私たちは計算の力で生命現象を理解し制御する(=分子の機能改変や創薬)ことを目的として、コンピュータを用いた分子シミュレーション研究やデータ解析・ソフトウェア開発を行っています。

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News

  • [Preprint] “End-to-End Differentiable Blind Tip Reconstruction for Noisy Atomic Force Microscopy Images” Yasuhiro Matsunaga, Sotaro Fuchigami, Tomonori Ogane, and Shoji Takada. bioRxiv: https://doi.org/10.1101/2022.09.24.509314

  • [Preprint] “Hidden Markov Modeling of Molecular Orientations and Structures from High-Speed Atomic Force Microscopy Time-Series Images” Tomonori Ogane, Daisuke Noshiro, Toshio Ando, Atsuko Yamashita, Yuji Sugita, and Yasuhiro Matsunaga. bioRxiv: https://doi.org/10.1101/2022.07.18.500393

  • [イベント] 2022年11月26日に行われた埼玉大学工学部オープンラボで「コンピュータで分子を動かしてみよう!」という展示を行いました。Leap Motionを用いてNanobodyを新型コロナウイルスのスパイクタンパク質へ結合させる体験をしていただきました。多くの方々にお越しいただきありがとうございました

  • [イベント] 2022年10月22日 学部4年生の佐々木さん、外立さん、出川さん、柿沼さん、迫さん、志賀さんが卒業論文中間発表会で発表しました

  • [招待講演] 2022年10月17-18日に大阪大学蛋白質研究所で行われた蛋白研セミナー Frontier of Dynamic Structural Biology で松永が"Integrative Modeling of Protein Dynamics from High-Speed Atomic Force Microscopy and Molecular Dynamics Simulations"で講演しました(10月17日発表)

  • [会議開催] 2022年10月1日に函館で日本生物物理学会「生体分子シミュレーション・モデリング」サブグループの第3回目の研究会を開催しました。およそ40名の皆様に参加いただきました。ご参加いただきありがとうございました。松永がタイトル「エンドツーエンド微分可能なアプローチによる分子モデリング」で講演しました

  • [学会発表] 2022年9月28日〜30日に函館で行われた第60回日本生物物理学会年会で修士2年生の東田さんがポスター発表 “Enhanced Conformational Sampling of VHH by Generalized Replica-Exchange with Solute Tempering” (9月28日発表)、山口さんがポスター発表 “Ensemble Docking of VHH-Antigen Complexes using Molecular Dynamics Simulations” (9月29日発表)、修士1年生の岡田さんがポスター発表 “In silico optimization of VHH framework sequence using free energy perturbation method”(9月28日発表)、小田さんがポスター発表 “In silico control of isoelectric point of VHH using free energy perturbation method”(9月30日発表)、大嶋さんがポスター発表 “Development of blind tip reconstruction method for noisy atomic force microscopy images”(9月30日発表)を行いました

  • [会議開催] 2022年9月28日〜30日に函館で行われた第60回日本生物物理学会年会で理化学研究所の信夫研究員と「富岳」シンポジウム “High-performance computational biophysics with supercomputer Fugaku”(文科省「富岳」成果創出加速プログラム「全原子・粗視化分子動力学による細胞内分子動態の解明」 代表: 杉田有治 理化学研究所主任研究員 の共催) をオーガナイズしました。多くの皆さまにご参加いただきありがとうございました

  • [イベント] 2022年9月27日 修士2年生の東田さんと山口さんが修士論文の中間審査会で発表しました

  • [イベント] 2022年8月23日に行われた埼玉大学オープンキャンパスで展示を行いました。シミュレーション結果の動画紹介や、OmegaFoldを用いた構造予測のデモを行いました

  • [イベント] 2022年7月10日 夢ナビライブ2022 in Summer@Zoomで松永が全国の高校生に30分程の質問対応やライブ講義等を行いました。事前の30分ほどのオンデマンド講義を試聴して参加された皆さんと一緒にProtein Data Bankを見たり、AlphaFold2で構造予測をしたりしました(4時限目 26人、7時限目 25人、10時限目 23人の参加)

