formation between SNA and RNA by [2+2] photocycloaddition of 8-pyrenylvinyl adenine
Keiji Murayama, Yuuhei Yamano, Hiroyuki Asanuma
ISNAC 2019
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Artificial Nucleic Acids Composed of Acyclic Backbone for Fluorescent Probe and Antisense Reagent 国際会議
Keiji Murayama, Hiromu Kashida, Hiroyuki Asanuma
15th Annual Meeting Of The OTS
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人工核酸オリゴマーを架橋点とする機能性超分子ハイドロゲルの開発
村山恵司, 重松勇貴, 浅沼浩之
第68回高分子討論会
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非環状型人工核酸aTNAの高速かつ高効率な鋳型特異的ケミカルライゲーション法の開発
村山恵司, 栗木琢実, 浅沼浩之
第13回バイオ関連化学シンポジウム
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非環状型人工核酸オリゴマーを利用した機能性ハイドロゲルの開発
村山恵司, 重松勇貴, 浅沼浩之
第29回バイオ・高分子シンポジウム
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人工核酸オリゴマーを利用した多機能性超分子ハイドロゲルの開発
村山恵司, 重松勇貴, 浅沼浩之
第68回高分子学会年次大会
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Development of novel stimuli-responsive supramolecular hydrogel containing artificial nucleic acids
MURAYAMA, Keiji; SHIGEMATSU, Yuuki; ASANUMA, Hiroyuki
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色素オリゴマーの二重鎖形成を利用した新規刺激応答性超分子ハイドロゲルの開発
村山恵司・重松勇貴・浅沼浩之
第30 回 高分子ゲル研究討論会
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蛍光性核酸塩基導入による非環状型人工核酸プローブの開発
村山恵司, 浅沼浩之
第67回高分子討論会
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光架橋型修飾核酸塩基導入による非環状型人工核酸SNAの光制御
村山恵司, 山野雄平, 浅沼浩之
第12回バイオ関連化学シンポジウム
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修飾核酸塩基導入による人工核酸SNAの高機能化
村山恵司, 山野雄平, 浅沼浩之
第6回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
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Conversion of light energy into mechanical force by using nucleic acids tetheringphoto-responsive molecules
Keiji Murayama, Yuuhei Yamano, Hiroyuki Asanuma
The 79t hOkazaki Conference Synthetic, Biological, and Hybrid Molecular Engines
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非環状型人工核酸aTNAの鋳型特異的ケミカルライゲーション法の開発
村山恵司, 栗木琢実, 浅沼浩之
第28回バイオ・高分子シンポジウム
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Design of novel fluorescent probe with fluorescent nucleobase on artificial acyclic nucleic acid 国際会議
Keiji Murayama, Hiroyuki Asanuma
International Symposium on Photochemistry (27th PhotoIUPAC)
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蛍光性核酸塩基導入による新規人工核酸プローブの開発
村山恵司, 浅沼浩之
日本化学会第98春季年会
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Acyclic artificial nucleic acid circuit for sensitive detection of RNA
Keiji Murayama, Ryuya Nagao, Hiroyuki Asanuma
The Second International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017)
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非環状型人工核酸で構成されるシグナル増幅回路の開発とRNA可視化への応用
村山恵司, 長尾竜弥, 浅沼浩之
第66回高分子討論会
