木村 幸太郎
基本情報
| 生年 | 1967 |
|---|---|
| 所属 | 生命情報系・教授 |
| 略歴 | 1990年 東京大学農学部卒業 1992年 東京大学大学院農学系研究科修士課程修了 1995年 東京大学大学院農学生命科学研究科博士課程修了 1995年 日本学術振興会 特別研究員（東京大学大学院農学生命科学研究科） 1996年 マサチューセッツ総合病院分子生物学科及びハーバード大学医学部遺伝学科 博士研究員（米国） 1997年 日本学術振興会 海外特別研究員 1998年 JST CREST（名古屋大学・松本邦弘教授） 研究員 2003年 国立遺伝学研究所構造遺伝学研究センター 助手 2004年 総合研究大学院大学遺伝学専攻 助手兼任 2006年 JST さきがけ「生命システム」（中西重忠研究総括） 研究員兼務 2009年 大阪大学大学院理学研究科 特任准教授（テニュアトラック） 2013年 大阪大学大学院理学研究科 准教授 2017年 理化学研究所 革新知能統合研究センター データ駆動型生物医科学チーム 客員研究員兼務 2018年 名古屋市立大学大学院システム自然科学研究科 教授 2020年 名古屋市立大学大学院理学研究科 教授（名称変更による） 2023年 JST CREST「細胞操作」代表 2024年 名古屋市立大学 学長補佐（研究力強化）（2025年度末まで） 2025年 名古屋市立大学大学院理学研究科 副研究科長 2025年 名古屋市立大学「自然と社会のモデル・データ融合科学研究拠点」代表 |
| 学位 | 博士（農学）（東京大学） |
専門分野
神経科学、分子遺伝学、光生理学（イメージング）、大規模データ解析
研究キーワード
感覚受容、学習、意思決定、感情､ドーパミン、グルタミン酸、神経ペプチド、受容体、匂い濃度測定、行動の定量的解析、大規模神経活動計測､多次元時系列データ解析､線虫C.エレガンス
担当科目
（大学院）生命画像解析学、生命データ科学
（学部など）生物学基礎、分子遺伝学､バイオサイエンス入門、自然科学実験
（学部など）生物学基礎、分子遺伝学､バイオサイエンス入門、自然科学実験
最近の研究テーマ
脳も、体の他の組織と同様に、細胞によって構成されています。では、「記憶」「判断」「感情」といった「脳のはたらき」は、細胞のネットワークからどのように生じているのでしょうか？
線虫C. elegansは、わずか150個程度の神経細胞から構成される「脳」を用いて、「感覚受容」「記憶」「意思決定」「感情」などを実現します｡しかも、この「脳」を構成する神経細胞のネットワークが全て明らかになっています。
私たちは、独自の計測技術、ロボット顕微鏡、人工知能技術などを用いることで、 「脳のはたらき」が線虫の神経細胞ネットワークから生ずる仕組みを明らかにしようとしています。
線虫C. elegansは、わずか150個程度の神経細胞から構成される「脳」を用いて、「感覚受容」「記憶」「意思決定」「感情」などを実現します｡しかも、この「脳」を構成する神経細胞のネットワークが全て明らかになっています。
私たちは、独自の計測技術、ロボット顕微鏡、人工知能技術などを用いることで、 「脳のはたらき」が線虫の神経細胞ネットワークから生ずる仕組みを明らかにしようとしています。
主な研究業績
| Enhanced whole-brain calcium imaging and cell identification in Caenorhabditis elegans reveals AWCOFF neuronal responses to 2-nonanone. Endo Y, Suzuki R, Ito T, Itoh RE, Kawaguchi R, Kimura KD. J Biosci 50:52 (2025). https://doi.org/10.1007/s12038-025-00518-2 |
| Unifying community whole-brain imaging datasets enables robust neuron identification and reveals determinants of neuron position in Caenorhabditis elegans. Sprague DY, Rusch K, Dunn RL, Borchardt JM, Ban S, Bubnis G, Chiu GC, Wen C, Suzuki R, Chaudhary S, Lee HJ, Yu Z, Dichter B, Ly R, Onami S, Lu H, Kimura KD, Yemini E, Kato S. Cell Rep Methods 5:100964 (2025). https://doi.org/10.1016/j.crmeth.2024.100964 |
| Neuraminidase inhibition promotes the collective migration of neurons and recovery of brain function. Matsumoto M, Matsushita K, Hane M, Wen C, Kurematsu C, Ota H, Nguyen HB, Thai TQ, Herranz-Perez V, Sawada M, Fujimoto K, Garcia-Verdugo JM, Kimura KD, Seki T, Sato C, Ohno N, Sawamoto K. EMBO Mol Med 16:1228-1253 (2024). https://doi.org/10.1038/s44321-024-00073-7 |
| Electric shock causes a fleeing-like persistent behavioral response in the nematode Caenorhabditis elegans. Tee LF, Young JJ, Maruyama K, Kimura S, Suzuki R, Endo Y, Kimura KD. Genetics 225:iyad148 (2023). https://doi.org/10.1093/genetics/iyad148 |
| Seg2Link: an efficient and versatile solution for semi-automatic cell segmentation in 3D image stacks. Wen C, Matsumoto M, Sawada M, Sawamoto K, Kimura KD. Sci Rep 13:7109 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34232-6 |
