伊藤 弘明 博士(理学)
Hiroaki Ito, Ph.D (Science)
大阪大学大学院工学研究科
機械工学専攻
金子・東森研究室
  特任研究員(常勤)

略歴

2007.03 - 2011.03 京都大学理学部
2011.04 - 2013.03 京都大学大学院理学研究科 物理学・宇宙物理学専攻 修士課程
 2012.08 - 2012.10  Curie Institute, France
2013.04 - 2016.03 京都大学大学院理学研究科 物理学・宇宙物理学専攻 博士後期課程 博士(理学)
日本学術振興会特別研究員(DC1)
 2013.12 - 2014.02  University of Heidelberg, Germany(指導委託)
 2014.09 - 2014.10  University of Heidelberg, Germany
2016.04 - 現在 大阪大学大学院工学研究科 機械工学専攻 特任研究員(常勤)

研究

キーワード

生体界面の理解を目指した非平衡界面現象、 微小スケールにおけるソフト界面の構造と機能、
ソフトマター物理学、生物物理学、 病気の物理学、医療応用、 制御工学、ロボティクス

複雑性の階層を横断する非平衡界面現象の物理学

生き物に見られる境界構造は、内と外を隔てる単なる仕切りではなく、激しくゆらぐ環境の中で自発的にエネルギーを使いながら、驚異的な精密さで情報処理や変形といった複雑な機能を発現します。「物」の仕切りがどこまで複雑になってどのような機能を持てば「生き物」になり、それはどのような物質のどのような法則から成り立っているでしょうか。物質の法則の根本に立ち向かう物理学の視点から、その謎の一端に触れるべく研究を行っています。

生命現象の特性を抽出する精密制御

生命には個性があり、個体レベルだけでなく細胞のようなミクロなスケールにおいても、分子やタンパク質の少数性や不均一性が現象の大きな違いをもたらします。そのような個性も含めて生命現象を正確に理解するには、精密な測定と制御に基づいた実験が欠かせないと考え、最先端のマイクロ流体工学、ロボティクスを活用した新たな実験プラットフォームの構築と研究を行っています。

