2025年09月, 日本原生生物学会, 学会賞　　　　　　　　　　　　　　　
種々原生生物の行動と運動に関する生物物理学的研究
西上 幸範

2024年, 第6回物質・デバイス共同研究賞 基盤共同研究　　　　　　　　　　　　　　　
リザリア生物を用いた微小管系アメーバ運動の解析
野村真未;中垣 俊之;佐藤 勝彦;西上 幸範

2018年10月, 日本原生生物学会, 第51回日本原生生物学会大会ベストプレゼンテーション賞　　　　　　　　　　　　　　　
繊毛虫の固液界面への集合
西上 幸範

2014年11月, 日本原生生物学会, 奨励賞　　　　　　　　　　　　　　　
試験管内再構築系を用いたアメーバ運動における細胞質ゾル-ゲル変換機構に関する研究
西上 幸範

Geometrical preference of anchoring sites in the unicellular organism Stentor coeruleus
Syun Echigoya, Takuya Ohmura, Katsuhiko Sato, Toshiyuki Nakagaki, Yukinori Nishigami
2025年07月21日

Linear contraction of stress fibers generates cell body rotation
Chika Okimura, Syu Akiyama, Yukinori Nishigami, Ryota Zaitsu, Tatsunari Sakurai, Yoshiaki Iwadate
Cell Reports Physical Science, 2025年02月07日, ［査読有り］, ［国際誌］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Fish epidermal keratocytes, which rapidly repair wounds, comprise a frontal crescent-shaped lamellipodium and a rear rugby-ball-shaped cell body. The cell body rotates like a wheel during migration. Stress fibers are arranged along the seams of the rugby ball. Here, we show the linear contraction of stress fibers to be the driving force for rotation. We constructed a toy mechanical robot of the cell body that consisted of a soft cylinder with a contractile coil. From its motion, it was predicted that contraction of the stress fibers would deform the soft cell body and that the deformed cell body would push against the substrate to generate torque. This prediction was confirmed by the observation of stress fiber dynamics in migrating cells. Knowledge gained from this unique migration mechanism has the potential to be used in the design of biomimetic soft robots.

Measurement of protoplasmic streaming over the entire body of Physarum plasmodium, and estimation of the transport and mixing of protoplasma through the intricate vein network
Yo Sato, Charles Fosseprez, Yukinori Nishigami, Katsuhiko Sato, Hiroshi Orihara, Toshiyuki Nakagaki
Biophysics and Physicobiology, 2025年01月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）

Cellular Ethological Dynamics in Diorama Environments
Yukinori Nishigami, Itsuki Kunita, Katsuhiko Sato, Toshiyuki Nakagaki
Journal of the Physical Society of Japan, 2023年12月15日, ［査読有り］, ［招待有り］
研究論文（学術雑誌）

Three-dimensional architecture and assembly mechanism of the egg-shaped shell in testate amoeba Paulinella micropora
Mami Nomura, Keisuke Ohta, Yukinori Nishigami, Takuro Nakayama, Kei-Ichiro Nakamura, Kenjiro Tadakuma, Josephine Galipon
Frontiers in Cell and Developmental Biology, 11, Frontiers Media SA, 2023年09月04日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌）, Unicellular euglyphid testate amoeba Paulinella micropora with filose pseudopodia secrete approximately 50 siliceous scales into the extracellular template-free space to construct a shell isomorphic to that of its mother cell. This shell-constructing behavior is analogous to building a house with bricks, and a complex mechanism is expected to be involved for a single-celled amoeba to achieve such a phenomenon; however, the three-dimensional (3D) structure of the shell and its assembly in P. micropora are still unknown. In this study, we aimed to clarify the positional relationship between the cytoplasmic and extracellular scales and the structure of the egg-shaped shell in P. micropora during shell construction using focused ion beam scanning electron microscopy (FIB-SEM). 3D reconstruction revealed an extensive invasion of the electron-dense cytoplasm between the long sides of the positioned and stacked scales, which was predicted to be mediated by actin filament extension. To investigate the architecture of the shell of P. micropora, each scale was individually segmented, and the position of its centroid was plotted. The scales were arranged in a left-handed, single-circular ellipse in a twisted arrangement. In addition, we 3D printed individual scales and assembled them, revealing new features of the shell assembly mechanism of P. micropora. Our results indicate that the shell of P. micropora forms an egg shape by the regular stacking of precisely designed scales, and that the cytoskeleton is involved in the construction process.

Caenorhabditis elegans transfers across a gap under an electric field as dispersal behavior
Takuya Chiba, Etsuko Okumura, Yukinori Nishigami, Toshiyuki Nakagaki, Takuma Sugi, Katsuhiko Sato
Current Biology, 33, 13, 2668, 2677.e3, Elsevier BV, 2023年07月, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌）

Light-sheet microscopy reveals dorsoventral asymmetric membrane dynamics of Amoeba proteus during pressure-driven locomotion
Atsushi Taniguchi, Yukinori Nishigami, Hiroko Kajiura-Kobayashi, Daisuke Takao, Daisuke Tamaoki, Toshiyuki Nakagaki, Shigenori Nonaka, Seiji Sonobe
Biology Open, 12, 2, 10.1242/bio.059671, The Company of Biologists, 2023年02月15日, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
研究論文（学術雑誌）, ABSTRACT

