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大村　拓也 (オオムラ　タクヤ)

電子科学研究所助教

顕微鏡観察と力学モデルを使って、微生物の生態を明らかにする研究を行っています。

コレラ菌などのバクテリアが形成するバイオフィルムの力学的物性測定や、ゾウリムシなどの繊毛虫が示す遊泳運動の流体力学機構など、生物種を問わず様々な生命現象に潜む力学的メカニズムにアプローチしています。

 

バイオフィルムの研究成果が、NIKON JOICO AWARDの入賞作品に選出されました（2026年4月）。

3次元バクテリアバイオフィルム内部における細胞分裂速度・力学的物性の空間分布計測

 

インタビュー記事を書いていただきました（リサーチタイムズ 2025年6月）。

物理学者が追う原生生物の行動学

 

繊毛虫遊泳についての日本語解説記事（生物物理 2021年1月）。

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

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士（理学）, 京都大学, 2018年03月
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
研究者番号
  • 30969184
ORCID IDJ-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 物理エソロジー
  • 微生物
  • 顕微鏡観察
  • マイクロ流体デバイス
  • バイオフィルム
  • マイクロレオロジー
  • 繊毛虫
  • 遊泳運動
  • 画像解析
  • 細胞セグメンテーション
  • 機械学習
  • 流体数値計算
  • 境界要素法
  • 格子ボルツマン法
  • 遊泳水滴
研究分野
  • ライフサイエンス, 生体材料学
  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学）, 流体工学, マイクロ流体工学
  • 自然科学一般, 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2024年08月 - 現在
    北海道大学, 大学院生命科学院 ソフトマター専攻, 助教, 日本国
  • 2024年08月 - 現在
    北海道大学, 電子科学研究所, 助教, 日本国
  • 2021年08月 - 2024年07月
    バーゼル大学, バイオセンター, ポスドク, スイス連邦
  • 2019年04月 - 2022年03月
    ヒューマンフロンティアサイエンスプログラム (HFSP), 学際的フェローシップ, ドイツ連邦共和国
  • 2018年06月 - 2021年07月
    マックスプランク陸生微生物学研究所, ポスドク, ドイツ連邦共和国
  • 2017年04月 - 2019年03月
    独立行政法人 日本学術振興会 特別研究員（DC2）, 日本国
  • 2018年04月 - 2018年06月
    京都大学, 大学院理学研究科, ポスドク, 日本国
学歴
  • 2015年04月 - 2018年03月, 京都大学, 大学院理学研究科, 物理学・宇宙物理学専攻, 博士課程, 日本国
  • 2016年01月 - 2016年03月, 東北大学, 大学院工学研究科, 指導委託, 日本国
  • 2015年09月 - 2015年11月, パリ市立工業物理化学高等専門大学（ESPCI Paris）, Gulliver, 指導委託, フランス共和国
  • 2013年04月 - 2015年03月, 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, 日本国
  • 2009年04月 - 2013年03月, 京都大学, 理学部, 日本国
委員歴
  • 2026年04月 - 2028年03月
    日本物理学会, 新著紹介小委員会委員, 学協会
  • 2026年04月 - 2027年03月
    文部科学省 科学技術・学術政策研究所 科学技術予測・政策基盤調査研究センター, 科学技術専門家ネットワーク・専門調査員
  • 2025年10月 - 2026年09月
    日本物理学会, 領域 12 領域運営委員（生物物理）, 学協会