  • [招待講演] 2022年6月16日に大阪大学蛋白質研究所で開催された蛋白質データサイエンスセミナーで松永が「機械学習を用いた実験データとシミュレーションデータの統合モデリング(データ同化)」で講演しました

  • [招待講演] 2022年6月7日〜9日につくばで開催された第22回日本蛋白質科学会年会のワークショップ「「富岳」時代の計算蛋白質科学」(オーガナイザー:東大・山下先生、横浜市大・池口先生)で松永がタイトル「実験とシミュレーションを統合したタンパク質ダイナミクスのモデリング」で講演しました(6月7日発表)

  • [イベント] 2022年5月30日 熊谷女子高校の1年生に出前授業として松永がタイトル「情報工学で分子を見る 〜生命現象から新型コロナまで〜」で6限(50分、29人)と7限(50分、32人)の授業を行いました

  • [招待講演] 2022年4月15日 オンラインで開催された第40回関東CAE懇話会で松永がタイトル「実験とシミュレーションを統合した生体分子構造ダイナミクスのモデリング」で特別講演しました

  • [イベント] 2022年4月1日 卒研生の6名が配属されました

  • [イベント] 2022年3月31日 第19回新学術「高速分子動画」オンラインセミナー(オンライン開催)で松永がタイトル「実験とシミュレーションを統合した生体分子構造ダイナミクスのモデリング」で講演しました

  • [イベント] 2022年3月28日にオンラインで開催されたJST CREST(情報計測)のチーム会議へ参加して、修士2年生の大金さんと松永が高速AFMデータのモデリング研究の進捗を報告しました

  • [学会発表] 2021年3月15日〜19日 オンラインで開催された日本物理学会第77回年次大会で修士1年生の山口さんが口頭発表「分子動力学シミュレーションを活用したNanobody-抗原複合体のアンサンブルドッキング」(3月15日発表)を行いました

  • [会議開催] 2022年3月14日〜15日 日本生物物理学会「生体分子シミュレーション・モデリング」サブグループの第2回目の研究会を開催しました。多くの皆さまにご参加いただきありがとうございました。学部4年生の岡田さんが口頭発表「自由エネルギー摂動法によるVHH抗体配列の最適化」、大嶋さんが口頭発表「高速原子間力顕微鏡の探針形状推定法の開発」、松永が口頭発表「エンドツーエンドで微分可能なトラジェクトリ解析ツールの開発」(いずれも3月15日発表)を行いました

  • [イベント] 2022年2月18日 高度情報科学技術研究機構(RIST)のスパコンコロキウムの第4回として松永がタイトル「生体分子系の分子動力学シミュレーションデータの解析入門」で講演しました

  • [イベント] 2022年2月17日 学部4年生の岡田さん、小田さん、松原さん、長沢さん、大嶋さん、内野さんが卒業論文を提出し、卒論最終発表会で発表しました

  • [イベント] 2022年2月16日 大宮北高校の1年生に出前授業として松永がタイトル「情報工学で分子を見る 〜生命現象から新型コロナまで〜」(1コマ50分、30名ほど)の授業を行いました

  • [イベント] 2022年2月14日 修士2年生の大金さんが修士論文を提出し、修士論文最終審査会で発表しました。また、修士2年生の相場さん(機能材料工学コース所属)も修士論文を提出し、修士論文最終審査会で発表しました

  • [論文] 2022年1月30日 Antibodies(MDPI)にEpsilon Molecular Engineering株式会社(EME社)と三井情報株式会社(MKI社)と共同研究した論文 “Construction of a Humanized Artificial VHH Library Reproducing Structural Features of Camelid VHHs for Therapeutics” が出版されました。EME社が創薬に有用なヒト化されたVHH抗体ライブラリ(PharmaLogical library)を開発したという内容です。我々は、先月の論文で開発したEnhanced samplingシミュレーションによってライブラリの構造多様性が保たれているかを検証しました。実験(EME社)、バイオインフォ(MKI社)、計算科学(埼玉大)のコラボが上手くいった例だと思います