Amoebae are found all around the world and play an essential role in the carbon cycle in the environment. Therefore, the behavior of amoebae is a crucial factor when considering the global environment. Amoebae change their distribution through amoeboid locomotion, which are classified into several modes. In the pressure-driven mode, intracellular hydrostatic pressure generated by the contraction of cellular cortex actomyosin causes the pseudopod to extend. During amoeboid locomotion, the cellular surface exhibits dynamic deformation. Therefore, to understand the mechanism of amoeboid locomotion, it is important to characterize cellular membrane dynamics. Here, to clarify membrane dynamics during pressure-driven amoeboid locomotion, we developed a polkadot membrane staining method and performed light-sheet microscopy in Amoeba proteus, which exhibits typical pressure-driven amoeboid locomotion. It was observed that the whole cell membrane moved in the direction of movement, and the dorsal cell membrane in the posterior part of the cell moved more slowly than the other membrane. In addition, membrane complexity varied depending on the focused characteristic size of the membrane structure, and in general, the dorsal side was more complex than the ventral side. In summary, the membrane dynamics of Amoeba proteus during pressure-driven locomotion are asymmetric between the dorsal and ventral sides.

This article has an associated interview with the co-first authors of the paper.

Switching of behavioral modes and their modulation by a geometrical cue in the ciliate Stentor coeruleus
Echigoya, S., Sato, K., Kishida, O., Nakagaki, T., Nishigami, Y.
Frontiers in Cell and Developmental Biology, 10, 1021469, 2022年11月01日, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］, ［国際誌］
研究論文（学術雑誌）

Simple dynamics underlying the survival behaviors of ciliates
Takuya Ohmura, Yukinori Nishigami, Masatoshi Ichikawa
Biophysics and Physicobiology, 19, e190026, Biophysical Society of Japan, 2022年08月, ［査読有り］, ［招待有り］, ［国際共著］, ［国内誌］
研究論文（学術雑誌）

Dynamic control of microbial movement by photoswitchable ATP antagonists
Sampreeth Thayyil, Yukinori Nishigami, Md. Jahirul Islam, P. K. Hashim, Ken{\textquotesingle}ya Furuta, Kazuhiro Oiwa, Jian Yu, Min Yao, Toshiyuki Nakagaki, Nobuyuki Tamaoki
Chemistry – A European Journal, 28, 30, e2022008, Wiley, 2022年03月25日, ［査読有り］, ［筆頭著者］, ［国際誌］
英語, 研究論文（学術雑誌）

Binocular stereo-microscopy for deforming intact amoeba
Kenji Matsumoto, Yukinori Nishigami, Toshiyuki Nakagaki
Optics Express, 30, 2, 2424, The Optical Society, 2022年01月17日, ［査読有り］, ［国際誌］
研究論文（学術雑誌）

Accumulation of Tetrahymena pyriformis on Interfaces
Kohei Okuyama, Yukinori Nishigami, Takuya Ohmura, Masatoshi Ichikawa
Micromachines, 12, 11, 1339, 1339, MDPI AG, 2021年10月30日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌）

Near-wall rheotaxis of the ciliate Tetrahymena induced by the kinesthetic sensing of cilia
Takuya Ohmura, Yukinori Nishigami, Atsushi Taniguchi, Shigenori Nonaka, Takuji Ishikawa, Masatoshi Ichikawa
Science Advances, 7, 43, abi5878, American Association for the Advancement of Science ({AAAS}), 2021年10月22日, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Kinesthetic sensing of cilia results in upstream motility for Tetrahymena pyriformis , a typical freshwater microorganism.

Uni-cellular integration of complex spatial information in slime moulds and ciliates
Schenz, D., Nishigami, Y., Sato, K., Nakagaki, T.
Current Opinion in Genetics and Development, 57, 78, 83, 2019年08月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）

Influence of cellular shape on sliding behavior of ciliates
Nishigami, Y., Ohmura, T., Taniguchi, A., Nonaka, S., Manabe, J., Ishikawa, T., Ichikawa, M.
Communicative and Integrative Biology, 11, 4, 2018年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
研究論文（学術雑誌）

Simple mechanosense and response of cilia motion reveal the intrinsic habits of ciliates
Ohmura, T., Nishigami, Y., Taniguchi, A., Nonaka, S., Manabe, J., Ishikawa, T., Ichikawa, M.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 115, 13, 3231, 3236, 2018年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
研究論文（学術雑誌）

The neck deformation of Lacrymaria olor depending upon cell states
Ryuji Yanase, Yukinori Nishigami, Masatoshi Ichikawa, Tohru Yoshihisa, Seiji Sonobe
Journal of Protistology, 51, 1, 6, 2018年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
英語, 研究論文（学術雑誌）

Active Materials Integrated with Actomyosin
Hiroaki Ito, Masahiro Makuta, Yukinori Nishigami, Masatoshi Ichikawa
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, 86, 10, 101001, 2017年10月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）

Protein import complexes in the mitochondrial outer membrane of Amoebozoa representatives
Dorota Buczek, Malgorzata Wojtkowska, Yutaka Suzuki, Seiji Sonobe, Yukinori Nishigami, Monika Antoniewicz, Hanna Kmita, Wojciech Makalowski
BMC GENOMICS, 17, 2016年02月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）

Non-periodic oscillatory deformation of an actomyosin microdroplet encapsulated within a lipid interface
Yukinori Nishigami, Hiroaki Ito, Seiji Sonobe, Masatoshi Ichikawa
SCIENTIFIC REPORTS, 6, 2016年01月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
英語, 研究論文（学術雑誌）