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非環状型人工核酸への色素導入による高機能化
村山恵司, 樫田啓, 浅沼浩之
第11回バイオ関連化学シンポジウム
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色素導入による非環状型人工核酸の高機能化
村山恵司, 樫田啓, 浅沼浩之
2017年光化学討論会
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非環状型人工核酸aTNA 及びSNA を利用したシグナル増幅回路の開発
村山恵司, 長尾竜弥, 浅沼浩之
第27回バイオ・高分子シンポジウム
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天然核酸と直交性を有する人工核酸D-aTNAを用いたHCR回路の開発
村山恵司, 長尾竜弥, 浅沼浩之
新学術領域「分子ロボティクス」最終公開シンポジウム「分子ロボティクスの拓く未来」
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Effect of the chirality of acyclic nucleic acid on its binding affinity for natural nucleic acids
Keiji Murayama, Hiromu Kashida, Hiroyuki Asanuma
Nagoya Univ.-Tsinghua Univ.-Toyota Motor Corp.-Hokkaido Univ. Joint Symposium
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Development of signal amplification circuit composed of acyclic artificial nucleic acids for detection of natural nucleic acids
Keiji Murayama, Ryuya Nagao, Hiroyuki Asanuma
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非環状型人工核酸を用いたシグナル増幅回路の開発とRNA検出への応用
村山恵司, 長尾竜弥, 浅沼浩之
日本化学会第97春季年会
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非環状型人工核酸SNA、iL-aTNAの医療応用に向けた展開
村山恵司、神元寛、神谷由紀子、樫田啓、浅沼浩之
名古屋大学 予防早期医療創成センター 第6回ワークショップ
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Development of Acyclic Artificial Nucleic Acids for Biological Tools
Keiji Murayama, Yukiko Kamiya, Hiromu Kashida, Hiroyuki Asanuma
The 5th International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
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L-aTNA as a novel acyclic nucleic acid for the recognition of natural nucleic acids 国際会議
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Development of super-sensitive fluorescent probe composed of SNA for monitoring of RNA in living cell 国際会議
Keiji Murayama, Yukiko Kamiya, Hiromu Kashida, Hiroyuki Asanuma
The 43rd International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
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DNAへの色素導入リンカーにおけるSerinol骨格へのメチル基導入とキラリティの効果
村山恵司, 樫田 啓, 浅沼浩之
第65回高分子討論会
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非環状型人工核酸の主鎖骨格におけるメチル基の位置と立体配座の重要性
村山恵司, 樫田 啓, 浅沼浩之
第10回バイオ関連化学シンポジウム
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天然核酸に対する結合制御を目指した非環状型人工核酸の設計とその応用
村山恵司, 長尾竜弥, 神谷由紀子, 樫田 啓, 浅沼浩之
第26回バイオ・高分子シンポジウム
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非環状型人工核酸の設計における、主鎖骨格上のメチル基の位置とキラリティの重要性
村山 恵司, 樫田 啓, 浅沼 浩之
第65回高分子学会年次大会
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非環状型人工核酸の設計における、Serinol骨格上のメチル基の位置とキラリティの重要性
村山恵司, 樫田 啓, 浅沼浩之
日本化学会第96春季年会
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Design of an ultra-sensitive fluorescent probe composed of artificial nucleic acid for visualization of RNA in living cell 国際会議