  • [招待講演] 2022年1月21日 第3回ピコバイオロジー研究会(オンライン開催)で松永がタイトル「生体分子構造ダイナミクスの統合モデリング」で講演しました

  • [論文] 2021年12月18日 Life(MDPI)に修士1年生の東田さんとの論文 “Enhanced Conformational Sampling of Nanobody CDR H3 Loop by Generalized Replica-Exchange with Solute Tempering” が出版されました。Enhanced samplingの一種であるgREST法のVHH抗体のループモデリングへの適用可能性を検証した内容です。立命館大学の冨樫教授と日本医科大学の藤崎教授が編集しているSpecial Issue “Multiscale Simulation Methods for Living Systems: Applications to Biomolecules and Cells” へ招待いただき投稿した論文です。〆切が設定されていたため正直なところ検証が不十分なところがありますが、残された問題については今後取り組んでいく予定です

  • [イベント] 2021年12月15日 サポイン事業「ITバイオと進化工学を融合した高機能化人工次世代抗体VHHの開発」中間評価ヒアリングでVHH抗体計算の進捗を報告しました

  • [招待講演] 2021年12月11日 第4回ワークショップ「レア・イベント解析とデータ科学」(オンライン開催)で松永がタイトル「生体分子構造ダイナミクスの統合モデリング」で講演しました

  • [イベント] 2021年12月4日 修士1年生の東田さんと山口さんが修士論文の中間発表会で発表しました

  • [イベント] 2021年11月30日 統計物理と統計科学のセミナー(オンライン開催)で松永がタイトル「生体分子構造ダイナミクスの統合モデリング」で講演しました

  • [学会発表] 2021年11月29日〜12月1日 岡山大学とオンラインでハイブリッド開催された第35回分子シミュレーション討論会で修士2年生の相場さん(機能材料工学コース所属)がポスター発表「分子動力学シミュレーションによるNanobody結合過程の解析」(オンデマンド動画掲載による11月29日〜12月1日の期間発表)を行いました

  • [学会発表] 2021年11月25日〜27日 オンラインで開催された第59回日本生物物理学会で修士2年生の大金さんが口頭発表 “Hidden Markov Modeling of Biomolecular Conformational Dynamics from Atomic Force Microscopy Time-Series Images” (11月26日発表)、修士1年の東田さんが口頭発表 “Enhanced Conformational Sampling of Nanobody CDR H3 Loops by Generalized Replica-Exchange with Solute Tempering” (11月27日発表)を行いました

  • [論文] 2021年11月5日 日本物理学会誌に日本医科大学の藤崎教授、横浜市立大学の森次特任准教授との論文「タンパク質の構造変化をどのように記述するか――生体分子におけるパスサンプリング手法の発展」が出版されました。タンパク質構造変化のサンプリング手法について最近の発展をまとめたものです。松永はストリング法部分と機械学習関連を担当しました。物理学会誌ということで査読者のコメントが物理的に深いもので勉強になりました

  • [イベント] 2021年10月23日 学部4年生の岡田さん、小田さん、松原さん、長沢さん、大嶋さん、内野さんが卒業論文の中間発表会で発表しました

  • [論文] 2021年9月28日 PNASに理化学研究所の小林技師、Jung研究員、杉田チームリーダとの論文”Structural and energetic analysis of metastable intermediate states in the E1P-E2P transition of Ca2+-ATPase“が出版されました。カルシウムポンプ(SERCA)の構造変化シミュレーション(ストリング法)を行い生化学実験結果を説明する中間状態の構造を捉えたという内容です。SERCAのストリング法が難しく小林さんに苦労をかけ、10年近くかかりましたが、小林さんの強靭な粘りと杉田さんのアイデアのおかげで素晴らしい結果が得られました

  • [イベント] 2021年9月21日 修士2年生の大金さんが修士論文の中間審査会で発表しました

  • [学会発表] 2021年9月20日〜23日にオンライン開催された日本物理学会2021年秋季大会で修士2年生の大金さんが口頭発表「高速原子間力顕微鏡時系列データの隠れマルコフモデリング」、修士1年の東田さんが口頭発表「gREST法によるNanobody CDR H3ループ構造のサンプリング」を行いました