研究活動情報

■ 受賞
  • 2026年04月, 株式会社ニコンソリューションズ, 2025 NIKON JOICO AWARD
    3次元バクテリアバイオフィルム内部における細胞分裂速度・力学的物性の空間分布計測
    大村拓也, 41191685
  • 2025年09月, 日本生物物理学会, 若手招待講演賞
    機械学習画像解析を活用した3次元バクテリアバイオフィルムのIn vivoマイクロレオロジー計測
    大村 拓也, 41191685
  • 2025年04月, Molecular Microbiology, Top Viewed Article published by Molecular Microbiology in 2023
  • 2025年03月, Molecular Microbiology, Top Cited Article published by Molecular Microbiology in 2023
  • 2017年11月, International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium, Best Poster Award for Young Researcher
    Swimming Behavior of Neutral Squirmer against Non-slip Boundary
    Takuya Ohmura
  • 2017年03月, 第七回京都若手ソフトマター研究会 優秀ポスター賞
    壁面近傍の繊毛虫遊泳メカニズム
    大村拓也
  • 2016年03月, 新学術領域研究「ゆらぎと構造の協奏：非平衡系における普遍法則の確立」, 第2回若手勉強会「ソフトマター若手勉強会」 優秀ポスター賞
    マランゴニ効果によって自発運動する油中水滴
    大村拓也
■ 論文
  • Mechanical analysis of spatiotemporal traction stress dynamics in a bleb-driven migrating cell, Amoeba proteus
    Rio Terauchi; Syun Echigoya; Charles Fosseprez; Atsushi Taniguchi; Takuya Ohmura; Jean-Paul Rieu; Katsuhiko Sato; Toshiyuki NAKAGAKI; Yukinori Nishigami
    openRxiv, 2026年06月15日
    Many adherent eukaryotic cells exhibit amoeboid locomotion, where traction stress exerted on the substrate is essential for movement. In this study, we investigated the spatiotemporal development of these forces in Amoeba proteus to clarify the mechanical dynamics underlying bleb-driven migration. By performing a multipole analysis of the stress distribution, we characterized the spatiotemporal patterns exhibited by motile cells. Furthermore, we tracked the behavior of individual localized peak structures within these profiles, which are thought to correspond to focal contact sites. These analyses revealed that the front-back asymmetry in the traction distribution correlates with the direction of migration. We also found that A. proteus exhibits a periodic pattern in which inward-directed stresses are alternately strengthened and weakened at the cell poles. Crucially, we identified a distinctive feature not observed in other cell types: the generation of large lateral traction forces at the cell center. Together, these results highlight both the universality and diversity of the biophysical mechanisms driving amoeboid locomotion.
  • Horizontal and vertical gene transfer shape the plasmid host range in surface-associated microbial systems
    Kohei Takahashi; Kiko Ohara; Kosuke Higuchi; Takuya Ohmura; Satoshi Okabe; David R. Johnson; Mamoru Oshiki
    iScience, 29, 4, 115299, Elsevier BV, 2026年04月17日, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Geometrical preference of anchoring sites in the unicellular organism Stentor coeruleus
    Syun Echigoya; Takuya Ohmura; Katsuhiko Sato; Toshiyuki Nakagaki; Yukinori Nishigami
    Proceedings of the National Academy of Sciences, 123, 9, e2518816123, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026年03月03日, ［査読有り］, ［国際誌］
    研究論文（学術雑誌）, Organisms often inhabit environments comprising complex structures across various scales. Animals rely on visual information from surrounding geometrical structures for navigation. Even at the microscale, various microsediments form complex structures in microbial habitats. The movement of microorganisms is passively affected by collisions and hydrodynamic interactions with surrounding structures. However, the influence of microenvironmental geometry on behavioral changes of unicellular organisms that lack visual perception remains unclear. Here, we developed geometrically structured chambers to investigate anchoring site preferences in the swimming ciliate Stentor coeruleus . Our experiments revealed that S. coeruleus preferentially anchored in narrow regions characterized by specific geometrical features, including corner angle, depth, and curvature at the corner end. Before anchoring, free-swimming S. coeruleus changed its behavior to move along the boundary wall of the chambers, accompanied by Ca 2+ -induced asymmetrical body deformation. To further investigate how S. coeruleus moves along the wall continuously, we conducted a hydrodynamic simulation and revealed that the asymmetric morphology causes asymmetric propulsive forces, explaining wall-following behavior through physical interactions with a wall. Thus, morphological change near a wall causes wall-following behavior, facilitating the identification of these narrow anchoring sites. Our findings indicate that environmental geometry drives behavioral transitions in S. coeruleus through simple biophysical processes, enabling spatial selection without visual cues. Overall, these results suggest that microgeometry plays a key role in shaping ecological niches for unicellular microorganisms., 49882689
  • In Vivo Microrheology Reveals Local Elastic and Plastic Responses Inside 3D Bacterial Biofilms
    Takuya Ohmura; Dominic J. Skinner; Konstantin Neuhaus; Gary P. T. Choi; Jörn Dunkel; Knut Drescher
    Advanced Materials, 36, 29, 2314059, Wiley, 2024年05月16日, ［査読有り］, ［筆頭著者］, ［国際共著］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract

    Bacterial biofilms are highly abundant 3D living materials capable of performing complex biomechanical and biochemical functions, including programmable growth, self‐repair, filtration, and bioproduction. Methods to measure internal mechanical properties of biofilms in vivo with spatial resolution on the cellular scale have been lacking. Here, thousands of cells are tracked inside living 3D biofilms of the bacterium Vibrio cholerae during and after the application of shear stress, for a wide range of stress amplitudes, periods, and biofilm sizes, which revealed anisotropic elastic and plastic responses of both cell displacements and cell reorientations. Using cellular tracking to infer parameters of a general mechanical model, spatially‐resolved measurements of the elastic modulus inside the biofilm are obtained, which correlate with the spatial distribution of the polysaccharides within the biofilm matrix. The noninvasive microrheology and force‐inference approach introduced here provides a general framework for studying mechanical properties with high spatial resolution in living materials.
  • Single‐cell segmentation in bacterial biofilms with an optimized deep learning method enables tracking of cell lineages and measurements of growth rates
    Eric Jelli; Takuya Ohmura; Niklas Netter; Martin Abt; Eva Jiménez‐Siebert; Konstantin Neuhaus; Daniel K. H. Rode; Carey D. Nadell; Knut Drescher
    Molecular Microbiology, 119, 6, 659, 676, Wiley, 2023年04月17日, ［査読有り］, ［筆頭著者］, ［国際共著］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • AIRE illuminates the feature of medullary thymic epithelial cells in thymic carcinoma
    Minoru Matsumoto; Takuya Ohmura; Yuto Hanibuchi; Mayuko Ichimura‐Shimizu; Yasuyo Saijo; Hirohisa Ogawa; Ryuichiro Miyazawa; Junko Morimoto; Koichi Tsuneyama; Mitsuru Matsumoto; Takeshi Oya
    Cancer Medicine, 12, 8, 9843, 9848, Wiley, 2023年03月13日, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Motion of a swimming droplet under external perturbations: A model-based approach
    Saori Suda; Tomoharu Suda; Takuya Ohmura; Masatoshi Ichikawa
    Physical Review E, 106, 3, 034610, 2022年09月, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
    英語, 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, ［査読有り］, ［招待有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際共著］, ［国内誌］
    英語, 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, 2021年11月, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