K. Murayama, Y. Kamiya, H. Kashida, H. Asanuma
Pacifichem2015
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Design of novel acyclic artificial nucleic acid for improvement of affinity for natural nucleic acids 国際会議
K. Murayama, Y. Kamiya, H. Kashida, and H. Asanuma
International Symposium on EcoTopia Science (ISETS'15)
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L-aTNA as a new acyclic nucleic acid for the recognition of DNA and RNA 国際会議
Keiji Murayama, Hiromu Kashida, Hiroyuki Asanuma
The 42nd International Symposium on Nucleic Acid Chemistry (ISNAC2015)
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天然核酸と安定な二重鎖を形成する新たな非環状型人工核酸の開発
村山恵司、樫田 啓、浅沼浩之
第9回バイオ関連化学シンポジウム
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DNA及びRNAと安定な二重鎖を形成する新規非環状型人工核酸の開発
村山恵司、樫田 啓、浅沼浩之
第25回バイオ・高分子シンポジウム
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DNA及びRNAとの安定な二重鎖形成を目指した新規非環状型人工核酸の設計
村山恵司, 樫田 啓, 浅沼浩之
第64回高分子学会年次大会
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天然核酸と安定な二重鎖を形成する新規非環状型人工核酸の設計
村山恵司, 樫田 啓, 浅沼浩之
日本化学会第95春季年会
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Development of an ultra-sensitive fluorescent probe composed of artificial nucleic acid for the detection of mRNA in cell 国際会議
Keiji Murayama,; Yukiko Kamiya,; Hiromu Kashida,; Hiroyuki Asanuma
SCNAC2014 (ⅩⅥth Symposium on Chemistry of Nucleic Acid Components)
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Development of an ultra-sensitive fluorescent probe composed of artificial nucleic acid 国際会議
Keiji Murayama,; Yoshihiro Tanaka,; Hiromu Kashida,; Hiroyuki Asanuma
The 40th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
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Functionalization of novel artificial nucleic acids from acyclic diols by the conjugation with dyes 国際会議
Keiji Murayama,; Yoshihiro Tanaka,; Hiromu Kashida,; Hiroyuki Asanuma
The Second Asian Chemical Biology Conference ACBC2012
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Control of the helicity of Serinol Nucleic Acid (SNA) by sequence design 国際会議
Keiji Murayama,; Hiromu Kashida,; Hiroyuki Asanuma
Chirality2012
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New artificial nucleic acids from acyclic diols 国際会議
Keiji Murayama,; Takasuke Toda,; Hiromu Kashida,; Hiroyuki Asanuma
The 38th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry (ISNAC2011)
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人工生命システム創製を目指した人工核酸XNAの鎖伸長反応の開発 招待有り
村山恵司
第54回中部化学関係学協会支部連合秋季大会 2023年11月11日
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人工生命システム構築に向けた人工核酸XNAの鎖伸長反応 招待有り
村山恵司
細胞を創る研究会 2023年9月25日
共同研究・競争的資金等の研究課題 2
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人工核酸L-aTNAの非酵素的鎖伸長反応を利用した配列転写・逆転写法の開発
