# ShimoLab
**Source**: http://shimolab.cira.kyoto-u.ac.jp/
**Parent**: https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/e/education/internship.html
Peering into living cells through the lens of physics
[Hiring Now!](#hiring_now)
## ABOUT
In cells, molecules spontaneously assemble and form organelles
without being enveloped by a lipid membrane, and it has become
clear that they play essential roles throughout the cell. Our aim
is to elucidate the functions of these non-membranous organelles
by focusing on the statistical properties of intracellular
molecules, including phase separation.
In particular, we are advancing our research on the principles of
cellular reprogramming, which reverse "the cellular clock", using
cutting-edge approaches that go beyond traditional molecular
biology methods. These approaches include utilizing optogenetics
for light manipulation of phase separation and conducting in
silico analyses of phase separation through mathematical models.
The newfound knowledge will contribute to the development of
next-generation iPS cell production technologies.
For more information, please visit our
[YouTube](#research) channel. Additionally, we are
recruiting graduate students and postdoctoral researchers. Those
interested in our research topics and approaches are warmly
welcomed to visit our laboratory.
細胞内の分子は自発的に集まり脂質膜に包まれない非膜性オルガネラや超分子構造を形成し、細胞内の至るところで重要な役割を果たしていることが明らかになってきています。我々は、相分離を含む細胞内分子の統計的性質に着目し、
非膜性高次構造の物理や機能を紐解くことを目指しています。
特に、細胞リプログラミングや神経変性疾患に関連する相分離現象を対象として、最先端の超解像イメージング、オプトジェネティクスを活用した分子光操作や、数理モデルによるin
silico解析など、従来の分子生物学的手法の枠を超えたユニークなアプローチで研究を進めています。得られる新たな知見は、次世代iPS細胞作製技術の開発や創薬にも繋がります。具体的なトピックスについては是非研究室を訪問してください。
詳細については、
[YouTube](#research)でぜひご覧ください。また、やる気のある大学院生やポスドクの募集も行っています。
## Members
### Principal Investigator
#### Shunsuke F. Shimobayashi
Associate Professor at CiRA
Shunsuke received his B.S. in department of science from Kyoto
University in 2011 and received his Ph.D. in physics and
astronomy from Kyoto University in 2016, where he experimentally
and numerically revealed the coupling mechanism of phase
separation and membrane shape due to the asymmetric lipid
composition in lipid bilayers together with Professor Takashi
Taniguchi.
After his Ph.D., he conducted postdoctoral research on
"three-dimensional" phase separation in living cells at
Princeton University with Professor Cliff Brangwynne, where he
was a JSPS postdoctoral fellow. At Princeton, he studied
nucleation principles of biomolecular condensates with advanced
imaging and bioengineering technologies in order to reveal how
condensates form at right time at right place.
He joined the Center for iPS Cell Research and Applications
(CiRA) at Kyoto University in 2022 as an associate professor to
elucidate fundamental principles of biomolecular organization in
intracellular space in the context of cellular physiology and
diseases using state-of-art technologies (e.g. super-resolution
imaging and optogenetics).
### Postdoctoral Reseacher
Tomo Kurimura\
Tomofumi Yoshida(JSPS fellow)
栗村 朋\
吉田 知史 (学振PD)\
### Technical Staff
Masumi Sanada\
Kuniko Sawai\
Haruka Aonuma
真田 ますみ\
澤井 邦子\
青沼 はる香\
### Visiting Student
Yuki Haruyama ([Masason Foundation](https://masason-foundation.org/))
春山 侑輝 ([孫正義育英財団](https://masason-foundation.org/))
### PhD Student
Kazuya Kudo (M2)
工藤 和哉（医学研究科 修士2回生）
### Undergrad Program
Marino Akamatsu\
Takumi Kodama\
赤松 舞里乃（医学部医学科 4回生）\
小玉 拓未（理学部生物学科 4回生）\
### Office Assitants
Kota Konishi\
小西 皓太（工学部理工化学科 4回生）\
## Hiring Now!
We are recruiting self-motivated PhD students, postdocs, assistant
professors, and technical staff with strong enthusiasm for
research. If you are interested in joining us, please send your CV
to Shunsuke.