    英語, 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, eabi5878, 2021年10月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際共著］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Straight-to-Curvilinear Motion Transition of a Swimming Droplet Caused by the Susceptibility to Fluctuations
    Saori Suda; Tomoharu Suda; Takuya Ohmura; Masatoshi Ichikawa
    Physical Review Letters, 127, 8, 088005, 2021年08月20日, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Influence of cellular shape on sliding behavior of ciliates
    Yukinori Nishigami; Takuya Ohmura; Atsushi Taniguchi; Shigenori Nonaka; Junichi Manabe; Takuji Ishikawa; Masatoshi Ichikawa
    Communicative and Integrative Biology, 11, 4, e1506666, 2018年07月04日, ［査読有り］, ［筆頭著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Simple mechanosense and response of cilia motion reveal the intrinsic habits of ciliates
    Takuya Ohmura; Yukinori Nishigami; Atsushi Taniguchi; Shigenori Nonaka; Junichi Manabe; Takuji Ishikawa; Masatoshi Ichikawa
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 115, 13, 3231, 3236, 2018年03月27日, ［査読有り］, ［筆頭著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Oscillation and collective conveyance of water-in-oil droplets by microfluidic bolus flow
    Takuya Ohmura; Masatoshi Ichikawa; Ken Ichiro Kamei; Yusuke T. Maeda
    Applied Physics Letters, 107, 7, 074102, 2015年08月17日, ［査読有り］, ［筆頭著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
■ その他活動・業績
■ 講演・口頭発表等
  • 〔主要な業績〕マイクロスケール力学現象としての水生微生物の行動・生態
    大村拓也
    日本流体力学会 年会2026, 2026年09月25日, 口頭発表（招待・特別）
    2026年09月24日 - 2026年09月26日, ［招待講演］
  • Mechanical approaches for behaviors of microorganisms
    Takuya Ohmura
    Integrative Microbial Science Community Annual Meeting 2026, 2026年06月29日, 英語, 口頭発表（一般）
    2026年06月29日 - 2026年07月01日, ［国際会議］
  • 細胞形状のスイッチングがもたらす遊泳微生物の行動ダイナミクス
    大村拓也; 越後谷駿; 中垣俊之; 西上幸範
    日本物理学会 2026年春季大会, 2026年03月26日, 口頭発表（一般）
    2026年03月23日 - 2026年03月26日, 49882689
  • 〔主要な業績〕マイクロ流体制御を活用した3次元バクテリア集合体内部のレオロジー計測
    大村拓也
    2025年度研究集会「生物流体力学におけるデータ処理」, 2025年10月29日, 口頭発表（招待・特別）
    2025年10月29日 - 2025年10月31日, ［招待講演］
  • 3次元イメージングによるバイオフィルム内部の細胞分裂頻度・力学物性・細胞外マトリクス分布測定
    大村拓也
    第３回北海道バイオ“Mix-up”, 2025年09月29日, 口頭発表（一般）
    2025年09月29日 - 2025年09月30日, ［国内会議］
  • 〔主要な業績〕機械学習画像解析を活用した3次元バクテリアバイオフィルムのIn vivoマイクロレオロジー計測
    Takuya Ohmura; Dominic J. Skinner; Konstantin Neuhaus; Gary P.T. Choi; Jörn Dunkel; Knut Drescher
    第63回日本生物物理学会年会, 2025年09月24日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    2025年09月24日 - 2025年09月26日, ［招待講演］, ［国内会議］, ［国際共著］
  • 〔主要な業績〕固液境界上で遊泳繊毛虫が見せる生存戦略的行動に潜む力学機構
    大村拓也