2022年4月 - 2023年3月
第34回 研究助成（研究育成型）
担当区分：研究代表者
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人工核酸L-ATNAの配列複製・転写反応を目指したケミカルライゲーション法の開発
2020年6月 - 2021年3月
２０２０年度 研究助成
村山恵司
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：1500000円
科研費 6
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反応拡散系として分子的に実装されるニューラルネットワークシステムの開発
研究課題/研究課題番号：23H00506 2023年4月 - 2027年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
中茎 隆, 堀 豊, 村山 恵司
担当区分：研究分担者
生物の脳神経ネットワークにおける情報処理をアルゴリズムとして抽出した「ニューラルネットワーク」は，ネットワーク内の「重み」を巧みに調節することで，様々な入出力関係を持つ関数を学習により獲得することができる。本研究では，DNAコンピューティングの理論と技術を発展させ，反応拡散系として分子的に実装されたニューラルネットワークシステムを開発し，マイクロ流体デバイスにて実験レベルで検証する。
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研究課題/研究課題番号：20H05968 2020年11月 - 2025年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
村田 智, 豊田 太郎, 野村 慎一郎, 中茎 隆, 葛谷 明紀, 松浦 和則, 村山 恵司
担当区分：研究分担者
総括班は，分子サイバネティクス領域の運営・広報・国際活動支援を行う．総括班は，各計画研究代表者および4つの拠点の責任者で構成され，プロジェクトの進捗管理，領域研究会や領域会議の開催，国際会議の招致，海外派遣などを通じた若手の育成，国際学生コンペティションの支援，ウェブサイトおよびニュースレターによる成果の広報・アウトリーチ活動，RRI活動等に取り組む．また，プロジェクト推進のために領域全体で共有する人工核酸合成拠点，ペプチド合成拠点，単分子観察拠点と，デモンストレーションを実施するためのインテグレーション拠点を設置し，領域全体に対して各種のサービスを提供する．
本総括研究の目的は，効率的で臨機応変なプロジェクト管理，領域メンバー特に，新規参入者や若手研究者の支援・育成と人脈づくり，社会に向けた成果の発信を行うことである．これを達成するために，本年度は以下の項目に取り組んだ．１）領域内のコミュニケーションとして，運営会議（毎週），領域会議（年1回），領域ミーティング（年4回），班会議（各班月1~2回）を行った．特に，国際ナノテク展でのパネル展示を目標として，定期的な進捗管理の下，要素技術開発およびそのシステム化実験に注力した．２）領域外への情報発信としては，総括班によるレビュー論文（Advanced Functional Materials2022），教科書出版（Springer 2022）．分子ロボティクス研究会と共催の定例研究会（2回），分子ロボティクス年次大会における公開シンポジウム（VTuberや現役新聞記者の参加したパネルディスカッション「バズるサイエンスの先にあるもの」開催），学術変革領域（A）「超越分子システム」（代表松浦友亮）との共催ワークショップ，国際Gel Sympo2022の共催，日本生物物理学会，細胞を創る研究会，計測自動制御学会などでのOS企画，分子ロボティクス夏の学校（シリーズ講義8コマ・ソフトウェア演習6コマ）．このほか，領域ウェブサイトで随時最新情報を紹介するとともに，ニュースレター（第6号～9号および別冊）を刊行した．ニュースレター別冊はSF作家の藤崎慎吾氏による「30年後のナノワールド物語」で，藤崎氏が本領域の各研究室を取材して（その結果は研究室ルポとして領域および講談社ブルーバックスウェブサイトに掲載）得たインスピレーションをもとに書かれた．３）４つの共有拠点のサービスを継続した．
中間デモンストレーションをひとつの目標点として，それぞれ行われてきた計画班の研究を統合させていくフェーズに入ることができた．また，総括班メンバーによりレビュー論文を発表し，分子サイバネティクスの概念を世界に向けて発信するとともに，他の領域とのジョイントワークショップや国際シンポジウム共催などで関連分野の研究者とのネットワークづくりも進展している．ジャーナリストやSF作家などともタイアップして一般向けの情報発信もできている．
最終年度にむけて，これまでに開発した要素技術の統合に一層注力する．計画班と第2期の公募研究者との連携を深め，領域内から予想しない成果が出てくるような自由闊達な雰囲気づくりに努める． -
研究課題/研究課題番号：20H05970 2020年11月 - 2025年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
野村 慎一郎, 松浦 和則, 佐藤 佑介, 村山 恵司
担当区分：研究分担者
ミクロンサイズの人工脳(ミニマル人工脳)構築に向けて，その基本単位となる人工細胞ユニット同士を連結させて動作する分子情報処理デバイスを設計・構築し，統合して働かせることを目指す．作製した分子デバイスは人工細胞膜上に存在し，特定の分子信号を認識して，状態を変化させ，膜越しに隣のユニット内部へとその変化を伝え，増幅するという機構を目指す．分子デバイスの設計は，人工ペプチド，人工核酸およびそのハイブリッドを用い，外部からの信号（光照射を予定）で状態をリセットし，再利用可能なものとする．これら人工細胞間の分子情報伝達機構を統合することで，他班と連携してミニマル人工脳の動作確認を目指す．