Wrinkling of a spherical lipid interface induced by actomyosin cortex
Hiroaki Ito, Yukinori Nishigami, Seiji Sonobe, Masatoshi Ichikawa
Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics, 92, 6, American Physical Society, 2015年12月21日, ［査読有り］, ［筆頭著者］
英語, 研究論文（学術雑誌）

Reconstruction of Active Regular Motion in Amoeba Extract: Dynamic Cooperation between Sol and Gel States
Yukinori Nishigami, Masatoshi Ichikawa, Toshiya Kazama, Ryo Kobayashi, Teruo Shimmen, Kenichi Yoshikawa, Seiji Sonobe
PLoS ONE, 8, 8, 2013年08月05日, ［査読有り］, ［筆頭著者］
英語, 研究論文（学術雑誌）

静電気力を用いた C. elegans の高速跳躍
佐藤 勝彦, 西上 幸範, 生物物理, 65, 2, 74, 76, 2025年04月, ［査読有り］, ［招待有り］
日本語

やや複雑な状況における原生生物の行動 変形体性粘菌の例を中心に
越後谷 駿, 西上 幸範, 佐藤 勝彦, 中垣 俊之, 日本生態学会誌, 74, 2, 203, 213, 2025年04月, ［査読有り］, ［招待有り］
日本語

単細胞生物が獲得した細胞外構造構築システム
野村 真未, 西上 幸範, Seibutsu Butsuri, 65, 4, 197, 200, 2025年, ［査読有り］
Biophysical Society of Japan

Amoeboid movement utilizes the shape coupled bifurcation of an active droplet to boost ballistic motion
H. Ebata, Y. Nishigami, H. Fujiwara, S. Kidoaki, M. Ichikawa, 2024年02月06日
One of the essential functions of living organisms is spontaneous migration
through the deformation of their body, such as crawling, swimming, and walking.
Depending on the size of the object, the efficient migratory mode should be
altered because the contribution from the inertial and frictional forces acting
on the object switches. Although the self-propelling motion characterizing
active matter has been extensively studied, it is still elusive how a living
cell utilizes the mode switching of the self-propulsion. Here, we studied the
migration dynamics of amoeboid movement of free-living amoeba, Amoeba proteus,
for starved and vegetative phases, as typified by dynamic and stationary
states, respectively. Fourier-mode analysis on the cell shape and migration
velocity extracted two characteristic migration modes, which makes a
coexistence of amoeboid-swimmer like random motion and the active-droplet like
ballistic motion. While the amoeboid-swimmer mode governs random motion, the
active-droplet mode performs non-negligible contribution on the migration
strength. By employing the symmetry argument of the active-droplet, we discover
the supercritical pitchfork bifurcation of the migration velocity due to the
symmetry breaking of the cell shape represents the switching manner from the
motionless state to the random and the ballistic motions. Our results suggest
that sub-mm sized A. proteus utilizes both shape oscillatory migration of
deformed-swimmer driven by surface wave and convection based mass transfer,
called blebbing, as like as cm-sized active droplet to optimize the movement
efficiency.

非対称な境界条件に対する繊毛虫テトラヒメナの生物対流パターン
松井健安, 奥山紘平, 川又生吹, 西上幸範, 谷茉莉, 角五彰, 市川正敏, 日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 79, 2, 2024年

原生生物の行動と運動 ー単細胞真核生物の生存戦略ー
西上幸範, 可視化情報, 44, 169, 11, 14, 2024年01月01日, ［招待有り］, ［筆頭著者, 最終著者, 責任著者］

Voltage Response of STM Tunneling Currents on Microtubules: Proposal of a New Neural Model by Quantum Reduction with Entanglement
Yutaro Teranishi, Keiji Nakatsugawa, Yukinori Nishigami, Toshiyuki Nakagaki, Koichi Ichimura, Yuta Fukuda, Satoshi Tanda, Proceedings of the 29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29), 2023年05月22日, ［査読有り］
Journal of the Physical Society of Japan

First person – Atsushi Taniguchi and Yukinori Nishigami
Biology Open, 12, 2, 2023年02月15日
ABSTRACT

First Person is a series of interviews with the first authors of a selection of papers published in Biology Open, helping researchers promote themselves alongside their papers. Atsushi Taniguchi and Yukinori Nishigami are co-first authors on ‘ Light-sheet microscopy reveals dorsoventral asymmetric membrane dynamics of Amoeba proteus during pressure-driven locomotion’, published in BiO. Atsushi is a postdoc in the lab of Toshiyuki Nakagaki at Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University, Kita-Ward Sapporo, Japan, investigating algorithms for collective space exploration and use in ciliates and amoebae. Yukinori is an assistant professor in the lab of Toshiyuki Nakagaki at the Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University, Kita-Ward Sapporo, Japan, investigating the behavior of protists., The Company of Biologists

粘菌変形体における環境依存的な輸送ネットワーク形成
中垣俊之, 佐藤勝彦, 西上幸範, 植物科学最前線, 13, 151, 2022年08月, ［査読有り］, ［招待有り］, ［国際誌］
日本語

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　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範, 伊藤弘明, 市川正敏, 植物科学最前線, 6, 82, 91, 2015年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
日本語

原生生物学事典
梁瀬隆二, 西上幸範, 3-7 運動関連装置
朝倉書店, 2023年05月, 9784254171815, viii, 446p, 図版 [4] p, 日本語, ［分担執筆］