    日本物理学会 第80回年次大会, 2025年09月17日, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］, ［国内会議］
  • How do numerical swimmers achieve behavior of microorganisms contacting a non-slip boundary?
    Takuya Ohmura
    The 3rd Taiwan-Japan International WorkShop on Applied Mathematics, 2025年05月02日, 英語, 口頭発表（一般）
    2025年05月01日 - 2025年05月02日
  • 〔Major achievements〕Heterogeneous mechanical property inside 3D bacterial biofilms
    Takuya Ohmura; Dominic J. Skinner; Konstantin Neuhaus; Gary P. T. Choi; Jörn Dunkel; Knut Drescher
    APS (American Physical Society) Global Physics Summit, 2025年03月19日, 英語, 口頭発表（一般）
    2025年03月17日 - 2025年03月21日
  • ３次元バクテリアバイオフィルムのマイクロレオロジー測定
    Takuya Ohmura; Dominic J. Skinner; Konstantin Neuhaus; Gary P. T. Choi; Jörn Dunkel; Knut Drescher
    2024年度日本生物物理学会北海道支部－東北支部合同例会, 2025年02月21日, 口頭発表（一般）
  • 〔主要な業績〕バイオフィルムの力学的物性と細胞外マトリックスの空間相関
    Takuya Ohmura; Dominic J. Skinner; Konstantin Neuhaus; Gary P. T. Choi; Jörn Dunkel; Knut Drescher
    第47回 日本分子生物学会, 2024年11月27日, 英語, シンポジウム・ワークショップパネル（公募）
    2024年11月26日 - 2024年11月29日, ［招待講演］
  • 〔主要な業績〕Heterogeneous Mechanical Property within 3D Bacterial Biofilm
    Takuya Ohmura
    The 21 st Young Scientist Seminar (YSS2024), 2024年11月23日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］
  • 3次元バクテリアバイオフィルムの構造力学
    大村拓也; Praveen K. Singh; Knut Drescher
    日本物理学会 第79回年次大会, 2024年09月17日, 口頭発表（一般）
    2024年09月16日 - 2024年09月19日
  • 3次元バクテリアバイオフィルムの空間弾性応答と塑性応答
    Takuya Ohmura; Dominic J. Skinner; Konstantin Neuhaus; Gary P. T. Choi; Jörn Dunkel; Knut Drescher
    日本物理学会 2024年春季大会, 口頭発表（一般）
    2024年03月18日 - 2024年03月21日
  • 〔主要な業績〕3次元的に広がるバイオフィルムの設計図とその耐震性
    大村拓也
    大隅基礎科学創成財団 微生物機能探究コンソーシアムG1定例会, 2023年09月04日, 日本語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
    ［招待講演］
  • 〔Major achievements〕Rheotaxis of the ciliate
    Takuya Ohmura; Yukinori Nishigami; Masatoshi Ichikawa
    DPG Meeting of the Condensed Matter Section (SKM), 2022年09月07日, 英語, 口頭発表（一般）
    2022年09月04日 - 2022年09月09日
  • 〔主要な業績〕3D segmentation of biofilms with convolutional neural networks
    Takuya Ohmura
    RIMS Workshop, Mathematical Mechanobiology, メカノバイオロジー 研究を学ぶ，2021, 2021年07月14日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］
  • 3D segmentation of biofilms with Convolutional neural networks
    Eric Jelli; Takuya Ohmura; Martin Ab; Knut Drescher
    5th International Symposium on Image-based Systems Biology, 2020年10月01日, 英語, 口頭発表（一般）
    2020年10月01日 - 2020年10月02日
  • Near-wall Dynamics of Swimming Ciliate
    Takuya Ohmura; Yukinori Nishigami; Masatoshi Ichikawa