| Neural mechanism of experience-dependent sensory gain control in Caenorhabditis elegans. Ikejiri Y, Tanimoto Y, Fujita K, Hiramatsu F, Yamazaki SJ, Endo Y, Iwatani Y, Fujimoto K, Kimura KD. Neurosci Res 191:77-90 (2023). https://doi.org/10.1016/j.neures.2023.01.006 |
| Cross-species behavior analysis with attention-based domain-adversarial deep neural networks. Maekawa T, Higashide D, Hara T, Matsumura K, Ide K, Miyatake T, Kimura KD, Takahashi T. Nat Commun 12:5519 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-25636-x |
| 3DeeCellTracker, a deep learning-based pipeline for segmenting and tracking cells in 3D time lapse images. Wen C, Miura T, Voleti V, Yamaguchi K, Tsutsumi M, Yamamoto K, Otomo K, Fujie Y, Teramoto T, Ishihara T, Aoki K, Nemoto T, Hillman EMC, Kimura KD. eLife 10:e59187 (2021). https://doi.org/10.7554/eLife.59187 |
| Real-time volumetric microscopy of in vivo dynamics and large-scale samples with SCAPE 2.0. Voleti V, Patel KB, Li W, Perez Campos C, Bharadwaj S, Yu H, Ford C, Casper MJ, Yan RW, Liang W, Wen C, Kimura KD, Targoff KL, Hillman EMC. Nat Methods 16:1054-1062 (2019). https://doi.org/10.1038/s41592-019-0579-4 |
| STEFTR: a hybrid versatile method for state estimation and feature extraction from the trajectory of animal behavior. Yamazaki SJ, Ohara K, Ito K, Kokubun N, Kitanishi T, Takaichi D, Yamada Y, Ikejiri Y, Hiramatsu F, Fujita K, Tanimoto Y, Yamazoe-Umemoto A, Hashimoto K, Sato K, Yoda K, Takahashi A, Ishikawa Y, Kamikouchi A, Hiryu S, Maekawa T, Kimura KD. Front Neurosci 13:626 (2019) |
| Calcium dynamics regulating the timing of decision-making in Caenorhabditis elegans. Tanimoto Y, Yamazoe-Umemoto A, Fujita K, Kawazoe Y, Miyanishi Y, Yamazaki SJ, Fei X, Busch KE, Gengyo-Ando K, Nakai J, Iino Y, Iwasaki Y, Hashimoto K, Kimura KD. eLife 6:e21629 (2017). https://doi.org/10.7554/eLife.21629 |
| In vivo optophysiological analyses reveal functional diversification of dopaminergic neurons in the nematode Caenorhabditis elegans. Tanimoto Y, Zheng YG, Fei X, Fujie Y, Hashimoto K, Kimura KD. Sci Rep 6:26297 (2016). https://doi.org/10.1038/srep26297 |
| Enhancement of odor avoidance regulated by dopamine signaling in Caenorhabditis elegans. Kimura KD, Fujita K, Katsura I. J Neurosci 30:16365-16375 (2010) |
| The Caenorhabditis elegans thermosensory neuron AFD responds to warming. Kimura KD, Miyawaki A, Matsumoto K, Mori I. Curr Biol 14:1291-1295 (2004) |
| Daf-2, an insulin receptor-like gene that regulates longevity and diapause in Caenorhabditis elegans. Kimura KD, Tissenbaum HA, Liu Y, Ruvkun G. Science 277:942-946 (1997) |
| Neurite outgrowth of PC12 cells is suppressed by wortmannin, a specific inhibitor of phosphatidylinositol 3-kinase. Kimura K, Hattori S, Kabuyama Y, Shizawa Y, Takayanagi J, Nakamura S, Toki S, Matsuda Y, Onodera K, Fukui Y. J Biol Chem 269:18961-18967 (1994) |
学会活動
日本神経科学学会、日本分子生物学会、ニューロエソロジー談話会
教員からの一言
私たちの研究室では、脳で「記憶」「判断」「感情」が神経細胞のネットワークから生ずるための基本的ルールを理解することをめざして、 ロボット顕微鏡や人工知能技術を用いて線虫C. エレガンスの研究をしています。学生の皆さんには、研究を通して「神経科学の知識、技術、考え方」「プロとしての研究の計画と実行の仕方」「プロとしての文章の書き方とプレゼンテーションの仕方」などを身に付けて欲しいと考えています。