  • [招待講演] 2021年9月6日にオンライン開催された筑波大学計算科学研究センター 計算メディカルサイエンスワークショップ2021で松永がタイトル「VHH抗体の構造と熱安定性のモデリング」で講演しました

  • [イベント] 2021年8月10日〜27日に行われた埼玉大学Webオープンキャンパスで松永の模擬授業「情報工学で分子を見る〜生命現象から新型コロナまで〜」がオンデマンドで配信されました

  • [論文] 2021年7月20日 PLoS Comput. Biol. に京都大学の新稲さん、高田先生との論文”Rigid-body fitting to atomic force microscopy images for inferring probe shape and biomolecular structure.“が出版されました。AFM画像と分子構造データから短針の形状を推定する内容です。様々な指標を徹底的に比較しており、私自身もとても勉強になりました

  • [学会発表] 2021年6月16日 オンラインで開催された第21回日本蛋白質科学会で修士2年生の大金さんがポスター発表 “Hidden Markov Modeling of Biomolecular Conformational Dynamics from Atomic Force Microscopy Time-Series Images”、修士1年の東田さんがポスター発表 “Enhanced Conformational Sampling of Nanobody CDR H3 Loops by Generalized Replica-Exchange with Solute Tempering” を行いました

  • [論文] 2021年5月6日 J. Chem. Inf. Model.に理化学研究所の信夫研究員、小林研究員、杉田チームリーダとの論文 ”Coarse-Grained Modeling of Multiple Pathways in Conformational Transitions of Multi-Domain Proteins“ が出版されました。以前の粗視化モデルパラメータの最適化を信夫さんの尽力によりmultiple pathwaysまでも作れるように拡張したものです

  • [イベント] 2021年4月1日 卒研生の6名が配属されました

  • [会議開催] 2021年3月29日〜30日 日本生物物理学会におけるサブグループ「生体分子シミュレーション・モデリング」の発足を目指して第1回の研究会を開催しました。多くの皆さまにご参加いただきありがとうございました。本研究室からは修士1年生の大金さんがタイトル「高速AFM時系列データの隠れマルコフモデリング」で講演しました。

  • [イベント] 2021年3月23日〜24日にオンラインで開催されたJST CREST(情報計測)のチーム会議へ参加して、修士1年生の大金さんと松永が高速AFMデータのモデリング研究の進捗を報告しました

  • [イベント] 2021年3月8日〜10日 学部4年生の東田さんと山口さんがオンラインで開催されたKOBE HPC スプリングスクール(中級)2021へ参加して、修了証をいただきました

  • [イベント] 2021年2月18日 学部4年生の櫻井さん、近藤さん、上田さん、東田さん、山口さんが卒業論文を提出し、卒論最終発表会で発表しました

  • [イベント] 2021年2月15日 修士2年生の中山さんが修士論文を提出し、修士論文最終審査会で発表しました

  • [イベント] 2021年2月4日 物質・デバイス領域共同研究拠点の基盤共同研究の支援を受けて、北海道大学電子科学研究所の小松崎研と、修士1年生の大金さん、松永とで構造サンプリングの効率化に関するオンライン打ち合わせを行いました。松永研が話題提供を行いました

  • [イベント] 2021年1月28日 サポイン事業「ITバイオと進化工学を融合した高機能化人工次世代抗体VHHの開発」中間評価ヒアリングでVHH構造計算の進捗を報告しました

  • [イベント] 2021年1月7日 文科省「富岳」成果創出加速プログラム「全原子・粗視化分子動力学による細胞内分子動態の解明」主催のInternational Workshop “1st Fugaku Bio-supercomputing Workshop“へ参加しました。松永は2日目の座長を務めました

  • [書籍] 2020年12月14日 実験医学増刊 機械学習を生命科学に使う! (編著 東大・小林先生、京大・杉村先生、慶応大・舟橋先生)の一節(分子シミュレーションと実験データを統合する機械学習手法)を執筆しました