原生生物学事典
谷口篤史, 西上幸範, 2-2-2 ツブリネア
朝倉書店, 2023年05月, 9784254171815, viii, 446p, 図版 [4] p, 日本語, ［分担執筆］

原生生物学事典
谷口篤史, 西上幸範, 2-2-1 ディスコセア
朝倉書店, 2023年05月, 9784254171815, viii, 446p, 図版 [4] p, 日本語, ［分担執筆］

原生生物学事典
谷口篤史, 西上幸範, 2-2 アメーボゾア
朝倉書店, 2023年05月, 9784254171815, viii, 446p, 図版 [4] p, 日本語, ［分担執筆］

微小管の量子的電磁場応答　　　　　　　　　　　　　　　
奥寺幹, 寺西優太郎, 中津川啓治, 藤井敏之, 西上幸範, 中垣俊之, 市村晃一, 丹田聡, 丹田聡
日本物理学会, 2024年
2024年 - 2024年

遊泳微生物の流動応答計測　　　　　　　　　　　　　　　
市川正敏, 小林琢実, 大村拓也, 西上幸範
日本物理学会, 2024年
2024年 - 2024年

ウズツボカムリのチリモ摂取過程とワムシ付着による移動行動の報告　　　　　　　　　　　　　　　
釜屋憲彦, 西上幸範, 谷口篤史, 中垣俊之
日本動物行動学会大会, 2024年
2024年 - 2024年

構造物存在下におけるソライロラッパムシの固着前行動　　　　　　　　　　　　　　　
越後谷駿, 越後谷駿, 佐藤勝彦, 岸田治, 中垣俊之, 西上幸範
日本原生生物学会大会, 2024年
2024年 - 2024年

ウズツボカムリの餌環境依存的な探索行動と仮足動態変化　　　　　　　　　　　　　　　
釡屋憲彦, 中垣俊之, 谷口篤史, 西上幸範
日本原生生物学会大会, 2024年
2024年 - 2024年

水場環境における変形菌の生存戦略　　　　　　　　　　　　　　　
石浦卓也, 中垣俊之, 西上幸範, 佐藤勝彦
日本原生生物学会大会, 2024年
2024年 - 2024年

原生生物の運動と行動の可視化-単細胞生物の生存戦略-　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範
可視化情報シンポジウム, 2023年
2023年 - 2023年, ［招待講演］

変形菌の水場環境での振る舞い　　　　　　　　　　　　　　　
石浦卓也, 中垣俊之, 佐藤勝彦, 西上幸範
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2023年
2023年 - 2023年

有殻アメーバArcella sp.の運動特性とその機構　　　　　　　　　　　　　　　
松本絃汰, 佐藤勝彦, 佐藤勝彦, 中垣俊之, 中垣俊之, 西上幸範, 西上幸範
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2023年
2023年 - 2023年

細胞周囲の幾何形状に応じた繊毛虫ラッパムシの固着場所選択行動　　　　　　　　　　　　　　　
越後谷駿, 佐藤勝彦, 佐藤勝彦, 岸田治, 中垣俊之, 中垣俊之, 西上幸範, 西上幸範
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2023年
2023年 - 2023年

オオアメーバの変形に駆動された運動モード分岐　　　　　　　　　　　　　　　
江端宏之, 西上幸範, 藤原央典, 木戸秋悟, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2022年
2022年 - 2022年

繊毛虫テトラヒメナの界面への集積とその拡散モデル　　　　　　　　　　　　　　　
奥山紘平, 西上幸範, 大村拓也, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2022年
2022年 - 2022年

狭小空間における繊毛虫ソライロラッパムシの遊泳から固着への切り替え　　　　　　　　　　　　　　　
越後谷駿, 佐藤勝彦, 佐藤勝彦, 岸田治, 中垣俊之, 中垣俊之, 西上幸範, 西上幸範
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2022年
2022年 - 2022年

変形菌のパターン形成モデルの研究:結合振動子としての観点から　　　　　　　　　　　　　　　
高橋奏太, 中垣俊之, 西上幸範, 佐藤勝彦
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2022年
2022年 - 2022年

対称環境下で現れるクラミドモナスの非対称パターン　　　　　　　　　　　　　　　
佐藤勝彦, 飯塚洸介, 神谷律, 若林憲一, 西上幸範, 中垣俊之
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2022年
2022年 - 2022年

有殻アメーバ直伝,卵型シェルターの作り方　　　　　　　　　　　　　　　
野村真未, 西上幸範, 市川正敏, 中山卓郎, 太田啓介, 中村桂一郎
日本植物生理学会年会(Web), 2021年
2021年 - 2021年

静電場を利用した線虫Caenorhabditis elegansの昆虫への便乗行動　　　　　　　　　　　　　　　
千葉拓也, 杉琢磨, 西上幸範, 中垣俊之, 佐藤勝彦
日本生態学会大会講演要旨(Web), 2021年
2021年 - 2021年

麻酔効果から考えた量子神経としての微小管　　　　　　　　　　　　　　　
寺西優太郎, 中津川啓治, 中津川啓治, 西上幸範, 中垣俊之, 市村晃一, 江花昭哉ショーン, 丹田聡
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2021年
2021年 - 2021年

ナベカムリの移動と力特性　　　　　　　　　　　　　　　
松本絃汰, 西上幸範, 西上幸範, 佐藤勝彦, 佐藤勝彦, 中垣俊之, 中垣俊之
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2021年
2021年 - 2021年

