AMEMIYA Takashi

Affiliation

Faculty of Environment and Information Sciences, Division of Natural Environment and Information

Job Title

Professor

Date of Birth

1964

Research Fields, Keywords

化学振動反応, nonlinear chemical reaction, がん細胞, 細胞の解糖系振動, 振動現象の数理モデル解析, bioligical oscillations, 代謝ダイナミクス, 脳細胞, nonlinear, non-equilibrium, complex systems

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ORCID  https://orcid.org/0000-0002-3098-3875

The Best Research Achievement in Research Career 【 display / non-display

The Best Research Achievement in the last 5 years 【 display / non-display

  • 【Published Thesis】 Modeling studies of heterogeneities in glycolytic oscillations in HeLa cervical cancer cells  2019.03

    【Published Thesis】 Primordial oscillations in life: Direct observation of glycolytic oscillations in individual HeLa cervical cancer cells  2017.09

    【Published Thesis】 Promortion and inhibition of synchronous glycolytic oscillations in yeast by chitosan  2018.05

    【Published Thesis】 The effects of starvation and acidification on lag phase duration of surviving yeast cells  2018.04

    【Published Thesis】 How to decide window-sizes of smoothing methods: A goodness of fit criterion for smoothing oscillations data  2019.02

Education 【 display / non-display

  •  
    -
    1993

    The University of Tokyo   Doctor Course   Completed

  •  
    -
    1988

    The University of Tokyo   Graduated

Degree 【 display / non-display

  • Doctor of Engineering - The University of Tokyo

Campus Career 【 display / non-display

  • 2011.4
     
     

    Duty   Yokohama National UniversityFaculty of Environment and Information Sciences   Division of Natural Environment and Information   Professor  

  • 2007.4
    -
    2011.3

    Duty   Yokohama National UniversityResearch Institute of Environment and Information Sciences   Division of Natural Environment and Information   Associate Professor  

  • 2002.4
    -
    2007.3

    Duty   Yokohama National UniversityResearch Institute of Environment and Information Sciences   Division of Natural Environment and Information   Associate Professor  

  • 2018.4
     
     

    Concurrently   Yokohama National UniversityGraduate School of Environment and Information Sciences   Department of Artificial Environment   Professor  

  • 2011.4
     
     

    Concurrently   Yokohama National UniversityCollege of Engineering Science   Department of Chemistry, Chemical Engineering and Life Science   Professor  

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External Career 【 display / non-display

  • 2001.4
    -
    2002.3

    National Institute of Advanced Industrial Science and Technology   Nanotechnology Research Institute   Senior Researcher  

  • 1996.9
    -
    2001.3

    National Institute of Materials and Chemical Resarch   Department of Chemical Systems   Senior Researcher  

  • 1995.5
    -
    1996.8

    West Virginia University, U.S.A.   Department of Chemistry   Post Doctoral Fellow  

  • 1993.4
    -
    1995.4

    National Institute of Materials and Chemical Resarch   Department of Chemical Systems   Researcher  

Academic Society Affiliations 【 display / non-display

  • 1988
     
     
     

    Chemical Society of Japan

  • 1988
     
     
     

    Electrochemical Society of Japan

  • 2005
     
     
     

    日本数理生物学会

  • 2018
     
     
     

    電子情報通信学会

Research Areas 【 display / non-display

  • Informatics / Life, health and medical informatics

  • Natural Science / Biophysics, chemical physics and soft matter physics

  • Others / Others  / Nonlinear Chemistry

  • Nanotechnology/Materials / Green sustainable chemistry and environmental chemistry

  • Nanotechnology/Materials / Nanomaterials

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Research Career 【 display / non-display

  • Nonlinear Chemical Reaction

    Basic Science Research Program  

    Project Year:

     More detail

    Nonlinear dynamics in chemical reactions, biochemical systems, and material sciences.

