44谷口 雄一41Yuichi TANIGUCHI桐谷 乃輔42Daisuke KIRIYA細胞老化に共役したゲノムの３次元構造変化の解析（2022採択）3D genome structure analyses coupled to cellular aging(Project 2022)分子接合が誘引する超高発光2次元無機薄膜の学理探求（2022採択）Study on the bright 2D materials induced by molecular interactions(Project 2022)埋め込み光デバイスの作製技術を確立し，開発デバイスを効果的に活用するための空間選択的な光操作手法を検討した．さらに，光照射・薬液投与機能をもつデバイスを開発し，光薬理学に基づく新たな生体光操作技術を実証した．Towards an integrated understanding of brain function, it is essential to manipulate the activity of cells spatio-temporally. Optogenetics-based cellular manipulation techniques have played a crucial role in neuroscience re-search by offering high spatiotemporal resolution in controlling neural activity. However, to further deepen our understanding of more complex brain systems, combinations with multi-point light irradiation and pharmaco-logical manipulation are required. In this study, we established a technique for fabricating implantable opto-electronic devices based on MicroLED integration technology and investigated spatially selective light manip-ulation methods to effectively utilize the developed devices. Additionally, we developed devices with light irradiation and drug delivery capabilities, demonstrating a novel in vivo photopharmacology-based technique.DNAの2重螺旋構造は，ワトソン・クリック博士によるノーベル賞受賞の理由にもなった近代生命科学における最重要の発見の一つである．このDNAは実際の細胞内において，160〜200塩基対毎に「ヌクレオソーム」と呼ばれる構造を形成し，それらが連なる形で存在している．申請者らは最近，このヌクレオソームが細胞内でどのような3次元配列・配向構造をとるかを，全ゲノム領域に渡って決定する手法：Hi-CO法を開発した．本研究では細胞老化現象に注目し，ゲノム上の様々な遺伝子制御がどのようなヌクレオソームレベルでの分子構造を基盤として起こるかを解明し，物理・化学の観点から遺伝子制御のメカニズムを理解することを目指す．The discovery of the DNA double helix structure, for which Drs. Watson and Crick were awarded the Nobel Prize, is one of the most important discoveries in modern life sciences. In actual cells, this DNA forms basic structures called nucleosomes at every 160-200 base pairs, and these nucleosomes are further folded in a specific shape. Recently, we have developed a method called Hi-CO, which determines 3D positions of the nucleosomes with their orientations across the entire genome. In this research, we focus on the phenomenon of cellular aging, aiming to elucidate how genome structures at the nucleosome level are related with gene regulations in the aging process, and to understand their mechanisms from the physical and chemical aspects.近年，サブナノメートル厚の極薄膜無機材料群（グラフェンや2D半導体）が注目を集めている．電子閉じ込めによる新奇物性，デバイスのダウンスケール化，透明電子デバイス展開など，新たな科学技術を創出する可能性を有する．この物質群を技術展開するにあたり，物性を大きく変調させる手段が必要である．本研究では，分子化学を融合して，超高発光化するための技術創出を目的に据えて，研究を進めた．一連の試行により，2D無機材料として知られるMoS2，MoSe2，WSe2，WS2を単一の手法で高
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