出版

原著論文

  1. "Adsorption of galloyl catechin aggregates significantly modulates membrane mechanics in absence of biochemical cues"
    Takahisa Matsuzaki, Hiroaki Ito, Veronika Chevyreva, Ali Makky, Stefan Kaufmann, Kazuki Okano, Naritaka Kobayashi, Masami Suganuma, Seiichiro Nakabayashi, Hiroshi Y. Yoshikawa, and Motomu Tanaka
    Phys. Chem. Chem. Phys., 19, 19937-19947 (2017) / Full text (ResearchGate)
  2. "Red blood cell responses during a long-standing load in a microfluidic constriction"
    Mitsuhiro Horade, Chia-Hung Dylan Tsai, Hiroaki Ito, and Makoto Kaneko
    Micromachines, 8, 100:1-10 (2017) / Full text (ResearchGate)
  3. "Mechanical diagnosis of human erythrocytes by ultra-high speed manipulation unraveled critical time window for global cytoskeletal remodeling"
    Hiroaki Ito, Ryo Murakami, Shinya Sakuma, Chia-Hung Dylan Tsai, Thomas Gutsmann, Klaus Brandenburg, Johannes M. B. Pöschl, Fumihito Arai, Makoto Kaneko, and Motomu Tanaka
    Sci. Rep., 7, 43134:1-14 (2017) / Full text (ResearchGate)
    プレスリリース:大阪大学 / 京都大学 / 日本経済新聞 / 日経産業新聞 (2017.2.28朝刊) / マイナビニュース / EurekAlert! (in English) / MedicalXpress (in English) / AlphaGalileo (in English)
  4. "Coarse-grained molecular dynamics simulation of binary charged lipid membranes: Phase separation and morphological dynamics"
    Hiroaki Ito, Yuji Higuchi, and Naofumi Shimokawa
    Phys. Rev. E, 94, 042611:1-11 (2016) / arXiv:1607.06167 / Full text (ResearchGate)
  5. "An on-chip RBC deformability checker significantly improves velocity-deformation correlation"
    Chia-Hung Dylan Tsai, Junichi Tanaka, Makoto Kaneko, Mitsuhiro Horade, Hiroaki Ito, Tatsunori Taniguchi, Tomohito Ohtani, and Yasushi Sakata
    Micromachines, 7, 176:1-13 (2016) / Full text (ResearchGate)
    プレスリリース:大阪大学 / 読売新聞 / 時事通信
  6. "Tracking mechanical and morphological dynamics of regenerating hydra tissue fragments using a two fingered micro-robotic hand"
    Mariam Veschgini, Florian Gebert, Nyamdorj Khangai, Hiroaki Ito, Ryo Suzuki, Thomas W. Holstein, Yasushi Mae, Tasuo Arai, and Motomu Tanaka (equally contributed)
    Appl. Phys. Lett., 108, 103702:1-4 (2016) / Full text (ResearchGate)
  7. "Non-periodic oscillatory deformation of an actomyosin microdroplet encapsulated within a lipid interface"
    Yukinori Nishigami, Hiroaki Ito, Seiji Sonobe, and Masatoshi Ichikawa (equally contributed)
    Sci. Rep., 6, 18964:1-11 (2016) / Full text (ResearchGate)
  8. "Coupling between pore formation and phase separation in charged lipid membranes"
    Hiroki Himeno, Hiroaki Ito, Yuji Higuchi, Tsutomu Hamada, Naofumi Shimokawa, and Masahiro Takagi
    Phys. Rev. E, 92, 062713:1-12 (2015) / arXiv:1504.06039 / Full text (ResearchGate)
  9. "Wrinkling of a spherical lipid interface induced by actomyosin cortex"
    Hiroaki Ito, Yukinori Nishigami, Seiji Sonobe, and Masatoshi Ichikawa (equally contributed)
    Phys. Rev. E, 92, 062711:1-8 (2015) / arXiv:1505.04371 / Full text (ResearchGate)
  10. "Droplet-Shooting and Size-Filtration (DSSF) Method for Synthesis of Cell-Sized Liposomes with Controlled Lipid Compositions"
    Masamune Morita, Hiroaki Onoe, Miho Yanagisawa, Hiroaki Ito, Masatoshi Ichikawa, Kei Fujiwara, Hirohide Saito, and Masahiro Takinoue
    ChemBioChem, 16, 2029-2035 (2015)
  11. "Quantification of the influence of endotoxins on the mechanics of adult and neonatal red blood cells"
    Hiroaki Ito, Navina Kuss, Bastian E. Rapp, Masatoshi Ichikawa, Thomas Gutsmann, Klaus Brandenburg, Johannes M. B. Pöschl, and Motomu Tanaka
    J. Phys. Chem. B, 119, 7837-7845 (2015) / Full text (ResearchGate)
  12. "Dynamical formation of lipid bilayer vesicles from lipid-coated droplets across a planar monolayer at an oil/water interface"
    Hiroaki Ito, Toru Yamanaka, Shou Kato, Tsutomu Hamada, Masahiro Takagi, Masatoshi Ichikawa, and Kenichi Yoshikawa
    Soft Matter, 9, 9539-9547 (2013) / Full text (ResearchGate)
    Selected as Journal Front Cover
    Highlighted as September's Hot Papers in RSC publishing blog and 2013 Hot Papers
  13. "Emergence of a thread-like pattern with charged phospholipids on an oil/water interface"
    Hiroaki Ito, Miho Yanagisawa, Masatoshi Ichikawa, and Kenichi Yoshikawa
    J. Chem. Phys., 136, 204903:1-6 (2012) / Full text (ResearchGate)
    Selected as JCP Editor’s Choice for 2012

国際会議プロシーディングス

  1. "On-Chip RBC Deformability Checker Embedded with Vision Analyzer"
    Makoto Kaneko, Takuto Ishida, Chia-Hung Dylan Tsai, Hiroaki Ito, Misato Chimura, Tatsunori Taniguchi, Tomohito Ohtani, and Yasushi Sakata
    IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA2017, Takamatsu, Japan), Oral, (2017)
    DOI: 10.1109/ICMA.2017.8016126
  2. "Virtual Vortex Gear"
    Chia-Hung Dylan Tsai, Takayuki Akai, Mitsuhiro Horade, Hiroaki Ito, and Makoto Kaneko
    The 19th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers2017, Kaohsiung, Taiwan), Oral (acceptance rate 21.7%), Oral, (2017)
    DOI: 10.1109/TRANSDUCERS.2017.7994116
  3. "Red blood cell deformability upon continuous or repetitive loadings"
    Hiroaki Ito, Ryo Murakami, Chia-Hung Dylan Tsai, Mitsuhiro Horade, Motomu Tanaka, and Makoto Kaneko
    The 30th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2017, Las Vegas, USA), Oral (acceptance rate 9.8%), 141-144 (2017)
    DOI: 10.1109/MEMSYS.2017.7863360
  4. "Observation of cell pinball through high speed switching between reflection interference and phase contrast"
    Ryo Murakami, A. Yamamoto, Hiroaki Ito, Chia-Hung Dylan Tsai, Mitsuhiro Horade, Motomu Tanaka, and Makoto Kaneko
    The 30th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2017, Las Vegas, USA), Poster, 1337-1338 (2017)
    DOI: 10.1109/MEMSYS.2017.7863667
  5. "On-chip cell gym"
    Mitsuhiro Horade, Makoto Kaneko, Chia-Hung Dylan Tsai, Hiroaki Ito, Nobuya Higashino, Takayuki Akai, Utako Yokoyama, Yoshihiro Ishikawa, Shinya Sakuma, and Fumihito Arai
    The 30th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2017, Las Vegas, USA), Poster, 603-604 (2017)
    DOI: 10.1109/MEMSYS.2017.7863479
  6. ""Chameleon Effect" of RBC Under Loading in Microfluidic Channel"
    Mitsuhiro Horade, Chia-Hung Dylan Tsai, Hiroaki Ito, Motomu Tanaka, and Makoto Kaneko
    The 19th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2016, Dublin, Ireland), Poster, in press (2016)
  7. "High-Resolution Cell Manipulation for Longstanding Load on Red Blood Cells"
    Chia-Hung Dylan Tsai, Mitsuhiro Horade, Hiroaki Ito, Motomu Tanaka, and Makoto Kaneko
    IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA2016, Harbin, China), Poster, (2016)
    DOI: 10.1109/ICMA.2016.7558684
  8. "Catch, Load and Launch toward On-Chip Active Cell Evaluation"
    Ryo Murakami, Chia-Hung Dylan Tsai, Hiroaki Ito, Motomu Tanaka, Shinya Sakuma, Fumihito Arai, and Makoto Kaneko
    2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2016, Stockholm, Sweden), Poster, TuDaT3.4, 1713-1718 (2016)
    DOI: 10.1109/ICRA.2016.7487314