  • Oscillations in cells, Synchronization between cells

    Basic Science Research Program  

    Project Year:

     More detail

    Glycolytic oscillations in cancer cells

  • Nonlinear dynamics

    The Other Research Programs  

    Project Year:

Books 【 display / non-display

  • Nonlinear Behavior of a Self-Propelled Droplet Coupled with a Chemical Oscillatory Reaction

    N. J. Suematsu, Y. Mori, T. Amemiya, S. Nakata( Role: Joint author)

    Springer  ( ISBN:3319643347

     More details

    Total pages:421   Responsible for pages:197-208   Language:English Book type:Scholarly book

  • Nonlinear phenomena during the oxidation and bromination of pyrocatechol

    Takashi Amemiya and Jichang Wang( Role: Joint author)

    Intech  ( ISBN:9789537619619

     More details

    Total pages:366   Responsible for pages:21   Language:English Book type:Scholarly book

    Nonlinear phenomena in chemical reactions

  • Mathematical models for dynamics and management of algal blooms in aquatic ecosystems

    T. Amemiya, H. Serizawa, T. Sakajo, K. Itoh( Role: Joint author)

    NOVA  ( ISBN:9781606927724

     More details

    Total pages:434   Responsible for pages:47-101   Language:English Book type:Scholarly book

  • よみがえれ! 科学者魂

    佐々木聰,雨宮隆,鴨下顕彦,露下伊佐男,中田聡( Role: Joint author)

    丸善株式会社  ( ISBN:9784621081228

     More details

    Total pages:188   Responsible for pages:75-104   Language:Japanese Book type:Scholarly book

  • 国連ミレニアムエコシステム評価-生態系サービスと人類の将来-

    ( Role: Joint author)

    オーム社 

     More details

    Language:Japanese Book type:Scholarly book

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Thesis for a degree 【 display / non-display

  • 機能性薄膜電極における電荷移動ダイナミクス

    雨宮隆

    1993.3

    Doctoral Thesis   Single Work  

Papers 【 display / non-display

  • Spontaneous Mode Switching of Self-Propelled Droplet Motion Induced by a Clock Reaction in the Belousov-Zhabotinsky Medium

    Nobuhiko J. Suematsu, Yoshihito Mori, Takashi Amemiya, Satoshi Nakata

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS   12 ( 31 )   7526 - 7530   2021.8  [Reviewed]

    DOI Web of Science

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:American Chemical Society   Joint Work  

  • 細胞の代謝共生動態のメカニズムと機能

    雨宮隆

    電子情報通信学会技術研究報告   121 ( 8 )   40 - 42   2021.4

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (research society, symposium materials, etc.)   Publisher:電子情報通信学会   Single Work  

  • Switching between Two Oscillatory States Depending on the Electrical Potential

    Masakazu Kuze, Mari Horisaka, Nobuhiko J. Suematsu, Takashi Amemiya, Oliver Steinbock, and Satoshi … Show more authors

    Journal of Physical Chemistry B   125 ( 14 )   3638 - 3643   2021.4  [Reviewed]

    DOI

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:American Chemical Society   Joint Work  

  • がん細胞と脳細胞における代謝振動と細胞間相互作用

    雨宮隆

    電子情報通信学会技術研究報告   120 ( 307 )   37 - 39   2020.12

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (research society, symposium materials, etc.)   Publisher:電子情報通信学会   Single Work  

  • がん細胞と脳細胞の代謝振動と同期

    雨宮隆

    電子情報通信学会技術研究報告   119 ( 432 )   5 - 7   2020.2

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (research society, symposium materials, etc.)   Publisher:電子情報通信学会   Single Work  

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Review Papers 【 display / non-display

  • がん細胞の解糖系振動と悪性度診断への応用

    雨宮隆,柴田賢一,山口智彦

    医学のあゆみ   279 ( 3 )   183 - 187   2021.10

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (trade magazine, newspaper, online media)   Publisher:医歯薬出版株式会社   Joint Work  

  • 生物・生態系の機能的階層構造と多重安定性-非線形科学から見た生態環境問題-

    京都大学数理解析研究所講究録   1522   120 - 135   2006.12

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (bulletin of university, research institution)   Single Work  

  • 複雑性の科学が捉えた生態環境問題-予測と解決への展望-

    科学   76 ( 10 )   1047 - 1052   2006.10

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)   Single Work  

  • インピーダンス法(1)