    Mathematical Methods in Biofluid Mechanics, 2019年10月28日, 英語, 口頭発表（一般）
    2019年10月28日 - 2019年10月30日
  • 遊泳繊毛虫の走流性
    大村拓也; 西上幸範; 市川正敏
    日本物理学会 第74回年次大会, 2019年03月17日, 口頭発表（一般）
    2019年03月14日 - 2019年03月17日
  • Physical Mechanism behind Sliding Behavior of the Ciliate
    Takuya Ohmura; Yukinori Nishigami; Masatoshi Ichikawa
    Physical approaches to understanding microbial life, 2018年09月03日, 英語, 口頭発表（一般）
    2018年08月28日 - 2018年09月06日
  • 物理理論からアプローチする微生物の行動メカニズム
    大村拓也
    第6回ヨーロッパ若手日本人研究者交流会, 2018年05月05日, 口頭発表（一般）
    2018年05月04日 - 2018年05月05日
  • Anomalous swimming of a ciliary microorganism adjacent to a wall
    T. Ohmura; Y. Nishigami; J. Manabe; T. Ishikawa; M. Ichikawa
    APS March Meeting 2018, 2018年03月07日, 英語, 口頭発表（一般）
    2018年03月05日 - 2018年03月09日
  • Simple Mechano-Sense and Response of Cilia Motion Reveal the Intrinsic Habits of Ciliates
    大村拓也
    若手研究会「統計物理学とその周辺」, 2018年03月02日, 口頭発表（一般）
    2018年03月01日 - 2018年03月02日
  • Swimming behavior of ciliates in microfluidic flow
    大村拓也; 西上幸範; 市川正敏
    アクティブマター研究会2018, 2018年01月19日, 口頭発表（一般）
    2018年01月19日 - 2018年01月20日
  • 流体力学から解き明かす微生物のふるまい：繊毛虫遊泳運動
    大村拓也; 西上幸範; 眞鍋準一; 石川拓司; 市川正敏
    生物流体力学における基礎問題と応用問題, 2017年10月31日, 口頭発表（一般）
    2017年10月30日 - 2017年11月01日
  • 微生物の行動に対する力学的アプローチ：壁面付近における繊毛虫遊泳
    大村拓也; 西上幸範; 眞鍋準一; 石川拓司; 市川正敏
    第7回ソフトマター研究会, 2017年10月23日, 口頭発表（一般）
    2017年10月23日 - 2017年10月25日
  • 〔主要な業績〕流体力学から迫る繊毛虫遊泳運動
    大村拓也
    時空間秩序・生命物理研究会2017, 2017年10月15日, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］
  • 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 2017年秋季大会, 2017年09月23日, 口頭発表（一般）
    2017年09月21日 - 2017年09月24日
  • 〔主要な業績〕Swimming behavior of a ciliate near a wall
    大村拓也
    第55回日本生物物理学会年会, 2017年09月19日
    ［招待講演］
  • 〔主要な業績〕壁面付近における繊毛虫遊泳の実験と境界要素法を用いた数値計算
    大村拓也; 西上幸範; 眞鍋準一; 石川拓司; 市川正敏
    日本流体力学会 年会2017, 2017年08月30日, 口頭発表（一般）
    2017年08月30日 - 2017年09月01日
  • 実験と流体数値計算から迫る繊毛虫の遊泳運動
    大村拓也
    流体若手夏の学校2017, 2017年08月09日, 口頭発表（一般）
    2017年08月08日 - 2017年08月10日
  • 固液界面付近における繊毛虫の遊泳運動
    大村拓也
    非線形ソフトマター研究会2016, 2016年10月29日, 口頭発表（一般）
    2016年10月29日 - 2016年10月30日
  • 固液壁面付近における繊毛虫の遊泳運動
    大村拓也; 西上幸範; 眞鍋準一; 石川拓司; 市川正敏
    生物流体現象におけるミクロ運動とマクロ運動, 2016年10月25日, 口頭発表（一般）
    2016年10月24日 - 2016年10月26日
  • 化学マランゴニ効果によって駆動する油中水滴の往復振動運動
    大村拓也; 西田裕悟; 市川正敏
    日本物理学会 2016年秋季大会, 2016年09月13日, 口頭発表（一般）
    2016年09月13日 - 2016年09月16日
  • 〔主要な業績〕Hydrodynamics of ciliates swimming on wall
    Takuya Ohmura
    Workshop on Micro-Organisms in Stokes Flows, 2016年08月31日, 英語
    ［招待講演］
  • 微小空間内で油中水滴が示す周期運動：実験と流体数値計算
    大村拓也
    流体若手夏の学校2015, 2015年08月10日, 口頭発表（一般）