総説・解説

  1. "Active materials integrated with actomyosin"
    Hiroaki Ito, Masahiro Makuta, Yukinori Nishigami, and Masatoshi Ichikawa
    J. Phys. Soc. Jpn., 86, 101001:1-6 (2017)
  2. "ブレブ駆動型アメーバ運動機構 (Mechanism of bleb-driven amoeboid locomotion)"
    西上幸範、伊藤弘明、市川正敏
    Jpn. J. Protozool, 49, (2016)
  3. "試験管内再構築系を用いたブレブ駆動型アメーバ運動機構の研究 (Studies on bleb-driven cell locomotion using reconstituted systems)"
    西上幸範、伊藤弘明、市川正敏
    植物科学の最前線 (BSJ-Review), 6, 82-91 (2015)
  4. "油水界面上の中性・荷電脂質混合膜のパターン・ダイナミクス"
    伊藤弘明
    日本数理生物学会ニュースレター, 64, 3 (2011) 査読なし

発表

招待講演

  1. オンチップ高精度操作が引き出す赤血球の時空間力学特性
    伊藤弘明
    時空間秩序・生命物理科学研究会(同志社びわこトリートセンター)、2017年3月4日 (in Japanese)
  2. オンチップ高精度操作が引き出す赤血球の新奇力学物性
    伊藤弘明
    非線形ソフトマター研究会2016(横浜市民ふれあいの里)、2016年10月29日 (in Japanese)
  3. Approach to self-propelled artificial cells from microdroplets(ミクロ水滴から出発する自己駆動型人工細胞へのアプローチ)
    Hiroaki Ito
    日本生物物理学会第53回年会シンポジウム(金沢大学)、2015年9月15日 (in English)

学会発表(本人発表分)

多数

その他

アウトリーチ

「赤血球の神秘的挙動を見てみよう」
血管の中で大きく形を変える赤血球、その生き物ならではの不思議なふるまいを調べよう。
伊藤弘明
市民講座:細胞エクササイズが拓く新世界 2016年12月10日

外部資金

2017.07 - 2019.03 科研費 挑戦的研究(萌芽)
「血液レオロジーの起源:単体から二体、多体の相互作用の包括的理解へ」
2016.08 - 2018.03 科研費 研究活動スタート支援(2017.07終了)
「オンチップ高精度操作技術で定量解明する細胞の非線形非平衡性」
2016.04 - 2017.03 公益財団法人日本科学協会 笹川科学研究助成
「生体高分子溶液のマテリアル特性から再構築する人工細胞の可塑・可逆変形」
2013.04 - 2016.03 科研費 日本学術振興会特別研究員(DC1)奨励費
「荷電不安定性が引き起こす非平衡膜界面の新奇構造・機能」
2011.07 - 2012.03 京都大学ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー(VBL)若手研究助成
「荷電脂質の自発的ネットワークパターンを用いたミクロふるいの開発」

受賞歴

第4回京都若手ソフトマター研究会 優秀ポスター賞

所属学会

日本物理学会
日本生物物理学会
日本機械学会

関連研究室

大阪大学大学院工学研究科機械工学専攻 金子・東森研究室
京都大学iCeMS田中求PIグループ
Physical Chemistry of Biosystems Lab., Institute for Physical Chemistry, University of Heidelberg
京都大学大学院理学研究科物理学・宇宙物理学専攻 時空間秩序・生命物理研究室

連絡先

ResearchGate: Hiroaki Ito

e-mail:
address: 565-0871
大阪府吹田市山田丘2-1
大阪大学吹田キャンパス機械系M4棟406