    宇井幸一,竹内謙

    電気化学および工業物理化学   74 ( 4 )   351 - 357   2006.4

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)   Joint Work  

  • 電気化学測定法

    実験化学講座(触媒化学,電気化学)   25   221 - 234   2006.1

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (other)   Single Work  

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Industrial Property Rights 【 display / non-display

  • アオコの除去方法

    雨宮隆,比田井淳,伊藤公紀

     More details

    Applicant:国立大学法人横浜国立大学

    Application no:特願2009-105196  Date applied:2009.4.23

    Patent/Registration no:特許第5614828号  Date issued:2014.9.19

    Country of applicant:Domestic  

Awards 【 display / non-display

  • 電気化学会進歩賞(佐野賞)

    1997   電気化学会   電位変調分光法を用いた薄膜電極内の電荷移動ダイナミクスに関する研究

    Individual or group name of awards: 雨宮隆

Grant-in-Aid for Scientific Research 【 display / non-display

  • 脳細胞ネットワークにおける乳酸代謝動学-脳の高次機能や神経疾患の解明を目指して-

    2020.7 - 2023.3

    科学研究費補助金  Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

    Investigator(s):雨宮隆

      More details

    Grant type:Competitive

  • Studies of glycolytic oscillations and their synchronization in cancer cells and astrocytes

    2019.4 - 2022.3

    Grant-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research(B)

    Investigator(s):Takashi Amemiya

      More details

    Grant type:Competitive

  • 生物はなぜ振動・同期するのか-酵母細胞における解糖系振動現象の生命機能の解明-

    2014.4 - 2017.3

    科学研究費補助金  Grant-in-Aid for Scientific Research(C)

    Investigator(s):雨宮 隆

      More details

    Grant type:Competitive

    本研究では生物の振動・同期の生命機能を解明することを目的とした。従来,酵母細胞はある一定以上の細胞密度を越えなけば解糖系振動を行さないと考えられていたが,酵母細胞は孤立していても1細胞レベルで解糖系振動反応を起こすことを実験的に確認した。解糖系の数理モデル解析により,振動的解糖反応は定常的解糖反応よりもエネルギーの獲得効率が7~8%程度高いことが示された。また,酵母細胞をアルギン酸マイクロカプセルに封入し細胞密度を高めると細胞集団は解糖系振動反応を完全に同期させることを実験的に明らかにした。酵母と代謝類似性をもつがん(HeLa)細胞の解糖系振動反応を1細胞レベルで初めて観察した。

  • 湖沼生態系の空間情報と多重安定性理論を応用した社会生態モデリング研究

    2008.4 - 2011.3

    科学研究費補助金  Grant-in-Aid for Scientific Research(C)

    Investigator(s):雨宮 隆

      More details

    Grant type:Competitive

    本研究では,はじめに生態系の多重安定理論を応用し,生物間相互作用を利用することで富栄養化湖沼生態系を回復できることを数理生態モデルから明らかにした.次に,相模湖および津久井湖を対象とし,1960年代から2007年までの約40年間の水質・土地利用等のデータをGISを用いて総括的に解析することで,両湖におけるアオコの発生の原因や特徴を時空間的な視点から解明した.その結果,両湖における富栄養化の要因である窒素については大気由来の窒素であることが強く示唆された.集水域の社会・経済的な状況,環境要件等で富栄養化が避けられない湖沼においても,生物間相互作用を利用すれば環境修復が可能であることが示された.

  • 富栄養化湖沼生態系の多重安定性と物質循環機構に基づく保全生態学研究

    2005.4 - 2007.3

    科学研究費補助金  Grant-in-Aid for Scientific Research(C)