## Research
## NEWS
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| ・2025-11-17 | **Kuniko Sawai** joined our lab as a technical staff. Welcome! |
| ・2025-11-01 | Our presentation won the [Kyoto University Academic Day Standing Talk Award](https://ku.research.kyoto-u.ac.jp/academic-day/a2025/#tab4)! JSPS fellow Tomofumi Yoshida and office assistant Kota Konishi led the work. |
| ・2025-08-20 | Our article has been published in [Experimental Medicine, September 2025 (Vol.43 No.14)](https://www.yodosha.co.jp/yodobook/book/9784758125956/index.html). The tiele is "The physics of cancer-related phase separation: Probing condensate formation and function with optical manipulation". |
| ・2025-07-03 | The website for the [Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A): Membrane Interface Biology](https://makukaimen.umin.jp/) has been launched! We are participating as both the General Administrative Group and a Planned Research Group. |
| ・2025-04-01 | **Tomofumi Yoshida** joined our lab as a JSPS Fellow. **Naoko Yasuhara** joined our lab as a technical staff. Welcome! |
| ・2024-10-01 | Shunsuke has been appointed as the Principal Investigator for FOREST at Kyoto University and as [collaborative PI for iCeMS](https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/people/#people-collabo-pi)! |
| ・2023-11-01 | Our paper has been posted on [bioRxiv](https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.29.564316v1)! Great collaborative work with Brangwynne Lab! Congrats, undergrad Kota for your contribution to this project! |
| ・2023-07-01 | **Nguyen Xuan Ung** (Undergrad) joined our lab. Welcome! |
| ・2023-06-20 | Congratulations! Shunsuke has been awarded the grant by [Kao Foundation for Arts and Sciences for fiscal year 2023](https://www.kao-foundation.or.jp/assist/science/result/2023-2.html). |
| ・2023-06-01 | **Masumi Sanada** joined our lab as a technical staff. Welcome! |
| ・2023-04-07 | Congratulations! Shunsuke has been awarded the [MEXT Young Scientists’ Prize for fiscal year 2023](https://www.mext.go.jp/b_menu/boshu/detail/1417596_00004.htm). |
| ・2023-04-01 | **Akira Miyaki** joined our lab as a technical staff. Welcome! |
| ・2023-04-01 | [We are looking for a Postdoc to join our lab](https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/e/employment/)! |
| ・2022-05-01 | Shimobayashi Lab is opening @ Kyoto! |
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| ・2025年11月17日 | 澤井さんが技術補佐員として着任しました！ |
| ・2025年11月01日 | 下林研による発表が [京都大学アカデミックデイ 研究者と立ち話賞](https://ku.research.kyoto-u.ac.jp/academic-day/a2025/#tab4) を受賞しました！学振PD吉田さんとOA小西さんが主導してくれました！ |
| ・2025年08月20日 | [実験医学 2025年9月号 Vol.43 No.14](https://www.yodosha.co.jp/yodobook/book/9784758125956/index.html)に記事が掲載されました！タイトルは「がん関連相分離の物理学：光操作で迫る凝縮体の形成と機能」です！ |
| ・2025年07月03日 | [学術変革領域（A）膜界面生物学](https://makukaimen.umin.jp/)のHPが公開されました！我々は総括班と計画班として参加します！ |
| ・2025年04月01日 | 学振PD吉田さんと技術補佐員安原さんが着任されました！ |
| ・2024年12月13日 | 学部生赤松さんが [2024年度 京都大学久能賞](https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news/2024-12-24)を受賞しました！おめでとうございます！ |
