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前多 裕介(まえだ ゆうすけ) データ更新日:2022.06.16

准教授 /  理学研究院 物理学部門 物性物理学


主な研究テーマ
生命と非生命を隔てる境界は自己複製にある。本研究では、細胞にみる自己組織化と自己複製の設計原理の解明と人工細胞の再構成を行う。自己複製能をもつ人工的な細胞を再構成することが目標である。
キーワード:人工細胞、合成生物学、非線形システム
2015.04~2020.10.
生命現象のように動的で複雑なシステムを理解することを目的として、非平衡現象の物理学を研究している。
具体的には
1. 微小非平衡系における輸送現象と流動の物理
2. アクティブマターの秩序形成と揺らぎ
について研究を行っている。

キーワード:非平衡物理学、非線形動力学、アクティブマター
2015.04~2020.12.
従事しているプロジェクト研究
アクティブゲルで切り拓く細胞の対称性と運動原理の非平衡力学
2021.07~2023.03, 代表者:前多裕介, 九州大学.
RNAペプチド生命の誕生とケミカルソフトマター の学理創出
2019.09~2021.03, 代表者:前多裕介, 九州大学.
アクティブマターのキラルな秩序渦と乱流状態の幾何的普遍性の研究
2020.04~2023.03, 代表者:前多裕介, 九州大学.
発動分子の自律的運動と機能設計のエネルギー論的研究
2018.06~2023.03, 代表者:前多裕介, 九州大学.
極限環境に駆動される自己複製系の成長と進化の合成生物学
2017.07~2020.03, 代表者:前多裕介.
分裂するプロトセル:設計原理と力学機構の解明
2017.04~2019.03, 代表者:前多裕介.
バクテリア集団運動にみるアクティブ液晶の秩序形成と制御
2016.04~2018.03, 代表者:前多裕介, 九州大学大学院理学研究院.
Towards self-reproduction of protocells and minimal cells: evolution versus engineering
2015.09~2018.08, 代表者:Vincent Noireaux, Minnesota University.
分子輸送から解く生命の起源:構造、情報、輸送の動的結合の解明と新たな分子操作技術の確立
2012.04~2017.03, 代表者:前多裕介, 九州大学理学研究院物理学部門.
研究業績
主要原著論文
1. Araki S, Beppu K, Kabir AMR, Kakugo A, and Maeda YT, Controlling collective motion of kinesin-driven microtubules via patterning of topographic landscapes, Nano Letters, 21, 24, 10478-10485, 2021.12, [URL].
2. Beppu K, Izri Z, Sato T, Yamanishi Y, Sumino Y, and Maeda YT, Edge current and pairing order transition in chiral bacterial vortices, Proceedings of the National Academy of Sciences of USA, 118, 39, e2107461118, 2021.09, [URL].
3. Sakamoto R, Tanabe M, Hiraiwa T, Suzuki K, Ishiwata S-i, Maeda YT, and Miyazaki M, Tug-of-war between actomyosin-driven antagonistic forces determines the positioning symmetry in cell-sized confinement, Nature Communications, 11, 3063, 2020.06, [URL].
4. Ziane Izri, David Garenne, Vincent Noireaux, Yusuke T. Maeda, Gene Expression in on-Chip Membrane-Bound Artificial Cells, ACS Synthetic Biology, 8, 8, 1705-1712, 2019.07.
5. Jun Takagi, Ryota Sakamoto, Gen Shirotsuchi, Yusuke T. Maeda, Yuta Shimamoto, Mechanically distinct microtubule arrays determine the length and force response of the meiotic spindle, Developmental Cell, 49, 2, 267-278, 2019.04, [URL].
6. Tatsuya Fukuyama, Sho Nakama, Yusuke T. Maeda, Thermal molecular focusing: Tunable cross effect of phoresis and light-driven hydrodynamic focusing, Soft Matter, 14, 5519-5524, 2018.06, [URL].
7. Kazusa Beppu, Ziane Izri, Jun Gohya, Kanta Eto, Masatoshi Ichikawa, Yusuke T. Maeda, Geometry-driven collective ordering of bacterial vortices, Soft Matter, 13, 5038-5043, 2017.07, [URL].
8. Yusuke T. MAEDA, Tsvi Tlusty, Albert Libchaber, Effects of Long DNA Folding and Small RNA Stem-loop in Thermophoresis, Proceedings of the National Academy of Sciences of USA, 109, 17972-17977, 2012.10, [URL].
9. Yusuke T. MAEDA, Tomoyoshi Nakadai, Jonghyeon Shin, Kunihiro Uryu, Vincent Noireaux, Albert Libchaber, Assembly of MreB filaments on liposome membranes: A synthetic biology approach, ACS Synthetic Biology, 1, 53-59, 2012.02.
10. Vincent Noireaux, Yusuke T. MAEDA, Albert Libchaber, Development of an Artificial Cell, from Self-organization to Computation and Self-reproduction, Proceedings of the National Academy of Sciences of USA, 108, 3473-3480, 2011.02, [URL].