有殻アメーバの頑健な卵型被殻形成における力学的最適化　　　　　　　　　　　　　　　
野村真未, 西上幸範, 市川正敏, 中山卓郎, 太田啓介, 中村桂一郎
日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM), 2021年
2021年 - 2021年

流体模型で明らかになる繊毛虫の機械受容と応答システム
大村 拓也, 西上 幸範, 市川 正敏
生物物理, 2021年01月, 一般社団法人 日本生物物理学会, 日本語
2021年01月 - 2021年01月, Ciliates are microorganisms found in water environments that feed by accumulating close to solid-liquid interfaces such as pond bottom and waterweed surface. The ability of swimming ciliates to remain near surfaces is crucial for efficient nutrient acquisition. Here, we investigated the dynamics of the near-surface swimming behavior. In our experiments, the cilia of these ciliates lost their propelling activity when encountering a surface, suggesting they have a mechano-sensing system, and the ciliate slid along the surface. Our simulations revealed that not only the loss of ciliary activity but also the cell body aspect ratio was critical for this sliding motion., ［招待講演］

An asymmetric aggregation pattern of Chlamydomonas generated by symmetric photo-irradiation.　　　　　　　　　　　　　　　
Yukinori Nishigami
Active Matter Workshop 2021, 2021年01月, 口頭発表（招待・特別）
［招待講演］

有殻アメーバの卵型被殻建築の4Dイメージング解析　　　　　　　　　　　　　　　
野村真未, 西上幸範, 市川正敏, 中山卓郎, 太田啓介, 中村桂一郎
日本植物学会大会研究発表記録(CD-ROM), 2020年
2020年 - 2020年

流れ場における遊泳原生生物の生存戦略　　　　　　　　　　　　　　　
西上 幸範
第9回分子モーター討論会, 2019年06月
［招待講演］

遊泳繊毛虫の走流性　　　　　　　　　　　　　　　
大村拓也, 大村拓也, 西上幸範, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2019年
2019年 - 2019年

オオアメーバの細胞運動の光応答　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範, 藤原央典, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2019年
2019年 - 2019年

細胞質分裂機構を目指した再構築系の開発　　　　　　　　　　　　　　　
竹中亮太, 西上幸範, 宮崎牧人, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2019年
2019年 - 2019年

アクトミオシンを内包した細胞サイズドロップレット内部の微小粒子の異常拡散　　　　　　　　　　　　　　　
幕田将宏, 西上幸範, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2019年
2019年 - 2019年

細胞質分裂機構を目指した再構築系開発の試み　　　　　　　　　　　　　　　
竹中亮太, 西上幸範, 宮崎牧人, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2019年
2019年 - 2019年

アクトミオシンで構成された細胞サイズアクティブマテリアルのダイナミクス　　　　　　　　　　　　　　　
幕田将宏, 西上幸範, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2019年
2019年 - 2019年

Sliding behavior of ciliates near a wall.　　　　　　　　　　　　　　　
Yukinori Nishigami
Joint meeting of the Korean society of protistologists and the Japan society of protistology, 2018年07月
［招待講演］

繊毛虫の固液界面への集合　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範, 大村拓也, 市川正敏
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2018年
2018年 - 2018年

アクトミオシンを封入した細胞サイズ液滴中の微小粒子の拡散　　　　　　　　　　　　　　　
幕田将宏, 西上幸範, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2018年
2018年 - 2018年

アクトミオシン内包ドロップレットの揺らぎ解析　　　　　　　　　　　　　　　
幕田将宏, 西上幸範, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2018年
2018年 - 2018年

壁付近における繊毛虫遊泳:実験と流体数値計算　　　　　　　　　　　　　　　
大村拓也, 西上幸範, 市川正敏, 眞鍋準一, 石川拓司
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2017年
2017年 - 2017年

せん断流れ下における繊毛虫遊泳運動　　　　　　　　　　　　　　　
大村拓也, 西上幸範, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2017年
2017年 - 2017年

Amoeba proteusの光走速性　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範, 藤原央典, 市川正敏
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2017年
2017年 - 2017年

脂質-重膜に囲まれたアクトミオシン内包ドロップレットの変形と揺らぎの解析　　　　　　　　　　　　　　　
幕田将宏, 西上幸範, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2017年
2017年 - 2017年

アクトミオシンによる脂質一重膜の変形と揺らぎの解析　　　　　　　　　　　　　　　
幕田将宏, 西上幸範, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2017年
2017年 - 2017年

ロクロクビムシのプロボーシスの伸縮機構　　　　　　　　　　　　　　　
梁瀬隆二, 西上幸範, 吉久徹, 園部誠司
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2017年
2017年 - 2017年

オオアメーバの細胞運動解析　　　　　　　　　　　　　　　
藤原央典, 西上幸範, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2016年
2016年 - 2016年

Tetrahymenaの走流性に関する研究　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範, 大村拓也, 市川正敏
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2016年
2016年 - 2016年

原生生物の運動機構研究から見えてくる生命の原理　　　　　　　　　　　　　　　
園部誠司, 西上幸範, 谷口篤史, 山岡望海, 小橋川剛
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2016年
2016年 - 2016年

脂質-重膜液滴に封入した細胞骨格蛋白質による膜変形　　　　　　　　　　　　　　　
幕田将宏, 西上幸範, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2016年
2016年 - 2016年