  • [イベント] 2020年12月5日 修士1年生の大金さんが修士論文の中間発表会で発表しました

  • [招待講演] 2020年12月2日〜4日にオンライン開催された第43会日本分子生物学会年会におけるシンポジウム “Machine learning in biology” (オーガナイザー:京都大・杉村先生、東大・小林先生)で松永がタイトル"Integrative modeling of protein dynamics from experimental data and molecular dynamics simulations"で講演しました

  • [イベント] 2020年10月24日 学部4年生の櫻井さん、近藤さん、上田さん、東田さん、山口さんが卒業論文の中間発表会で発表しました

  • [イベント] 2020年9月24日 修士2年生の中山さんが修士論文の中間審査会で発表しました

  • [イベント] 2020年9月20日 埼玉大学ハイグレード理数高校生育成プログラム(HiGEPS)の基礎セミナーで松永が「コンピュータで体をつくる分子をみる」という内容で話しました

  • [招待講演] 2020年9月16日〜18日にオンライン開催された第58回日本生物物理学会年会におけるシンポジウム “Biofunctional Science of the Structural Fluctuations of Biomolecules and Drugs” (オーガナイザー:近畿大・米澤先生、宮下先生)で松永がタイトル"Integrative modeling of protein dynamics from single-molecule experiments and molecular dynamics simulations"で講演しました

  • [招待講演] 2020年9月14日〜16日にオンライン開催された第93回日本生化学会大会におけるシンポジウム「生体内計測技術が拓くタンパク質構造・機能相関と創薬展開」(オーガナイザー:産総研・竹内先生、徳島大・齋尾先生)で松永がタイトル「計測とシミュレーションを統合したタンパク質ダイナミクスのモデリング」で講演しました

  • [イベント] 2020年9月2日 埼玉新聞のサイ・テクこらむ「計算による顕微鏡」を執筆しました

  • [研究助成] 2020年8月3日 科研費の挑戦的研究(萌芽)「タイリングによるウイルス外殻のボトムアップ設計」(代表: 松永、分担: 北海道大学 堀山先生、東京大学 舘先生)が採択されました。計算によるウイルス外殻の設計原理の解明に取り組みます

  • [学会発表] 2020年7月7日〜9日 第20回日本蛋白質科学会でM2の中山さんがポスター発表 “Infinite-swap limit in generalized replica exchange with solute tempering”、M1の大金さんがポスター発表 “Bayesian analysis of high-speed atomic force microscopy images towards integrative modeling of biomolecular dynamics” を行いました(今回は新型コロナの影響によりポスター発表が非開催となったため予稿提出によるみなし発表)

  • [研究助成] 2020年6月22日 経済産業省関東経済産業局の戦略的基盤技術高度化支援事業(サポイン事業)に「ITバイオと進化工学を融合した高機能化人工次世代抗体VHHの開発」(主たる中小企業者 株式会社Epsilon Molecular Engineering、事業管理期間 埼玉大学)が採択されました。計算によるVHH抗体の構造やドッキングポーズのモデリングへ取り組みます

  • [書籍] 2020年4月1日 膜タンパク質工学ハンドブック(監修 津本浩平先生・浜窪隆雄先生)という膜タンパク質研究に関するあらゆる内容が解説されている本の一節(膜タンパク質の全原子分子動力学シミュレーション)を分担執筆しました

  • [研究助成] 2020年4月1日 文部科学省 スーパーコンピュータ「富岳」成果創出加速プログラムの「全原子・粗視化分子動力学による細胞内分子動態の解明」(代表: 杉田有治 理化学研究所主任研究員)のサブ課題「データ科学的手法による粗視化モデルパラメタの最適化」へ参画します。分子シミュレーションによる分子構造サンプリングの効率化とデータ解析法の高度化に取り組みます

  • [研究助成] 2020年4月1日 科学技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業(CREST) の「高速原子間力顕微鏡1分子計測のデータ同化による生体分子4次元構造解析法の開発」(代表: 高田彰二 京都大学教授)へ主たる共同研究者として合流します。高速AFMと分子シミュレーションを統合する技術開発と応用に取り組みます