領域が目標に掲げるミクロンサイズの化学AIの構築に向け，本課題では，人工細胞膜小胞（GUV）の情報伝達を司り，かつ学習反応のためのリセットが可能な分子デバイスの設計と評価を行っている。本年度も引き続き，3種の情報伝達分子デバイス1)人工タイトジャンクション，2)人工レセプター，3)人工トランスデューサと，4)光照射によりリセット可能な分子デザインについて設計・構築と評価，検討を行った。野村グループは佐藤グループと共同で，引き続きDNAナノテクノロジーを基盤とした信号伝達分子デバイスの構築を行っている。GUVの膜上で機能する分子トランスデューサの具体的な設計と最適条件の探索を進め，複数種の分子デザインを評価しており，核酸分子配列の伝達が直交性を有することを示した。これらの分子デバイスは，疎水分子の修飾により構造が凝集しやすく，精製が困難な課題がある。この課題に対し，野村と佐藤は共同で，界面活性剤を援用した新規構造精製方法を開発することに成功した。さらに，cmスケールの人工多細胞体の構築手法を確立し，報告した。これは化学AI素子の別の形態として（マイクロ流体デバイス外部で）の利用が期待される。松浦グループでは，スピロピラン(SP)修飾β-シート形成ペプチドを合成し，これをGUVに内包させ光照射することで，球状からワーム状ベシクルへの可逆的かつ劇的な形態変化に成功した。村山グループでは，人工核酸L-aTNA骨格のメチル基に疎水性基を導入した新規人工核酸を創出し，その三重鎖を膜貫通ドメインとして応用することを試み，コレステロールで修飾した場合，設計通りの三重鎖状態で膜貫通することが示された。これらの進展に加え，松浦グループはペプチド合成拠点を，村山グループは核酸合成拠点をそれぞれ運営しており，公募班を含む領域全体へのサービスと共同研究を引き続き強力に進めている。
本年度も引き続き，3種＋1項目の情報伝達分子デバイスの設計・構築と評価を進めた。1)人工タイトジャンクション，2)人工レセプター，3)人工トランスデューサ，加えて4)上記の分子デバイスを再利用（リセット）可能にする機構，である。それぞれについて個々の，そして共同研究による進捗と課題へのアプローチが進んでいるが，本年度はさらに，下記のような特筆すべき進展があった。本計画で開発する分子センサやトランスデューサなど，リポソーム膜で動作するDNAナノデバイスの取り扱いに不可欠なのが，疎水性修飾された人工分子の単離・精製であり，佐藤と野村は共同でその手法を確立し報告した。脂質膜に結合するDNAナノテク製人工分子デバイスは数多く報告されるものの，定量的な機能評価のための単離・精製が大きなハードルとなっていた。今回，見出した分子デバイスを界面活性剤共存下で処理する手法はシンプルかつ有効であり，本領域発の新技術として発展的に用いられることが期待され，重要な論文としてエディタからも高く評価された。また，野村らは人工多細胞体を簡便かつ大量に生産する手法を，報告した。この構造は自己集合で形成されるcmスケールに及ぶヘミフュージョン体であり，各区画が脂質二分子膜で隔てられていることから，本領域が目指す人工細胞間相互作用の構築と評価を行うための強力なプラットフォームとなり得る。さらに，松浦らは，スピロピラン修飾β-シート形成ペプチドを合成し，光照射による可逆的なペプチドナノファイバーの形成・解離の制御に成功し，これを巨大リポソームに内包させることで，球状からワーム状ベシクルへの光照射による可逆的かつ劇的な形態変化に成功した。これらの進展は当初の計画には見込まれておらず，しかし領域全体が直面する困難を打破する技術であり，今後の計画推進をサポートする重要なものであると考えている。
化学AIの素子形成と動作に向けて，引き続き，本課題の要素技術である3種＋1項目の情報伝達分子デバイスの設計・構築と評価を進め，他班と連携した技術開発を行う。1)人工タイトジャンクションと2)人工レセプター，3）人工トランスデューサについて，連結させたリポソーム間での情報伝達機構の測定を行う。そして4）光リセット機構を有する膜局在型の分子デバイスについて，2)3)との連携が可能な分子設計を行う。これらに加えて，野村グループによる，分子トランスデューサとして膜貫通型のdsDNAを用いる手法は，複数種のDNA分子をリポソーム内部に導入可能であることが示された。これは，単独の分子システムで，外部からの複数種類のDNA分子信号（たとえばパブロフの犬反応での肉とベル信号）を同時にリポソーム内に導入することが可能であることを示している。さらに，C01班小宮らが構築中の，リポソーム内DNA増幅系を外部からのDNA信号入力で起動できることも示された。課題は，成功率が低い点であり，班間連携により伝達率の向上に取り組んでいく。加えて，野村グループの大規模人工多細胞体への適用可能性についても調査する。また，A01班豊田・濵田らとの共同研究により，マイクロ流体デバイス内で整列されたリポソームで，松浦グループのペプチドによる光応答性形態変化の確認を進める。さらに，B01川又，D01班Kabirらとの共同研究により，野村グループでは，微小管の集合-離散反応をDNA回路によって自動制御する実験系を確立しつつあり，DNA回路によるアクチュエータの操作実現を目指す。これらの研究を通じて，B01班の分子デバイス開発を，本領域研究が目標とする化学AIの素子形成へと集約し，さらに素子同士の連係動作を目指して研究を推進する。 -
研究課題/研究課題番号：20K15399 2020年4月 - 2022年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究
村山 恵司
担当区分：研究代表者
配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）
特定の波長の光照射によって二重鎖形成と解離を自在に制御できる人工核酸SNAを設計し、鋳型となる核酸上でSNA断片を連結する「SNA光ライゲーション法」を開発する。
この系を利用することで、シグナル増幅によるRNA高感度検出システムを構築し、微量RNAを配列特異的に検出することを目指す。更に、全く新しいナノ構造体として核酸ポリカテナン作成を試みる。
核酸のライゲーション反応は鋳型鎖に二重鎖形成した相補的な断片配列同士を選択的に連結する手法であり、遺伝子組み換えにおいて必須の技術であるだけでなく、核酸構造体の安定化や核酸配列検出への応用も盛んに行われている重要な技術である。本研究では光照射で人工核酸SNAをRNA鋳型上で連結する光ライゲーション反応を新たに開発した。本反応は鋳型RNA存在下で選択的に進行し、高効率で連結産物が得らることを明らかにした。