アメーバ抽出液滴が自発的に示した変形とゆらぎ運動　　　　　　　　　　　　　　　
西上 幸範, 伊藤 弘明, 園部 誠司, 市川 正敏
日本物理学会講演概要集, 2016年, 一般社団法人日本物理学会, 日本語
2016年 - 2016年

ブレブ駆動型アメーバ運動における細胞形状の解析　　　　　　　　　　　　　　　
藤原 央典, 西上 幸範, 伊藤 弘明, 市川 正敏
日本物理学会講演概要集, 2016年, 一般社団法人日本物理学会, 日本語
2016年 - 2016年

ブレブ駆動型アメーバ運動機構　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範, 伊藤弘明, 市川正敏
原生動物学雑誌, 2016年, 日本語
2016年 - 2016年

Celluar shape deformation and locomotion of free-living amoeba, Amoeba proteus.　　　　　　　　　　　　　　　
Yukinori Nishigami
The Japan society of protistology and Korean society of protistologists joint meeting 2015, 2015年11月
［招待講演］

自由生活型アメーバAmoeba proteusの運動機構　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範
日本寄生虫学会大会プログラム・抄録集, 2015年
2015年 - 2015年

生体高分子と相互作用する柔らかい膜の形態変化　　　　　　　　　　　　　　　
伊藤弘明, 西上幸範, 市川正敏
日本物理学会講演概要集(CD-ROM), 2015年
2015年 - 2015年

分子モーターに駆動された脂質単分子膜の非熱的ゆらぎ運動　　　　　　　　　　　　　　　
伊藤 弘明, 西上 幸範, 園部 誠司, 市川 正敏
日本物理学会講演概要集, 2015年, 一般社団法人日本物理学会, 日本語
2015年 - 2015年

オオアメーバの軌道及び変形モード解析とその特性　　　　　　　　　　　　　　　
藤原 央典, 西上 幸範, 市川 正敏
日本物理学会講演概要集, 2015年, 一般社団法人日本物理学会, 日本語
2015年 - 2015年

Amoeba proteusの単離細胞膜が示す自発曲率と生細胞三次元曲率に関する研究　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範, 谷口篤史, 野中茂紀, 園部誠司, 市川正敏
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2014年
2014年 - 2014年

自由生活型アメーバの単離細胞膜が示すRolling構造と細胞膜3次元曲率に関する研究　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範, 谷口篤史, 野中茂紀, 園部誠司, 市川正敏
日本植物学会大会研究発表記録, 2014年
2014年 - 2014年

試験管内再構築系を用いたアメーバ運動における細胞質ゾルゲル転移機構に関する研究　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範
日本原生生物学会大会講演要旨集, 2014年
2014年 - 2014年

再構成アメーバシステムが見せるアメーバ運動　　　　　　　　　　　　　　　
市川正敏, 西上幸範, 新免輝男, 吉川研一, 園部誠司
日本物理学会講演概要集, 2013年
2013年 - 2013年

再構成アメーバ運動における流動特性のPIV解析　　　　　　　　　　　　　　　
市川正敏, 西上幸範, 新免輝男, 吉川研一, 園部誠司
日本物理学会講演概要集, 2013年
2013年 - 2013年

Amoeba proteusの単離細胞膜が示すローリング構造に関する研究　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範, 谷口篤史, 野中茂紀, 市川正敏, 園部誠司
日本原生動物学会プログラム講演要旨, 2013年
2013年 - 2013年

Amoeba proteusのアメーバ運動における膜および細胞質動態の三次元解析　　　　　　　　　　　　　　　
谷口篤史, 西上幸範, 小林弘子, 高尾大輔, 新免輝男, 野中茂紀, 園部誠司
日本原生動物学会プログラム講演要旨, 2012年
2012年 - 2012年

ラクリマリアのプロボーシスの伸縮機構　　　　　　　　　　　　　　　
梁瀬隆二, 西上幸範, 新免輝男, 園部誠司
日本原生動物学会プログラム講演要旨, 2012年
2012年 - 2012年

アメーバ運動における糖衣の機能　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範, 西上幸範, 池谷仁里, 柴田理加, 谷口篤史, 新免輝男, 園部誠司
日本原生動物学会プログラム講演要旨, 2012年
2012年 - 2012年

アメーバ運動による動的ゾル-ゲル変換機構　　　　　　　　　　　　　　　
西上幸範, 西上幸範, 市川正敏, 谷口篤史, 小林(梶浦)弘子, 新免輝男, 野中茂紀, 吉川研一, 園部誠司
日本原生動物学会プログラム講演要旨, 2011年
2011年 - 2011年

アメーバ運動における内と外　　　　　　　　　　　　　　　
園部誠司, 西上幸範, 谷口篤史
日本動物学会大会予稿集, 2011年
2011年 - 2011年

アクトミオシン系の動的ゾル=ゲル変換(細胞生物的課題1,第49回日本生物物理学会年会)　　　　　　　　　　　　　　　
Nishigami Yukinori, Ichikawa Masatoshi, Shimmem Teruo, Yoshikawa Kenichi, Sonobe Seiji
生物物理, 2011年, 一般社団法人 日本生物物理学会, 英語
2011年 - 2011年