    2015年08月10日 - 2015年08月12日
  • 微小空間における油中水滴の周期運動と流体数値計算
    大村拓也; 亀井謙一郎; 市川正敏; 前多裕介
    日本物理学会 第70回年次大会, 2015年03月21日, 口頭発表（一般）
    2015年03月21日 - 2015年03月24日
  • 流体相互作用による微小油中水滴の周期運動ダイナミクス
    大村拓也; 亀井謙一郎; 市川正敏; 前多裕介
    第五回京都若手ソフトマター研究会, 2015年03月13日, 口頭発表（一般）
    2015年03月13日 - 2015年03月13日
  • Asymmetric oscillation and dynamic clustering of water-in-oil droplets by hydrodynamic interactions
    Takuya Ohmura; Ken-Ichiro Kamei; Masatoshi Ichikawa; Yusuke Maeda
    APS March Meeting 2015, 2015年03月05日, 英語, 口頭発表（一般）
    2015年03月02日 - 2015年03月06日
  • Microfluidicsを用いた微小油中水滴の周期運動ダイナミクス
    大村拓也; 亀井謙一郎; 市川正敏; 前多裕介
    京都非線形ソフトマター研究会2014, 2014年10月17日, 口頭発表（一般）
    2014年10月17日 - 2014年10月18日
  • 粘性流体中の微小液滴が示す振動現象
    大村拓也
    流体若手夏の学校2014, 2014年08月04日, 口頭発表（一般）
    2014年08月04日 - 2014年08月06日
  • Microfluidicsを用いた微小油中水滴の周期運動ダイナミクス
    大村拓也; 亀井謙一郎; 市川正敏; 前多裕介
    日本物理学会 第69回年次大会, 2014年03月28日, 口頭発表（一般）
    2014年03月27日 - 2014年03月30日
  • マイクロ流路における一次元液滴結晶の運動現象
    大村拓也; 亀井謙一郎; 市川正敏; 前多裕介
    日本物理学会 2013年秋季大会, 2013年09月25日, 口頭発表（一般）
    2013年09月25日 - 2013年09月28日
■ 所属学協会
  • 2026年04月 - 現在
    盛和スカラーズソサエティ
  • 2025年12月 - 現在
    統合微生物科学研究会
  • 2025年05月 - 現在
    日本生物物理学会
  • 2023年09月 - 現在
    大隅基礎科学創成財団
  • 2013年06月 - 現在
    日本物理学会
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 複雑状況で奏功する原生生物の行動知能ヒューリスティクス
    科学研究費助成事業
    2026年04月01日 - 2029年03月31日
    中垣 俊之; 國田 樹; 西上 幸範; 佐藤 勝彦; 大村 拓也; 手老 篤史
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 26H02509
  • 球対称遊泳微生物が示す光応答性一方向運動における駆動力制御機構の解明
    稲盛研究助成 はぐくむ
    2026年04月 - 2028年03月
    大村拓也
    公益財団法人 稲盛財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 「代謝」と「力学」から解き明かすバクテリア集団形成の時空間ダイナミクス
    若手フィージビリティスタディ共同研究
    2026年04月 - 2027年03月
    大坂夏木; 大村拓也
    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
  • 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 - 2027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, 研究分担者, 2025C002
  • 繊毛虫はなぜ螺旋軌道を描いて泳ぐのか？
    科学研究費助成事業
    2025年04月 - 2027年03月
    大村 拓也
    日本学術振興会, 若手研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 25K17535
  • 高深度イメージング＋定量的な時空間解析による細胞構造解析基盤の構築
    総合研究基盤連携センター（GFC）支援事業R&T（Researcher & Technician）コラボプロジェクト
    2025年12月 - 2026年03月
    高橋晃平; 小林健太郎; 大村拓也
    北海道大学総合研究基盤連携センター, 北海道大学, 研究分担者
  • 蛍光イメージング×数理シミュレーションによる環境微生物群衆中の薬剤耐性遺伝子伝播ダイナミクスの解明
    第11回北海道大学部局横断シンポジウム研究助成 金賞
    2025年10月 - 2026年03月
    大村拓也; 佐藤 豊孝; 高橋 晃平
    研究代表者
  • 希少放線菌が形成するコロニーの立体構造解析
    基盤共同研究
    2025年04月 - 2026年03月
    納庄一樹; 大村拓也
    物質・デバイス領域共同研究拠点
  • 乳幼児の言語発達および単語学習能力を予測する視線動態解析の提案
    基盤共同研究
    2025年04月 - 2026年03月
