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 8
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高分子学会東海支部 東海高分子研究会 代表幹事
2025年4月 - 2026年3月
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日本化学会 生体関連化学部会 若手の会 幹事
2024年4月 - 現在
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日本化学会 生体機能関連化学部会 生体機能関連化学部会若手の会支部幹事(東海支部)
2024年4月 - 現在
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
2024年4月 - 2025年3月
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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 52
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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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Reversible photocycloaddition of 8-pyrenylvinylguanine for photoreactive serinol nucleic acid (SNA) Open Access
Murayama, K; Ikeda, A; Sato, F; Asanuma, H
ORGANIC & BIOMOLECULAR CHEMISTRY 2025年7月
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Highly Effective Chemical Ligation of DNA and <sc>l</sc>-<i>a</i>TNA 国際誌
Okita, H; Murayama, K; Asanuma, H
CURRENT PROTOCOLS 5 巻 ( 5 ) 頁： e70140 2025年5月
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Chirality-Promoted Chemical Ligation and Reverse Transcription of <i>Acyclic</i> Threoninol Nucleic Acid 国際誌 Open Access
Okita, H; Murayama, K; Asanuma, H
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 147 巻 ( 21 ) 頁： 17967 - 17974 2025年4月
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Wakano, M; Tsunoda, M; Murayama, K; Morimoto, J; Ueki, R; Aoyama-Ishiwatari, S; Hirabayashi, Y; Asanuma, H; Sando, S
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 147 巻 ( 13 ) 頁： 11477 - 11484 2025年3月
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A Light-Powered Single-Stranded DNA Molecular Motor with Colour-Selective Single-Step Control 査読有り 国際共著
Anderson, T; Wu, W; Sirbu, O; Tong, KS; Siti, W; Liu, XR; Kou, B; Murayama, K; Asanuma, H; Wang, ZS
ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 63 巻 ( 32 ) 2024年8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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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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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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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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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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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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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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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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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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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 73
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Template-directed polymerization of XNA by chemical ligation 招待有り
Keiji Murayama
2025年9月16日
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非環状型人工核酸の三重鎖形成を利用した光応答性ナノ構造体の開発
村山 恵司・平野 桂人・小田 雄斗・浅沼 浩之
第35回バイオ・高分子シンポジウム 2025年8月1日
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光応答性XNA三重鎖を利用したナノ構造体の開発
村山恵司, 平野桂人, 浅沼浩之
第8回分子ロボティクス年次大会 2025年3月12日