生物系のための物理学　　　　　　　　　　　　　　　
北海道大学
2024年 - 現在

ソフトマター物理学特論 （非線形現象）　　　　　　　　　　　　　　　
北海道大学
2020年 - 2024年

生命機能制御科学特論 （非線形現象）　　　　　　　　　　　　　　　
北海道大学
2020年 - 2024年

一般教育演習(ﾌﾚｯｼｭﾏﾝｾﾐﾅｰ)　　　　　　　　　　　　　　　
北海道大学
2019年 - 2024年

数学総合講義Ⅰ「数理で読み解く生物行動学」　　　　　　　　　　　　　　　
北海道大学
2024年

大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学：ナノテクノロジー・ナノサイエンス概論Ⅰ 「細胞内の運動性ナノ構造物」　　　　　　　　　　　　　　　
北海道大学
2023年

数学総合講義Ⅰ「数理で読み解く生物行動学」　　　　　　　　　　　　　　　
北海道大学
2022年

生物学特殊講義 (集中)　　　　　　　　　　　　　　　
甲南大学
2019年

Karenia属赤潮原因藻の遊泳および接着機構の解明
科学研究費助成事業
2024年04月01日 - 2027年03月31日
西上 幸範
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 24K09388

環境連成力学を基盤とした微生物行動シミュレータの開発
科学研究費助成事業
2021年09月10日 - 2026年03月31日
石川 拓司, 上野 裕則, 西上 幸範
本年度は研究の立ち上げを行い、大型計算機を入札により導入した。主要な研究実績は以下の通りである。
１．クラミドモナスが流れに逆らって泳ぐ性質（走流性）を示すことを発見した。実験と理論、数値シミュレーションを融合し、そのメカニズムが遊泳の非定常性からくることを明らかにした（Omori, et al., J. Fluid Mech. 2021）。 ２．さまざまな遊泳モードを持つ微生物の2体干渉の解析を行い、干渉運動の相図を作成した。これにより、微生物干渉の体系的な理解が進んだ（Darveniza, et al., Phys. Rev. Fluids,2022）。 ３．数値解析手法の高度化にも取り組み、汎用性の高い境界要素法と近接場が得意な潤滑理論を融合させたLT-BEMを開発した。この手法を用いることで、微生物運動の解析精度が大幅に改善することを示した（Ishikawa, J. Comp. Phys., 2022）。 ４．開発した微生物行動シミュレータをバイオフィルムの形成過程へと展開した。複雑流路内に形成されるストリーマーの形成過程を、細胞スケールからメゾスケールで計算した。そして、マクロなレオロジー特性とストリーマー形状の関係を解明した（Kitamura, et al., J. R. Soc. Interface, 2021）。 ５．開発した微生物行動シミュレータを酵母の発酵過程へと展開し、培養時の輸送現象を定量的に調べた。培養容器内にプラスチックごみを模擬した物体を混入させると、ブラジルナッツ効果が現れることを発見した。この成果はSoft Matter誌の背表紙を飾り、プレスリリースされた（Srivastava, et al., Soft Matter, 2021）。
日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 東北大学, 21H05308

人工･天然バイオ界面現象の理解に基づく生体親和性材料の設計・合成　　　　　　　　　　　　　　　
CORE2-Aラボ
2025年04月 - 2026年03月
田中賢, 林智広, 中垣俊之, 西上幸範, 大村拓也, 櫻井保志, 井関隆之
人と知と物質で未来を創るクロスオーバーアライアンス, 2025C002

膜融合によって駆動する人工細胞系の開発　　　　　　　　　　　　　　　
若手FS課題研究
2025年
曽宮正晴, 西上幸範
人と知と物質で未来を創るクロスオーバーアライアンス, 研究分担者

再構成アプローチで解明するダイナミンの膜切断機構とその破綻に起因する疾患発症機序
科学研究費助成事業
2019年10月07日 - 2023年03月31日
竹田 哲也, 内橋 貴之, 竹居 孝二, 西上 幸範, 谷 知己
今年度は，Dynamin 2の異常で起こる筋疾患である先天性ミオパチーについて，研究の進展があった．先天性ミオパチーの一つである中心核ミオパチー（Centronuclear Myopathy; CNM）の患者では，骨格筋の興奮収縮連関に必要な細胞膜の陥入構造（T管）の形成異常により，筋収縮が正常に起こらない．先行研究で，Dynamin 2の遺伝子上のSNV（一塩基変異）が，CNM発症に関与することが示されていた．そこで，CNM変異型のDynamin 2の膜リモデリング機能異常について，in vitro再構成系による分子レベルの解析と，筋芽細胞を用いた細胞レベルの解析を行った．その結果，①Dynamin 2は，T管構造の安定化に必要であること，②CNM変異型Dynamin 2は，膜切断に必要なGTPアーゼ活性が恒常的に亢進しており，T管構造の形成異常が起こることを明らかにした（Fujise et al., JBC 2021）．さらに，③CNM患者のコホート解析で同定された意義不明SNVから，in vitroおよび細胞レベルの解析法を用いて疾患責任SNVを同定することに成功した（Fujise et al., bioRxiv 2021）．
今年度は，新型コロナウィルスの影響もあり，イギリスへの渡航およびチームによるオンサイトミーティングを延期せざるをえなかった．しかし，研究代表者がオーガナイズした第58回日本生物物理学会年会のシンポジウム「膜のリモデリングと組織化の分子基盤」（web開催）に国際共同研究者のMcMahon博士（MRC分子生物学研究所）をゲストスピーカーとして招聘し，最新の知見についての講演をしていただき，その後チームメンバーとのディスカッションを行った．
日本学術振興会, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 岡山大学, 19KK0180

原生生物の行動原理の解明　　　　　　　　　　　　　　　
次世代研究者育成プログラム
2018年 - 2023年
西上幸範
国立研究開発法人科学技術振興機構, 研究代表者

