西田 暁史 (ニシダ アキフミ)

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所属

理工学術院 先進理工学部

職名

講師(任期付)

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 生命、健康、医療情報学

  • 応用微生物学

論文 【 表示 / 非表示

  • A cross-sectional analysis from the Mykinso Cohort Study: establishing reference ranges for Japanese gut microbial indices

    Satoshi WATANABE, Shoichiro KAMEOKA, Natsuko O. SHINOZAKI, Ryuichi KUBO, Akifumi NISHIDA, Minoru KURIYAMA, Aya K. TAKEDA

    Bioscience of Microbiota, Food and Health   40 ( 2 ) 123 - 134  2021年04月  [査読有り]

    DOI

  • Usefulness of Machine Learning-Based Gut Microbiome Analysis for Identifying Patients with Irritable Bowels Syndrome

    Hirokazu Fukui†, Akifumi Nishida†, Satoshi Matsuda, Fumitaka Kira, Satoshi Watanabe, Minoru Kuriyama, Kazuhiko Kawakami, Yoshiko Aikawa, Noritaka Oda, Kenichiro Arai, Atsushi Matsunaga, Masahiko Nonaka, Katsuhiko Nakai, Masao Matsumoto, Shinji Morishita, Aya K. Takeda, Hiroto Miwa

    Journal of Clinical Medicine   9(8) ( 2403 )  2020年07月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者

  • 未知状況を含む微生物共生系の制御

    西田暁史

       2018年03月

    担当区分:責任著者

  • Effect of light wavelength on hot spring microbial mat biodiversity

    Akifumi Nishida, Vera Thiel, Mayuko Nakagawa, Shotaro Ayukawa, Masayuki Yamamura

    PLOS ONE   13 ( 1 ) e0191650 - e0191650  2018年01月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者

    DOI

  • High-frequency noise attenuation of a two-component system responding to short-pulse input

    Akifumi Nishida, Ryoji Sekine, Daisuke Kiga, Masayuki Yamamura

    ACM International Conference Proceeding Series     28 - 35  2016年12月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者

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    Among the various biological devices developed and characterized in synthetic biology, light-sensing biological devices can serve as an input-output system owing to their light modulation property. The well-characterized devices in living systems are useful for modulating cellular sensing and transducing information. In this study, we examined short pulse responsiveness of a light-sensing two-component system (TCS), Cph8-OmpR, which was generated by replacing the sensor domain of the EnvZ-OmpR osmoregulatory system with the light sensor Cph1. We varied the input pulse width of the Cph8-OmpR system and found that an input width of &lt
    1 s was sufficient to alter the accumulation of a reporter gene upregulated by Cph8 phosphorylation of OmpR. Based on this result and the mathematical model showing that the timescale for the upstream Cph8-activity transition was much faster than that of downstream gene expression, we evaluated the merit of a TCS with such an unbalanced cascade. Our mathematical simulation of a cascade TCS suggests that high-frequency noise arising from fast transitions in kinase activity was attenuated throughout the cascade reaction. In terms of noise attenuation, these results can contribute to analyze biological cascade systems with the balance of reaction rates in each process.

    DOI

受賞 【 表示 / 非表示

  • 数学共同プログラムポスター賞

    2015年03月   生命動態合同シンポジウム   Attenuating high-frequency noise of a two-component system responding to short-pulse input  

    受賞者: Akifumi Nishida

  • 優秀ポスター賞

    2013年10月   生命医薬情報学連合大会   Dynamical control of protein concentration using synthetic two-component system  

    受賞者: Akifumi Nishida

  • 畠山賞

    2008年03月   日本機械学会  

    受賞者: 西田暁史

共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 環境問題対策のための、微生物共生系の数理モデリング手法の開発

    研究期間:

    2018年10月
    -
    2019年09月
     

    西田 暁史

    担当区分: 研究代表者

  • 多摩川の微生物生態系モデル構築による下水処理水の影響や季節変動の解析

    研究期間:

    2017年09月
    -
    2019年03月
     

    山村雅幸, 西田暁史

    担当区分: 研究分担者

  • 微生物マットの形成過程での種間・種内相互作用の解明

    研究期間:

    2016年04月
    -
    2017年02月
     

    西田 暁史

    担当区分: 研究代表者

特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 非平衡環境における微生物生態系のエネルギーと偶発性の理論構築

    2020年   中川麻悠子, 山村雅幸

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    エネルギーが絶えず注がれる非平衡環境において、微生物生態系のエネルギーと確率的形成の理論を構築することを目的とする。そのための前段階として、理論構築の基となる実データを非平衡環境の1つである排水処理場から得た。排水処理水中の微生物生態系を、16S rRNA遺伝子によって解析するとともに化学成分を測定し、環境因子に関連する微生物をデータ処理によって抽出した。さらに排水処理水が混入する河川でも上流から下流にわたって河川水を採取し、微生物構成や化学成分を同様に測定した。これら系列データはLotka-Volterra方程式によってモデル化し、微生物間相互作用がどのように変化するのかが解明できた。

  • 微生物群集の決定論的・確率論的形成の解明

    2020年   中川麻悠子, 山村雅幸

     概要を見る

    微生物群集の形成は決定論的プロセスと確率的プロセスによって成り立っているが、これらプロセスと環境との関係は未知である。そこで、河川での実地実験、試験管内での実験、シンプルな数理モデルを用いた計算機実験によって、環境が確率的形成に与える影響を調べた。その結果、微生物群集は非適応環境にさらされたときに決定論的プロセスに支配されやすいことが分かった。この原因の1つとして、非適応環境にさらされたときに、その環境に適応できる微生物の種数が限られることが示唆された。これは大きな環境変化があったときに微生物生態系が決定論的に変化することで、環境変化の指標になりうることを示唆している。

  • 深層学習応用に向けた細菌叢の特徴解析とデータ生成

    2019年  

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     過敏性腸症候群(IBS)は腹部の痛みや不快感、膨満感や便の不規則性などの症状を特徴とする胃腸障害であり、器質的損傷はない。このIBSは腸内細菌叢と密接に関係していることが現在までに分かっているが、IBSを診断または評価するための客観的なバイオマーカーはまだない。そこでIBS患者の糞便の腸内細菌叢プロファイルを調査し、機械学習を使用した腸内細菌叢解析に基づくIBS診断モデルの確立を試みた。 その結果、IBSを診断する機械学習モデルの構築に成功した。また、IBS診断には短鎖脂肪酸よりも細菌叢により大きな情報が含まれていることが分かった。本研究で開発した機械学習モデルは、糞便から他の病気含めてIBSを一次診断するのに役立てることが期待できる。

 

現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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担当経験のある科目(授業) 【 表示 / 非表示

  • プロジェクト研究B

    早稲田大学  

    2019年10月
    -
    継続中
     

  • 電気・情報生命工学実験C

    早稲田大学  

    2019年10月
    -
    継続中
     

  • 理工学基礎実験1B

    早稲田大学  

    2019年10月
    -
    継続中
     

  • 卒業研究A

    早稲田大学  

    2019年04月
    -
    継続中
     

  • 理工学基礎実験1A

    早稲田大学  

    2019年04月
    -
    継続中
     

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