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人工生命システム構築を目指した人工核酸の化学的鎖伸長反応の開発 招待有り
村山恵司
第24回 生命化学研究会ポストコンファレンス 2024年12月16日 日本化学会フロンティア生命化学研究会
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非環状型XNAの化学的鎖伸長反応のメカニズム解析と高効率化
村山恵司, 沖田ひかり, 浅沼浩之
第18回バイオ関連化学シンポジウム 2024年9月12日
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人工核酸の非酵素的鎖伸長を利用した擬似翻訳反応の開発
村山恵司
第3回分子生命反応創発討論会 2024年6月17日
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修飾核酸塩基を導入したL-aTNA三重鎖によるナノ構造体形成と光制御
村山恵司, 平野桂人, 浅沼浩之
第73回高分子学会年次大会 2024年6月5日
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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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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
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 7
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研究課題/研究課題番号：25K00080 2025年4月 - 2029年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
村山 恵司
担当区分：研究代表者
配分額：18720000円 （ 直接経費：14400000円 、 間接経費：4320000円 ）
我々はこれまでに、独自の骨格改変型人工核酸L-aTNA (acyclic L-Threoninol Nucleic Acid)を開発した。L-aTNAは、高い二重鎖形成能と酵素分解耐性をあわせ持つ。本研究では、化学ライゲーション法を利用することで、大環状構造を持つL-aTNAの合成法を新たに開発し、これまで合成困難であった短鎖の大環状核酸の創製を目指す。また、この手法を用いて、特定の小分子や核酸・タンパク質に結合する新たな大環状型のL-aTNAアプタマーや、RNAを高感度に検出する蛍光性大環状L-aTNAプローブの開発を行う。
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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
日本学術振興会 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。
本研究では，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（分子ニューラルネットワーク）を開発する。内部に化学反応回路溶液を内包した人工カプセル（分子ニューロン）をネットワークの基本単位とし，３つの研究課題に取り組む。
(1)分子ニューロンのソフトウェア：ニューラルネットワーク演算をDNA反応系（DNA回路）として実装すべく，基礎検討を行った。複数チャンネルからの分子シグナルを統合し，学習条件において重みが更新されるための基本機構を考案した。また，重みの更新処理を実現するための直交した情報処理系構築を目的とし，人工核酸D-aTNA及びSNAの鎖交換反応における鎖長の影響や反応速度の解析を行った。その結果，天然核酸と人工核酸では二重鎖の安定性が異なるため，鎖交換の反応挙動が大きく異なることが明らかとなった。また，D-aTNAとDNAは十分な直交性を有していること，そしてSNAをmediatorとすることでD-aTNAとDNA間の情報伝達が可能であることを実証した。
(2)分子ニューラルネットワークのハードウェア：分子ニューラルネットワークの幾何学構造をウェット実験系として実現するためのマイクロ流体デバイスの基礎検討を行った。特に，国際共同研究者からの協力を得て，基礎検討用デバイスを製作した。
(3)分子ニューロン間の分子通信技術：分子拡散によって分子シグナル波形が平滑化されるため，通信路環境の最適化が必要である。今年度は，分子通信路を拡散方程式でモデル化し，分子拡散により生じるシグナルの歪みの特性を，拡散方程式の周波数伝達関数に基づき解析するための制御理論的な枠組みを構築した。その枠組みを利用して通信距離や拡散係数等の系のパラメタに対する分子ニューロン間通信のシグナル歪みの大きさを明らかにした。これらの成果を取りまとめ，国際会議での発表と原著論文の執筆を行った。
(1)分子ニューロンのソフトウェア：重みの更新を行うモジュールとして，外部回路との接続に対して高いモジュール性を有するDNA回路の設計法を考案し，査読付国際会議論文として発表した。複数の入力チャンネルからの分子シグナルを統合しながら適切な出力応答を生成する反応系も設計することができた。また，スケーラブルなDNA回路設計を実現するために，DNA鎖の定常応答値（濃度量）をシグナルとするのではなく，過渡応答値（濃度変化量）をシグナルとする新たな回路設計法について実証実験系を構築した。一方で，誤差逆伝播法のDNA回路への実装については，基本設計を継続しており，人工核酸を活用した設計法の模索を続けている。ただし，DNAの機能拡張という観点では，誤差逆伝播処理に必要な，人工核酸D-aTNA及びSNAの鎖交換反応に関わる新たな知見を得ることができただけでなく，DNAで構成される順方向の反応系（加算処理・閾値処理）と，D-aTNAで構成される逆方向の反応系（誤差逆伝播処理）の間の情報の橋渡しを，SNAで実現できることが確認できた。
(2)分子ニューラルネットワークのハードウェア：分子ニューラルネットワークの幾何学構造をウェット実験系として実現するためのマイクロ流体デバイスの基礎検討用デバイスを製作し，分子ニューロンを模したビーズを流路内に流し，トラップすることに成功した。
(3)分子ニューロン間の分子通信技術：分子拡散によるロバストな通信を実現する上で欠かせない分子通信路の数理モデルやその特性の解析法に関する汎用的な理論的基盤を確立することができた。これにより，当初の予定通り，マイクロ流体デバイスにおける分子ニューロンの通信を体系的に最適化する準備が整った。
以上の成果は適宜適切なタイミングで，学術論文，国際会議論文，口頭，ポスター発表等で発表された。
当初の研究計画，および，今年度の研究の進捗状況を鑑み，設定している３つの研究課題についての今後の推進方策をまとめる。
(1)分子ニューロンのソフトウェア：誤差逆伝播法，あるいは，重みの更新に必要な情報処理を実装したDNA回路の設計を推進する。特に，スケーラブルな設計を担保するロバストなDNA回路の設計法（ハイパスフィルタ回路）の実証実験を完了させ，分子ニューロンのソフトウェア設計法の確立を目指す。また，情報処理系の構築に向け，人工核酸D-aTNA及びSNAの鎖交換反応を様々な配列で検討することにより，系の緻密な設計に必要なパラメータを求める。まずは蛍光色素を利用したモデル系を設計し，求めたパラメータの妥当性の検証を行うとともに，実際の情報処理系の構築を目指す。
