ニュース

2025

Decoding Intracellular Respiratory Enzymes’ Interactions

Researchers from University of Tsukuba and our group have developed a method to study respiratory enzymes in microbial cells using electron mediator in conjunction with our proprietary High-Throughput Potentiostat. We believe this method has potential to be used for exploring complex intracellular enzymatic interactions. Read more about this development at Tsukuba Journal - 複雑に相互作用する酵素を細胞内で直接調べる新技術を開発 (in Japanese)

Read Full Text at PNAS

2024

NHK Highlights NIMS-Caltech Study on Dormant Bacterial States and Biofilm Resistance

We are excited to announce that our Group’s Research, in collaboration with Diane Newman’s Group at Caltech (Pasadena, USA) was featured on NHK Japan!

Read more at NHK Japan

Bacteria in Hibernation Mode illuminated by our High-Throughput System

We are thrilled to announce our latest publication, in collaboration with Diane Newman’s Group at Caltech (Pasadena, USA). We have used our in-house developed High-Throughput Potentiostat to study survival mechanisms and antibiotic resistance in dormant, low-metabolic bacteria in biofilms. The publication is also featured in Caltech’s Press Release - New Technology Illustrates Bacterial "Hibernation States"

Read Full Text at Cell

Understanding Microbial Electrical Conductivity without Biofilms

We are pleased to announce our findings for a new method to measure electrical conductivity in microbial colonies without biofilm formation of electrodes, which can expand the field of bioelectrochemistry. You can read more at University of Tsukuba’s Press Release - A New Method for Successfully Measuring Electrical Conductivity in Microorganisms―Approaching Understanding of Microbial Ecosystems

Read Full Text at ACS Environmental Science & Technology

2023年

New paper is now avaiable online!

The final version of your article Osmium-grafted Magnetic Nanobeads Improve Microbial Current Generation via Culture-free and Quick Enrichment of Electrogenic Bacteria is now available online.

To help you access and share this work, we have created a Share Link – a personalized URL providing 50 days' free access to your article. Anyone clicking on this link before June 17, 2023 will be taken directly to the final version of your article on ScienceDirect, which they are welcome to read or download. No sign up, registration or fees are required.

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岡本章玄グループリーダーのコメントが朝日新聞に掲載

2023年2月10日　朝日新聞の朝刊に　岡本章玄グループリーダーのコメントが掲載されました。

NIMS Offical HP Press Relesase

Press Release
NIMS researchers have developed a device capable of taking hundreds of times more electrochemical measurements than conventional devices.
(”Multivariate Landscapes Constructed by Bayesian Estimation Over Five Hundred Microbial Electrochemical Time Profiles” Waheed Miran, Wenyuan Huang, Xizi Long, Gaku Imamura(Open in a new window), Akihiro Okamoto(Open in a new window); Journal: Patterns [October 19, 2022];DOI : 10.1016/j.patter.2022.100610)

Hundreds-fold Electrochemical Measurement Output Brings Data Science to Reveal Microbial Electricity Generation Mechanisms
—High-quality Electrochemical Database May Stimulate Data-Driven Research on Microbial Fuel Cells and Biodegradable Materials—

NIMS WEEK2022

NIMS WEEK

DAY1メンバーによるポスター発表と　DAY2岡本GLの講演があります

DAY 1 学術ポスターセッション

Mohammed Youssef Mahmoud Emran
P-04 A novel electrochemical disinfection technology;
biofilm treatment in conductive and nonconductive surface

Divya Naradasu
P-05 Aminoacid based Electrochemical Biosensor for Pathogen detection

Dan Luo
P-06 An electrochemical biosensor for periodontal disease home diagnosis from saliva

DAY2 10:20-10:35　NIMS最新成果講演２
岡本　章玄
「海水に混ぜるだけでリチウムを回収できるバイオ無機添加剤」

参加には事前登録が必要です
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NIMS公式HP・プレスリリース

データ科学でハッキリ見えた微生物発電
~微生物燃料電池や生分解性材料のデータ駆動研究に向けて~

国立研究開発法人物質・材料研究機構 (NIMS)

NIMSは、従来の数百倍のデータを生み出す革新的な電気化学デバイスを用い、計測した大量のデータを解析・活用することで、微生物発電が広い電位範囲で効率を維持できる現象を発見、その分子メカニズムを解明しました。

概要

1. 国立研究開発法人物質・材料研究機構 (NIMS) は、従来の数百倍のデータを生み出す革新的な電気化学デバイスを用い、計測した大量のデータを解析・活用することで、微生物発電が広い電位範囲で効率を維持できる現象を発見、その分子メカニズムを解明しました。本手法は、微生物と相互作用する材料、例えば生分解性プラスチック材料などへも応用可能であり、革新的な材料探索技術への展開が期待できます。
2. 廃水を浄化しながら電力を生産する微生物発電は、環境調和型の発電技術として期待されています。微生物電流は様々な条件により影響を受けるため、従来の経験的・理論的なアプローチでは微生物発電を理解し、制御することは困難でした。そのため、大量の計測結果を活用するデータ科学の活用が求められていました。しかし、データ科学を適用するために必要な明確な条件付けがあり、誤差の小さい「高品質なデータ」を大量に電気化学で取得するには、これまではコストや測定の煩雑性の問題があり、高いアウトプットとデータ品質を同時に実現することはできませんでした。
3. 今回、研究チームは、従来の数百倍のアウトプットを実現できる電気化学測定系を開発し、データ科学を活用できる高品質なデータベースを構築することで、微生物が効率的に発電する条件の「見える化」に成功しました。さらに研究チームは、微生物発電では、リボフラビン分子という電子を運ぶ物質が働いて、広い電極電位幅で発電促進の効率を維持できる現象を発見し、その機構を解明しました。
4. 本研究では電流計測のコストを大幅に下げ、かつ安定した条件下での再現性の高い電気化学計測システムを開発したことで「微生物電気化学分野における大量の計測データを活用した研究手法の有効性」をはじめて実証しました。微生物がつくる電流は、微生物の活性のバロメーターであるため、バイオ材料が微生物に与える影響を測るセンサーとしても応用できます。例えば、生分解性プラスチック材料が速く分解されるほど、微生物がより大きな電流を発生します。様々な材料が存在する条件で微生物からの電流を計測することで、より良い材料がデータ科学から予想できるため、材料探索が大幅に加速されると期待できます。
5. 本研究は、NIMS国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 (WPI-MANA) 電気化学ナノバイオテクノロジーグループのJSPS外国人研究員Miran Waheed (当時) 、今村岳 主任研究員、岡本章玄 グループリーダーらによって行われました。また本研究の一部は、JST 戦略的創造研究 推進事業さきがけ (JPMJPR19H1)、AMED (21he0322002j0002) の支援を受けて実施されました。
6. 本研究成果は、Patterns誌ウェブサイトにて 2022年10月19日にオンライン公開されました。

掲載論文

題目 : Multivariate Landscapes Constructed by Bayesian Estimation Over Five Hundred Microbial Electrochemical Time Profiles
著者 : Waheed Miran, Wenyuan Huang, Xizi Long, Gaku Imamura, Akihiro Okamoto
雑誌 : Patterns
掲載日時 : 2022年10月19日
DOI : 10.1016/j.patter.2022.100610

2021年9月1日自然と科学の情報誌「milsil(ミルシル)」83号掲載

2021年9月1日「milsil(ミルシル)」83号に 岡本章玄グループリーダーの記事が掲載されました。 Focus-科学者の探求心にせまる- 電気を流す“電気細菌”を研究！ メカニズム解明やその利用法に挑む （←クリックすると記事が表示されます）