外的物理環境変化に対する赤潮原因藻の行動変化　　　　　　　　　　　　　　　
北海道ガス研究助成制度
2023年
西上幸範
北海道ガス, 研究代表者

Active Matter across Scales for Novel Materials　　　　　　　　　　　　　　　
創成特定研究事業
2022年
角五彰, 景山義之, 西上幸範, Evgeny PODOLSKIY, 住野 豊
北海道大学, 研究分担者

繊毛虫の走流性メカニズムの研究　　　　　　　　　　　　　　　
研究助成
2020年 - 2021年
西上幸範
クリタ水・環境科学振興財団, 研究代表者

高速3次元可視化法を用いたスイクダムシの行動の定量化　　　　　　　　　　　　　　　
研究開発助成事業 若手研究人材育成事業 若手研究人材・ネットワーク育成補助金
2021年
西上幸範
公益財団法人北海道科学技術総合振興センター, 研究代表者

人工運動細胞を用いたブレブ駆動型アメーバ運動におけるアクチン高次構造の機能解明
科学研究費助成事業
2017年04月26日 - 2020年03月31日
西上 幸範
ブレブ駆動型アメーバ運動は組織中を移動する接着性真核細胞が一般に行う運動様式で、多くの生命現象において重要であることが示されている。生細胞を用いた研究からアクチン高次構造制御タンパク質がこの運動に重要であることが示唆されているが、このアクチン高次構造が細胞を構成するタンパク質や細胞膜などに対し具体的にどのように作用するのかは十分に理解されていない。そこで、本研究ではブレブ駆動型アメーバ運動を試験管内で再構築し、アクチン高次構造を任意に変化させることで、この構造と運動の関係を明らかにするとこを目的とする。
本年度は研究計画に従い前年度に作製、至適化したブレブ駆動型アメーバ運動試験管内再構築系に、数種類のアクチン高次構造を変化させるアクチン結合タンパク質を追加し、それぞれの運動に対する影響を調べた。アクチン結合タンパク質の追加によって、膜形状の非平衡揺らぎ特性や形状発展のモードが大きく影響を受けるということがわかった。また、これらの原因を調べるため、これらアクチン結合タンパク質を加えた際のアクチン溶液の粘弾性特性に関しても調べた。その結果、粘弾性特性が同等であっても膜形状の非平衡揺らぎや形状発展は異なるという状態が存在することを発見した。
本研究によって、アクチン結合タンパク質が膜の形状変化に大きな影響を与え、その際、粘弾性特性以外の要素の重要性が示唆された。次の目標は、その機構の詳細の解明である。そのためには、膜の粘弾性特性などを定量的に測定する必要がある。また、アクチン結合タンパク質の種類によって膜への封入可能な条件が異なるため、それぞれの状態を単純に比較することはできないということも問題点として挙げられる。今後、これらを改善することで本分野の大きな進歩があると期待される。
日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 17J06827

原生生物におけるプライミング効果　　　　　　　　　　　　　　　
次世代研究者リーダー育成共同研究助成
2020年
西上幸範、森本琢
北海道大学⼈材育成本部, 研究代表者

Amoeba proteusの単離細胞膜が示すRolling構造に関する研究　　　　　　　　　　　　　　　
笹川科学研究助成
2014年
西上幸範
公益財団法人 日本科学協会, 研究代表者

新規モデルシステムを用いたアメーバ運動機構の解明
科学研究費助成事業
2010年 - 2012年
西上 幸範
アメーバ運動の運動機構としては仮足先端部分でのアクチンの重合が重要であると考えられてきたが、近年、ブレブ依存的アメーバ運動と呼ばれるもう一つの機構が多種の細胞で確認されている。しかしながら、その機構に関しては不明な点が多い。その原因としては、ブレブ依存的アメーバ運動は細胞全体が関わる運動であるため、詳細な解析や生化学的研究などが困難であるということが挙げられる。私はこのような問題を解決するために、これまで独自に開発した試験管内再構築系を用いて研究を行ってきた。この系は「細胞抽出液中にアクトミオシン溶液を注入すると、アクトミオシン溶液がアメーバ運動様の動きを示す」という系である。
再構築系と生細胞が行うブレブ依存的アメーバ運動の類似性を示すため、運動中のアクチンを蛍光ファロイジンにより可視化した。その結果、運動を行うアクトミオシン溶液では運動に先立ち、表層部分にアクチンが局在し、さらに仮足様構造の伸長方向ではアクチンの破壊が起こることが確認された。この挙動はこれまで報告されている生細胞のブレブ依存的アメーバ運動におけるアクチンの挙動と等しい。次に、アクトミオシン溶液の収縮過程を詳細に観察し、その過程にMahadevan-Pomeau Model(1999)を適用したところ、収縮過程中にはアクトミオシン溶液の表層部分が収縮し表面力を上昇させていることが示唆された。また、仮足形成過程を観察し、表面収縮力の散逸と流体力学的散逸を考慮することで、仮足形成時における表面力の相対値を見積もった。その結果、アクトミオシン溶液と表面力の関係は正の相関を持つことが分かった。したがってこの系は、仮足様構造を形成する際、界面張力といった力ではなく表層部分の収縮力を用いて新たな仮足形成を行っていることが示唆された。以上の事からこの系がブレブ依存的アメーバ運動とよく似た機構で動いていることが示された。
日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 兵庫県立大学, 10J10340