(2)分子ニューラルネットワークのハードウェア：今年度は，分子ニューラルネットワークの幾何学構造をウェット実験系として実現するためのマイクロ流体デバイスの基礎検討用デバイスを製作したが，分子ニューロン間の距離，反応溶液を流すためのインレット，アウトレットの最適化，さらには，MEMS工程の最適化を行う。分子ニューロンが効率良くトラップ構造に捕捉されるよう設計の改良を推進する。
(3)分子ニューロン間の分子通信技術：今年度に得られた分子通信路の解析法を，マイクロ流体デバイス中で動作する分子ニューラルネットワークの具体的な設計に応用する。特に，拡散通信において受信分子ニューロンの発火に必要な通信距離や流速等の条件等を定め，流体デバイス中の分子ニューロンのトラップ間隔の設計，およびシグナル流速の調節機構の開発を推進する。 -
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２回），班会議（各班月1~2回）を行った．２）領域外への情報発信としては，総括班による2つ目のレビュー論文（IEEE Trans. Mol. Biol. Multi-Scale Commun. 2023）を出版するとともに，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（分子サイバネがもたらすモラル・パニック？！〜倫理ロールプレイを通じた議論），「量子技術による3次元積層マイクロ流体チップの創出（QST）と学術変革領域（A）分子サイバネティクスのジョイントワークショップ」，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）などを実施した．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10号～12号）を刊行した．３）４つの共有拠点のサービスを継続した．
３年間の計画班の研究を総括したうえで，これらの統合にむけた研究連携を推進することができた．また，総括班メンバーにより2本目のレビュー論文を発表し，分子サイバネティクスの方法論と現在までの到達点を世界に向けて発信することができた．一方，ジャーナリスト・イン・レジデンスの研究者を中心に，領域メンバーがロールプレイイングゲームを行い，先端研究におけるモラルについてコミュニティとして考える機会を持つことができた．
最終年度は，これまでに開発した要素技術の統合およびそのデモンストレーションに取組む．前年度の領域会議で明確化した達成イメージに沿って，計画班・公募班が一体となって研究を進める． -
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設計と最適条件の探索を進め，核酸分子配列の伝達が直交性を有すること，さらにGUV内部のDNA回路を起動可能であることを示した。佐藤グループでは，さらに機能を高める分子トランスデューサとして，2つのGUV間における信号伝達機構を設計し，その動作確認に成功した。松浦グループは，昨年度のスピロピラン修飾光応答性ペプチドナノファイバーを用いた光による劇的なGUV変形の成功に続き，今年度は相分離GUVのLd相付近でペプチドナノファイバーを成長させることによりGUVの局所的な変形に成功した。今後、DNAシグナルに応答したGUV変形システムの創製を目指す。村山グループでは，人工核酸三重鎖で構成される膜貫通ドメインの合成スキームを改良し，合成期間の大幅な短縮を達成した。また，この膜貫通ドメインを介してGUV内のDNAと相互作用させることに成功した。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引き続き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。以上の成果に基づき，化学AI素子の実現のために他班・公募班との連携を進めている。
本年度も引き続き，3種＋1項目の情報伝達分子デバイスについて設計・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進捗のみならず，共同研究による大きな課題へのアプローチが進んだ一年であった。下記のような特筆すべき進展があった。当初計画していたGUV間，隣接するGUVの内部から内部へ，脂質二分子膜2枚越しの情報伝達を実現する分子トランスデューサが，佐藤グループの設計によって確認された。これは，当初想定された機構よりも複雑化された，しかし昨年までに培った基礎的な知見に基づき実験上の課題を解決し得られた成果である。今回，設計された分子デバイスは世界にも類を見ない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る。また，野村らはこれまでに発表した人工多細胞体（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）を簡便かつ大量に生産する手法を改良し，ロボットによる自動的な生成を実現し，報告した。この手法は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による光応答性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，これを用いたGUVの大変形を，局所的に生じさせることに成功した。これらの進展は領域全体のデバイス統合による化学AI実現への課題解決を後押しする技術であり，今後の計画推進を強力にサポートする重要なものであると考えている。
最終年度となる本年度は，これまで開発を続けてきた以下の情報伝達分子デバイスの設計・構築と評価，特に人工細胞膜および人工細胞間での機能評価に注力し，他班および公募班と連携してシステム化を追求する。人工タイトジャンクションとして選択的にGUV同士を隣り合わせて結合し，情報伝達を実現する機構と，人工レセプターとして，GUVの膜上に存在し，外部からの特定の分子信号と結合して構造を変化させ，溶液の交換を伴わずにリポソーム内部に状態変化を伝える機構，これらを統合して，2つの連結したリポソームの内部同士で状態変化を伝える機構とした（人工トランスデューサ）。これらのデバイスを実際にDNA回路を内包するGUVに組み込んで，連係した動作の評価を行う。さらに，外部からの光照射によるリセット機構，光応答性の局所的GUV膜の大変形機構を統合した一連のデザインの開発を進める．具体的な連携として，C01班，D01班で進行している学習・運動機構について，そのトリガーや，動作の結果を別のコンパートメントに伝える情報伝達について，我々の分子デバイスを活用した試験を行う。そして，A01班の開発している人工細胞回路の形成・処理を行う自動化機構と連携して，一連の分子情報伝達の評価を目指す。またペプチド合成拠点，人工核酸合成拠点による領域サービスの運営も引き続き行い，これら他班および公募班との連携を進め，分子サイバネティクス領域全体の成果としてのSPAユニットの動作を目指す。 -
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) 6
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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）
メディア報道 2
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若手研究者対象「赤崎賞」、名古屋大で授賞式 新聞・雑誌
中日新聞 中日新聞朝刊 愛知総合13面 2024年4月
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名大、「プレRNAワールド仮説」を支持するRNAよりも単純な人工核酸を開発 インターネットメディア
TECH+ (マイナビニュース) 2021年2月