  • [イベント] 2020年4月1日 卒研生の5名が配属されました

  • [イベント] 2020年2月17日 学部4年生の菱沼さんと大金さんが卒業論文を提出し、卒論発表を行いました

  • [論文] 2020年1月29日 Current Opinion in Structural Biologyに理化学研究所の杉田チームリーダとの総説論文”Use of single-molecule time-series data for refining conformational dynamics in molecular simulations“が出版されました。我々が最近行ってきた計測と分子シミュレーションのデータ同化研究について執筆依頼されまとめたものです

  • [イベント] 2019年12月18日 研究室の忘年会を行いました

  • [イベント] 2019年12月7日〜8日に大阪で行われたJSTさきがけ(情報計測)1期生課題事後評価会で松永の課題研究「生体分子動態解析のためのデータ同化基盤の開発と応用」について報告しました

  • [イベント] 2019年11月30日 修士1年生の中山さんが修士論文の中間発表会で発表しました

  • [論文] 2019年11月29日 Biophysics and Physicobiologyに理化学研究所の信夫研究員、小林研究員、杉田チームリーダとの論文”Building a macro-mixing dual‑basin Gō model using the Multistate Bennett Acceptance Ratio“が出版されました。シミュレーションのデータ解析をして良いモデルパラメータを効率的に探索する内容の論文です。松永は理論面と解析プログラムの一部を担当しました

  • [招待講演] 2019年11月17日〜21日にMalaysiaのKuchingで行われた14th Asia-Pacific Physics Conference 2019 (APPC14)で松永がタイトル"Integrative modeling of protein dynamics from time-series data of single-molecule experiments and molecular dynamics simulations"で講演しました

  • [イベント] 2019年11月3日に行われた埼玉大学工学部オープンラボで「コンピュータで分子を動かしてみよう!」という展示を行いました。350名を超える方々にお越しいただきました

  • [会議開催] 2019年9月24日〜26日に宮崎で行われた第57回日本生物物理学会年会で理化学研究所の木川先生と松永がシンポジウム「高次元データ駆動科学と計測インフォマティクスによる分子観察の新展開」をオーガナイズしました

  • [イベント] 2019年8月29日 修士1年生の中山さんが神戸大学で行われたKOBE HPC サマースクール(初級) 2019へ参加して、修了証をもらいました

  • [イベント] 2019年8月6日〜8日に行われた埼玉大学オープンキャンパスで展示を行いました。また、松永が高校生向けの模擬授業を行いました

  • [イベント] 2019年8月1日 新たに修士1年生が1名が加わりました

  • [招待講演] 2019年7日20日〜21日に札幌で行われた第14回トランスポーター研究会年会で松永がタイトル「計算科学と多剤排出トランスポーターAcrB」で講演しました

  • [会議開催] 2019年6月24日〜26日に神戸で行われた第19回日本蛋白質科学会年会で京都大学の渕上先生と松永がワークショップ「生体分子の構造機能解明に向けた計測と情報の融合」をオーガナイズしました

  • [招待講演] 2019年6月24日〜26日に神戸で行われた第19回日本蛋白質科学会年会のワークショップ「タンパク質が機能する瞬間を捉える~タンパク質ダイナミクス研究の新時代」(オーガナイザー:理研・南後先生、鳥取大・日野先生)で松永がタイトル「シミュレーションと1分子計測を統合したタンパク質ダイナミクスのモデリング」で講演しました

  • [イベント] 2019年5月12日〜14日に淡路で行われたJSTさきがけ(情報計測)領域会議で松永の課題研究「生体分子動態解析のためのデータ同化基盤の開発と応用」の進捗について報告しました

  • [イベント] 2019年4月17日 研究室の歓迎会を行いました

  • [論文] 2019年4月1日 邦文誌「生物物理」のVol. 59 No. 2に松永の原稿「全原子分子動力学シミュレーションが解き明かす多剤排出トランスポーターAcrBの薬剤排出機構」が出版されました。京コンピュータを用いて巨大分子機械の動きを計算した研究を日本語で解説したものです

  • [イベント] 2019年4月1日 学部4年生の2名が配属されました

  • 2019年4月1日 研究室を立ち上げました


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