    Investigator(s):雨宮隆

      More details

    Grant type:Competitive

    富栄養化湖沼生態系の生態学的安定性と物質循環機構を解明し湖沼環境の修復手法を提言することを目的とした.アオコの原因藻類の一種である藍藻類.Microeystis aeruginosa,これを捕食する鞭毛虫類Monas guttula,細菌類Pseudomonas putida等から構成される連続培養系のマイクロコズムを構成し,栄養塩(窒素・リン)濃度を環境パラメータとしたモデル湖沼生態系の個体群動態と多重安定性について評価・解析を行った.栄養塩濃度とpHを制御した実験から,M.guttulaの藻類に対する捕食効果には一種のトレード・オフ関係が存在することがわかった.即ち,M.guttulaの増殖速度は藻類の成長に有利な高栄養状態であるほど高くなるが,高栄養状態ではM.aeruginosaの光合成活性が高くなるために溶液のpHがアルカリ側にシフトすることで,M.guttulaの増殖速度が低下した.また,中程度の栄養塩濃度では,M.guttulaの初期投入個体数に応じて,M.aeruginosaが絶滅する場合と生き残る場合の実験結果が得られ,数理モデルで得られていた多重安定性の可能性が示唆された.また,栄養塩濃度とM.aeruginosaの細胞内生体分子組成の関係を調べると,栄養塩濃度が高い場合は対数増殖期に,細胞内のグリコーゲンと脂質が増加することが分かった.即ち,富栄養化した状態では,水中の栄養塩が藻類によって効率よく吸収され,成長に大きく寄与することが示唆された.
    さらに,温暖化等の影響で湖沼の水温が高くなることを想定した新しい数理モデルを構成した.藍藻類の成長率が水温に比例すると考えると,夏期の水温に臨界点があり,その水温を越える年は藍藻類が大増殖し,超えない年は抑制されるという多重安定性の特徴が示された.この結果は,相模湖・津久井湖における水温制御(エアレーション)の効果を示す過去20年以上の観測データを良く説明できた.また,植栽が藍藻類の制御に有効であることや,湖沼生態系の管理には,不確実性を考慮した順応的管理(フィードバック制御)が重要であることを指摘した.

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Other external funds procured 【 display / non-display

  • 細胞のエネルギー代謝と共生動態の数理・統計学的研究-がんの増殖メカニズムや脳の高次機能の解明を目指して-

    2020.9 - 2021.3

    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology  共同利用・共同研究拠点 明治大学MIMS「現象数理学研究拠点」ライフサイエンス・数理科学融合研究支援プログラム

    Investigator(s):雨宮隆

  • 高性能銀ナノ粒子実装技術の開発

    2020.6 - 2021.3

    Private Foundations  横浜工業会研究助成

    Investigator(s):雨宮隆

  • 生態系の機能的階層構造と非線形相互作用に基づく環境複雑系研究

    2010.1 - 2010.12

    Japan Science and Technology Agency  JST研究シーズ探索プログラム

    Investigator(s):雨宮隆

  • 確率共鳴:ノイズによる微弱信号の非線形化学センシング

    1998.4 - 1999.3

    Ministry of Economy, Trade and Industry  通商産業省一般会計科学技術振興調整費

    Investigator(s):雨宮隆

  • 非線形化学システムにおける情報変換とその制御に関する研究

    1995.4 - 1999.3

    Ministry of Economy, Trade and Industry  通商産業省一般会計鉱工業技術振興調整費

    Investigator(s):山口智彦

Presentations 【 display / non-display

  • 細胞の代謝振動と数理モデル-がん細胞の悪性評価への応用-

    雨宮隆

    2021年電子情報通信学会ソサエティ大会 先端バイオテクノロジーの医工展開  (オンライン開催)  電子情報通信学会

     More details

    Event date: 2021.9

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:オンライン開催  

  • 細胞の代謝共生動態のメカニズムと機能

    雨宮隆

    有機エレクトロニクス研究会(OME)  (沖縄県青年会館(ハイブリッド開催))  電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会(OME)

     More details

    Event date: 2021.4

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:沖縄県青年会館(ハイブリッド開催)  

  • 化学振動反応が創り出す時空間パターンの電気化学的な制御

    久世 雅和、堀坂 麻里、末松 信彦、雨宮 隆、Oliver Steinbock、中田 聡

    日本化学会第101春季年会(2021)  (オンライン開催)  日本化学会

     More details

    Event date: 2021.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:オンライン開催  

  • がん細胞と脳細胞における代謝振動と細胞間相互作用

    雨宮隆

    電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会(OME)  (沖縄県青年会館(ハイブリッド開催))  電子情報通信学会

     More details

    Event date: 2020.12

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:沖縄県青年会館(ハイブリッド開催)  

