Member

井上 大介

  • PI
九州大学 大学院芸術工学研究院
准教授
Research Areas
生物物理学、バイオエンジニアリング、分子ロボティクス、バイオアート
Keywords
細胞骨格、モータータンパク質、自己組織化、非平衡系

研究概要

私達の研究グループでは、すべての生き物の細胞に備わる「細胞骨格」がどのように細胞の形や動きを生み出すのか、細胞骨格の自己組織化に焦点を当てて調べています。細胞骨格は、微小管やアクチン繊維などのタンパク質繊維がネットワーク状に張り巡らされた細胞の“骨組み”であり、状況に応じて集まり方や形を変えながら細胞を動かしたり分裂させたりします。私達はこの変化を試験管内で再現し、顕微鏡を用いて一分子レベルまで観察することで、細胞骨格のダイナミックな振る舞いのルールを見いだそうとしています。
さらに、化学、工学、マイクロナノ工学、合成生物学の手法を組み合わせて、細胞骨格やその関連タンパク質に新しい機能を組み込み、光などの外部要因によって制御できる分子サイズの「部品」づくりにも挑戦しています。最終的な目標はこれらの分子部品を用いて、細胞骨格の挙動を自由自在に制御し、細胞のように自律して動くマイクロサイズのロボット（分子ロボット）を設計することです。このような分子ロボットを作るには、細胞骨格の自己組織化や外部刺激への応答挙動を一つ一つ明らかにし、生物がいかにして細胞骨格を利用しているのか知る必要があります。この一環で、本研究領域では、細胞を模した人工細胞内で細胞骨格を動作させ、複数の人工細胞を繋ぎ合わせた多細胞システムを構築します。各人工細胞内の細胞骨格の動的挙動（ゆらぎや配列状態の変化）が膜を介して、どのように多細胞化した人工細胞システムの中で伝播していくのかを明らかにすることを目指します。
また、このような理学・工学的な研究に取り組む一方、複雑な分子の世界を直感的に感じ、理解していただくため、分子を描いたCG作品 や VR /MR技術を使ったイマーシブコンテンツを制作するなどのアウトリーチ活動にも力を入れています。このようなデジタルコンテンツにより、研究者以外の方にも分子の世界の可能性を伝えることが可能になると期待されます。これにより生命が 35 億年かけて培った自然の技術を、未来社会の技術へと橋渡しすること、分子のスケールと私達人間のマクロなスケールのデザインを融合することで、新たなデザインの世界を開拓することが私達の目標です。

経歴

2010年3月　北海道大学水産学部 卒業
2012年3月　北海道大学大学院生命科学院 修士課程修了
2015年3月　北海道大学大学院総合化学院 博士課程修了
2015年3月　博士（理学）の学位取得（北海道大学）
2014年4月 日本学術振興会特別研究員DC2/PD (2016年3月まで)
2015年9月 フランスCEAおよびパリ大学７ 博士研究員
2018年9月 アリゾナ州立大学バイオデザイン研究所 博士研究員
2019年10月 九州大学大学院芸術工学研究院 助教
2024年10月 九州大学大学院芸術工学研究院 准教授

関連業績

  • Surface Passivation of Norland Optical Adhesive Improves the Guiding Efficiency of Gliding Microtubules in Microfluidic Devices
    Inoue D.*
    Nano Letters
    DOI: https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c02015
  • In vitro Synthesis and Design of Kinesin Biomolecular Motors by Cell-free Protein Synthesis
    Inoue D*, Ohashi K, Takasuka T E, Kakugo A
    ACS Synthetic Biology
    DOI: https://doi.org/10.1021/acssynbio.3c00235
  • Self-repair protects microtubules from destruction by molecular motors
    Triclin S†, Inoue D†, Gaillard J, Htet Z M, DeSantis M E, Portran D, Derivery E, Aumeier C, Schaedel L, John K, Leterrier C, Reck-Peterson S L, Blanchoin L, Théry M (†Equal contribution)
    Nature Materials
    DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-020-00905-0
  • Mechanical stimulation‐induced orientation of gliding microtubules in confined microwells
    Inoue D, Kabir A M R, Tokuraku K, Sada K, Kakugo A*
    Advanced Materials Interfaces
    DOI: https://doi.org/10.1002/admi.201902013
  • Adaptation of Patterns of Motile Filaments under Dynamic Boundary Conditions
    Inoue D, Gutmann G, Nitta T, Kabir A M R, Konagaya A, Tokuraku K, Sada K, Hess H, Kakugo A*
    ACS Nano
    DOI: https://doi.org/10.1021/acsnano.9b01450
  • Actin filaments regulate microtubule growth at the centrosome
    Inoue D†, Obino D†, Pineau J, Farina F, Gaillard J, Guerin C, Blanchoin L, Lennon-Dumenil A M, Thery M* (†Equal contribution)
    The EMBO Journal
    DOI: https://doi.org/10.15252/embj.201899630
  • Are microtubules tension sensors?
    Hamant* O, Inoue D, Bouchez D, Dumais J, Mjolsness E
    Nature Communications
    DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-10207-y
  • Sensing surface mechanical deformation using active probes driven by motor proteins
    Inoue D, Nitta T, Kabir A M R, Sada K, Gong J P, Konagaya A, Kakugo A*
    Nature Communications
    DOI: https://doi.org/10.1038/ncomms12557
  • Depletion force induced collective motion of microtubules driven by kinesin
    Inoue D, Mahemuti B, Kabir A M R, Farhana T I, Tokuraku K, Sada K, Konagaya A, Kakugo A*
    Nanoscale
    DOI: https://doi.org/10.1039/C5NR02213D