11. Yusuke T. MAEDA, Axel Buguin, Albert Libchaber, Thermal separation: Interplay between the soret effect and entropic force gradient, Physical Review Letters, 107, 3, 038301, 2011.07.
12. Yuta Shimamoto, Yusuke T. MAEDA, Shin'ichi Ishiwata, Albert J. Libchaber, Tarun M. Kapoor, Insights into the micromechanical properties of the metaphase spindle, Cell, 145, 1062-1074, 2011.06.
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
1. 金原 数, 飯野亮太, 竹内正之, 前多裕介, はたらく分子マシン:ナノ世界のエネルギー変換へ
, 現代化学 612,46-50 (2022), 2022.04.
2. 前多裕介, 加藤修三, 福山達也, ソフトマターで分子を運ぶ, 選り分ける, 現代化学 607,46-49 (2021), 2021.10.
3. 前多裕介, 白井瑞穂, 遺伝情報高分子の非平衡現象と生命の起源, 高分子 70, 563-564 (2021), 2021.10.
4. 坂本遼太, 前多裕介, 宮﨑牧人, 細胞核はどこにあるか - アクティブ・ゲルと配置対称性の制御原理, 日本物理学会誌 76, 595-600 (2021), 2021.09.
5. 坂本遼太, 前多裕介, 構成的アプローチで探る「発動する人工細胞」の設計原理, 化学と工業, 2020.06.
6. 前多裕介、別府航早, 遊泳バクテリアで探るアクティブマターの秩序と制御, 生物物理学会誌, 2020.02.
7. 前多裕介, 坂本遼太, 白木天晴, セルフリー合成生物学, 生体の科学, 2018.06.
8. 前多裕介, 界面駆動の流動と輸送:生命を捉える非平衡力学, 物性研究 電子版6(4), 064226, 2017.11.
9. 前多 裕介, 福山 達也, 温度勾配・濃度勾配の共存下での生体高分子の非平衡輸送現象, 日本物理学会誌, 2016.11.
10. Yusuke T. Maeda, 微小系の分子輸送:生命の起源と分子操作, 生化学 85, 299-303, 2013.05.
主要学会発表等
1. 前多 裕介, 温度勾配・濃度勾配共存下における生体高分子の輸送現象とその制御法の開拓, 日本物理学会第70回年次大会, 2015.03.
2. 前多 裕介, 動的な温度勾配・濃度勾配下の周波数特異的な輸送現象, 日本物理学会第70回年次大会, 2015.03.
学会活動
所属学会名
日本生物物理学会
アメリカ物理学会
日本物理学会
学協会役員等への就任
2018.11~2019.12, 細胞を創る研究会, 評議員.
2018.10~2019.09, 日本物理学会, 運営委員.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2014.11.16~2014.11.18, 細胞を創る会 第7回年会, 座長(Chairmanship).
2015.03.21~2015.03.24, 日本物理学会年次大会, 座長(Chairmanship).
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2020.04~2022.03, 日本生物物理学会 会誌, 国内, 編集委員.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2021年度 11      18 
2020年度     17 
2019年度     11 
2018年度    
2017年度    
2015年度    
受賞
日本物理学会 第9回若手奨励賞(領域11), 日本物理学会, 2015.03.
第30回とやま賞 理工部門, 富山県ひとづくり財団, 2013.05.
ゴードン会議 Soft matters far from equilibium 2011 Best poster awards (2nd place), Gordon Conference, 2011.08.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2021年度~2022年度, 挑戦的研究(萌芽), 代表, アクティブゲルで切り拓く細胞の対称性と運動原理の非平衡力学.
2020年度~2022年度, 基盤研究(B), 代表, アクティブマターのキラルな秩序渦と乱流状態の幾何的普遍性の研究.
2018年度~2022年度, 新学術領域研究, 代表, 発動分子の自律的運動と機能設計のエネルギー論的研究.
2017年度~2019年度, 基盤研究(B), 代表, 極限環境に駆動される自己複製系の成長と進化の合成生物学.
2017年度~2018年度, 新学術領域研究, 代表, 分裂するプロトセル:設計原理と力学機構の解明.
2016年度~2017年度, 新学術領域研究, 代表, バクテリア集団運動にみるアクティブ液晶の秩序形成と制御.
日本学術振興会への採択状況(科学研究費補助金以外)
2008年度~2009年度, 海外特別研究員, 代表, 細胞運動における膜ゆらぎの秩序と機能.
2005年度~2007年度, 特別研究員, 代表, 人工遺伝子ネットワークによる細胞内ダイナミクスの包括的解析.
競争的資金(受託研究を含む)の採択状況
2015年度~2018年度, Human Frontier Science Program, Research Grant, 代表, Towards self-reproduction of protocells and minimal cells: evolution versus engineering.
2012年度~2017年度, 戦略的創造研究推進事業 (文部科学省), 代表, 分子輸送から解く生命の起源:構造、情報、輸送の動的結合の解明と新たな分子操作技術の確立.
共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況
2020.04~2021.03, 代表, RNA・ペプチド生命の誕生とケミカルソフトマターの学理創出.
2019.11~2020.03, 代表, RNA・ペプチド生命の誕生とケミカルソフトマターの学理創出.
2018.10~2019.03, 代表, 上皮細胞のシグナル伝搬と集団運動を結ぶ非平衡力学モデルの構築と実験検証.
2017.10~2022.03, 代表, バイオリアクター創製と動作機構解明.
寄附金の受入状況
2014年度, 稲盛財団, 稲盛財団: 研究助成/リガンド濃度勾配の光制御技術を用いた細胞の非対称性の制御と理解.
2014年度, 光科学技術研究振興財団, 光科学技術研究振興財団: 研究助成金/光を利用した分子操作技術による細胞の情報デコーディングの理解と制御.
2013年度, 武田科学振興財団, 武田科学振興財団: ライフサイエンス研究奨励/短鎖RNAによる翻訳制御システムの動態解析と転写後制御の意義.
2013年度, 上原記念生命科学財団, 上原記念生命科学財団: 研究奨励金/miRNAによる翻訳制御のシステム生物学.

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