今回開発した光ライゲーション反応は特定のRNA配列存在下でのみSNA鎖を連結する反応であるため、RNAを標的とする新たなRNA検出システムや核酸医薬としての応用が期待できる。また、本研究の過程で新たに開発した光応答性核酸塩基NVAは、過去に報告しているPVAと同様の二重鎖光制御を、より短波長の光照射で行うことができるため、PVAとNVAを併用することで複雑な核酸分子マシンを構築することが可能となった。 -
L-DNA/SNA回路の設計と細胞内RNAの高感度・高正確検出
研究課題/研究課題番号：17K14514 2017年4月 - 2020年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究(B)
村山 恵司
担当区分：研究代表者
配分額：4420000円 （ 直接経費：3400000円 、 間接経費：1020000円 ）
我々がこれまでに開発した人工核酸SNAを媒介として用いることで、標的RNAの情報を天然DNAとは鏡像のL-DNAに転写しシグナル増幅し、蛍光で検出するシステムの構築を行った。結果、夾雑物や酵素の影響を受けずにRNAを検出するシステムの構築に成功した。また、研究の課程において、SNAに結合した核酸のらせんの巻き方向がSNAに伝播し、SNAの二重鎖形成能力に大きく影響するという新たな知見を得た。
従来のRNAの蛍光検出法では、細胞内に夾雑する非標的核酸や核酸分解酵素によって正確な検出が困難であった。本研究で開発した手法では、非標的核酸や核酸分解酵素による影響を受けず細胞内のRNAを正確かつ高感度で検出する手法として有力である。
また、核酸の巻き方向が一本鎖部分に伝播することで結合力が変化する現象はこれまでに報告例がなく、学術的に全く新しい知見であるため、今後様々な研究へと展開されることが期待できる。 -
人工核酸の自己複製・翻訳反応の開発と分子進化法への応用
研究課題/研究課題番号：JPMJFR2226
創発的研究支援事業
村山恵司
担当区分：研究代表者
産業財産権 2
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ポリヌクレオチドの連結方法
浅沼浩之, 村山恵司, 栗木琢実
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オリゴヌクレオチド
浅沼浩之, 樫田 啓, 村山恵司
担当経験のある科目 (本学) 10
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生命分子工学実験３
2020
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生命分子工学実験１
2020
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生命分子工学実験１
2019
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生命分子工学実験３
2019
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分析化学実験第１
2018
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生物機能工学実験
2018
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分析化学実験第１
2017
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生物機能工学実験
2017
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分析化学実験第１
2016
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生物機能工学実験
2016
担当経験のある科目 (本学以外) 10
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生体物質合成化学
2020年4月 - 2021年3月 （愛知工業大学）
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生体物質合成化学
2019年4月 - 2020年3月 （愛知工業大学）
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生命分子工学実験１
2019年 - 現在 （名古屋大学）
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生命分子工学実験３
2019年 - 現在 （名古屋大学）
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生体物質合成化学
2018年4月 - 2019年3月 （愛知工業大学）
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生体物質合成化学
2017年4月 - 2018年3月 （愛知工業大学）
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生体物質合成化学
2016年4月 - 2022年8月 （愛知工業大学）
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生体物質合成化学
2016年4月 - 2017年3月 （愛知工業大学）
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生物機能工学実験
2016年 - 2018年 （名古屋大学）
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分析化学実験第１
2016年 - 2018年 （名古屋大学）