    萩原広道; 大村拓也
    物質・デバイス領域共同研究拠点
  • Identifying cell-cell interaction principles that shape spatiotemporal biofilm development
    学際的フェローシップ
    2019年04月 - 2022年03月
    大村 拓也
    ヒューマン・フロンティア・サイエンス・プログラム（HFSP）, マックスプランク陸生微生物研究所, 研究代表者, 競争的資金
  • 壁付近・せん断流れ下における繊毛虫遊泳メカニズムの解明
    科学研究費助成事業
    2017年04月26日 - 2019年03月31日
    大村 拓也
    本年度はまず、前年度に報告者らが明らかにした繊毛虫のスライド運動モデルの一般性を検証した。繊毛虫テトラヒメナ（Tetrahymena pyriformis）の場合、スライド運動は繊毛打による推進力の非対称性、細胞形状の楕円体アスペクト比から説明可能であった。そこで、テトラヒメナよりもアスペクト比の大きい繊毛虫ゾウリムシ（Paramecium caudatum）のスライド運動を観測し、細胞周りの流れ場計測から推進力の非対称性を確認した。さらに数値計算で推進力非対称性と形状アスペクト比を軸としたスライド運動の相図を作成したところ、ゾウリムシのスライド運動のパラメータも本モデルの適用範囲内であることが明らかになった。
    次に、せん断流れ下における繊毛虫遊泳運動を調べた。繊毛虫は自然界で安定した生活環境に留まって生存効率を上げるため、外部流れに逆らって泳ぐ性質、正の走流性を持つが、そのメカニズムは明らかになっていない。報告者らはT. pyriformisの走流性に対し、マイクロ流路内と圧力制御ポンプを用いてせん断流れを制御した実験を実施した。結果、細胞はあるせん断力以下で正の走流性を示し、壁面付近を流れに逆らってスライド運動していることを確認した。前述の繊毛虫スライド運動モデルにせん断流れを与えて遊泳運動を計算したところ、実験結果と同様の壁面上を流れに逆らうスライド運動を再現できた。走流性を示すせん断力の閾値も実験と計算でよく一致し、繊毛虫の正の走流性もスライド運動に必要な推進力非対称性、細胞の形状だけで説明可能であることを示した。
    また、本年度はドイツのマックスプランク陸生微生物学研究所に長期滞在し、研究活動を行った。本研究計画を実施することで身に着けた流体工学の知見と微生物を扱う実験・画像解析技術を生かし、せん断流れ下におけるバクテリアの定量実験を実施した。
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 京都大学, 研究代表者, 17J10331
■ 学術・社会貢献活動／その他
学術貢献活動
  • The ISME Journal
    2025年
    査読
    査読等
  • Proposal Review for American Chemical Society Petroleum Research Fund
    2024年
    審査・評価
    審査・学術的助言
  • 第七回京都若手ソフトマター研究会
    2017年03月08日
    企画立案・運営等
    学会・研究会等
    大村拓也
メディア報道その他
  • 2026年02月
    ソライロラッパムシの「すみっこ」好きを発見～目の無い単細胞生物の空間把握メカニズム～
    プレスリリース
    https://www.hokudai.ac.jp/news/2026/02/post-2199.html
  • 2024年07月
    Advanced Materials Editors' Choice
    Advanced Materials, 36(29), 2024.
    https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202314059
  • 2023年04月
    Front Cover, Molecular Microbiology
    Molecular Microbiology, 119(6), 2023.
    https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mmi.14932
  • 2023年04月
    Editor's Choice Articles, Molecular Microbiology
    Molecular Microbiology, 119(6), 2023.
    https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/mmi.15064
  • 2021年10月
    泳ぐ微生物が海まで流されない理由 －SDGsに欠かせない小さな生物たちの振る舞いを解明－
    プレスリリース
    https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-10-21-0
  • 2021年08月
    Front Cover, Physical Review Letters
    Physical Review Letters, 127(8), 2021
    https://journals.aps.org/prl/issues/127/8
  • 2018年03月
    簡単な物理モデルで解き明かす微生物の生存戦略 －繊毛虫テトラヒメナの壁面付近への集積メカニズムを解明－
    プレスリリース
    https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2018-03-22