  • 電極反応で生成する抑制因子とカップリングした化学振動反応の応

    堀坂麻里,久世雅和,雨宮隆,中田聡

    2020年日本化学会中国四国支部大会  (島根大学)  日本化学会

     More details

    Event date: 2020.11

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:島根大学  

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Preferred joint research theme 【 display / non-display

  • Metabolic oscillations in cancer cells

  • Metabolic oscillations in cells

  • Modeling studies of metabolic oscillations in cells

  • 非線形振動現象

Past of Collaboration and Commissioned Research 【 display / non-display

  • がん細胞や脳細胞における代謝振動と同期

    Offer organization: 明治大学先端数理科学インスティテュート   Cooperative Research within Japan  

    Project Year: 2020.4  -   

  • 環境調和型システムの開発研究

    Offer organization: 横浜国大発ベンチャー 株式会社環境レジリエンス   Cooperative Research within an affiliated university or institute  

    Project Year: 2011.4  -   

  • Conservation ecology based on multistability and material-recycling in lake ecosystems

    Cooperative Research within Japan  

    Project Year: 2005.4  -  2008.3 

 

Charge of on-campus class subject 【 display / non-display

  • 2021   環境物理化学Ⅱ

    Interfaculty Graduate School of Innovative and Practical Studies

  • 2021   環境物理化学Ⅰ

    Interfaculty Graduate School of Innovative and Practical Studies

  • 2021   物質・生命と複雑系特論演習

    Graduate School of Environment and Information Sciences

  • 2021   物質・生命と複雑系特論

    Graduate School of Environment and Information Sciences

  • 2021   環境物理化学演習Ⅳ

    Graduate School of Environment and Information Sciences

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Charge of off-campus class subject 【 display / non-display

  • 物質・生命と複雑系

    Institution:放送大学

  • 反応物理化学の基礎と応用

    Institution:広島大学

  • 一般化学

    Institution:茨城大学

  • 細胞の代謝振動と同期

  • 時間生物学

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Committee Memberships 【 display / non-display

  • 三重大学大学院医学系研究科客員教授

    2020.4  客員教授

     More details

    Committee type:Academic society 

  • 三重大学大学院医学系研究科リサーチアソシエイト

    2019.4  リサーチアソシエイト

     More details

    Committee type:Academic society 

  • 電気化学会評議員

    2007.2 - 2009.1  評議員

     More details

    Committee type:Other 

  • 電気化学会誌編集委員会

    2005.2 - 2007.1  編集幹事

     More details

    Committee type:Other 

  • 電気化学会誌編集委員会

    2004.2 - 2005.1  編集委員

     More details

    Committee type:Other 

Social Contribution(Extension lecture) 【 display / non-display

  • 電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会(OME)

    Role(s): Guest, Planner

    電子情報通信学会  電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会(ハイブリッド開催)  沖縄県青年会館  2020.12

     More details

    Audience: Researchers

    Type:Lecture

  • 電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会(OME)

    Role(s): Planner

    電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会(OME)  電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会(OME)  2020.2

     More details

    Audience: Researchers

    Type:Planning and holding meetings,conferences,e.t.c.

  • 明治大学先端数理科学インスティテュート「現象数理学拠点」共同研究集会-生命振動現象の理解を深めるモデリングとネットワーク解析-開催

    Role(s): Guest, Host, Planner

    明治大学先端数理科学インスティテュート  明治大学先端数理科学インスティテュート「現象数理学拠点」共同研究集会  明治大学中野キャンパス(東京)  2020.2

     More details

    Audience: University students, Graduate students, Researchers

    Type:Planning and holding meetings,conferences,e.t.c.

    研究集会開催者

  • 明治大学先端数理科学科学インスティテュート「現象数理学研究拠点」共同研究集会

    Role(s): Guest, Host, Planner, Other

    明治大学先端数理科学インスティテュート  生命振動現象の理解を深めるモデリングとネットワーク解析  明治大学中野キャンパス  2019.11

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    Audience: Graduate students, Researchers

    Type:Seminar, workshop

  • 放送大学面接授業

    Role(s): Lecturer

    放送大学  東京  2018.11 - 2019.1

     More details

    Audience: General public

    Type:Extension Lecture

    物質・生命と複雑系に関する授業

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