| ・2024年11月12日 | 下林准教授(PI)が武田科学振興財団の [2024年度 研究助成対象者「生命科学研究助成」](https://www.takeda-sci.or.jp/research/list-2024/life.php)に採択されました！ |
| ・2024年10月01日 | 下林准教授(PI)が京都大学創発PI、 [iCeMS連携PI](https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/people/#people-collabo-pi)に任命されました！ |
| ・2024年07月22日 | 孫正義育英財団の奨学生、春山さんが研究室に参加しました！ |
| ・2024年06月25日 | 下林准教授(PI)が[JST 創発的研究支援事業](https://www.jst.go.jp/souhatsu/call/sel23.html)に採択されました！おめでとうございます！ |
| ・2024年01月22日 | [月刊「細胞」](http://hokuryukan-ns.co.jp/cms/books/%E6%9C%88%E5%88%A5%E3%80%8C%E7%B4%B0%E8%83%9E%E3%80%8D2024%E5%B9%B42%E6%9C%88%E5%8F%B7-lc%EF%BC%88low-complexity%EF%BC%89%E3%83%89%E3%83%A1%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%81%AE%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%AD%A6/)に新しい和文総説が掲載されました！ |
| ・2023年11月01日 | [bioRxiv](https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.29.564316v1)に新しい論文が掲載されました！学部生小西さんも共著者です！ |
| ・2023年07月01日 | ウンさんがOAとして着任しました！ |
| ・2023年06月20日 | 下林准教授(PI)が[花王科学奨励賞](https://www.kao-foundation.or.jp/assist/science/result/2023-2.html)を受賞しました！おめでとうございます！ |
| ・2023年06月01日 | 真田さんが技術補佐員として着任しました！ |
| ・2023年04月07日 | 下林准教授(PI)が[令和五年度文部科学省 若手科学者賞](https://www.mext.go.jp/b_menu/boshu/detail/1417596_00004.htm)を受賞しました！おめでとうございます！ |
| ・2023年04月01日 | 宮木さんが研究補助員として着任しました！ |
| ・2023年04月01日 | [ポストドクター1名を募集中](https://www.cira.kyoto-u.ac.jp/j/employment/)です。 |
| ・2022年05月01日 | 下林研究室が京大CiRAにて発足しました！ |
[show more](#)
##### Upcoming talks by lab members
## Publications
→和文総説はこちら
[Synaptic active zones are ordered nanostructures designed by supramolecular block copolymers,](https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2025.12.15.691964v1)\
Hirokazu Sakamoto, Shunsuke F. Shimobayashi,\
*bioRxiv,*
doi: 10.64898/2025.12.15.691964 (2025)
[Multi-dimensional condensation of intracellular
biomolecules,](https://academic.oup.com/jb/advance-article/doi/10.1093/jb/mvad095/7442059?login=true)\
Masataka Yanagawa, Shunsuke F Shimobayashi,\
*The Journal of Biochemistry (Invited Review)*
, mvad095 (2024)
[Critical capillary waves of biomolecular condensates,](https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.29.564316v2)\
Shunsuke F. Shimobayashi, Paul J. Ackerman, Tomo Kurimura, Takashi Taniguchi, Clifford P. Brangwynne,\
*bioRxiv,*
doi: 10.1101/2023.10.29.564316 (2023)
### Before ShimoLab
- [Nucleation landscape of biomolecular condensates,](https://doi.org/10.1038/s41586-021-03905-5)
\
Shunsuke F. Shimobayashi, Pierre Ronceray, David W. Sanders,
Mikko P. Haataja, Clifford P. Brangwynne,
\
*Nature,* 599(7885) 503-506 (2021)
- [Properties of repression condensates in living Ciona
embryos,](https://doi.org/10.1038/s41467-021-21606-5)\
Nicholas Treen, Shunsuke F. Shimobayashi, Jorine Eeftens,
Clifford P. Brangwynne, Michael Levine,\
*Nat. Comm.,* 12(1561) (2020)
- [Nucleated transcriptional condensates amplify gene
expression,](https://doi.org/10.1038/s41556-020-00578-6)\
Ming-Tzo Wei, Yi-Che Chang, Shunsuke F. Shimobayashi,
Yongdae Shin, Amy R. Strom, Clifford P. Brangwynne,\
*Nat. Cell Biol.,* 22(10) 1187-1196 (2020)
- [Universal phase behaviors of intracellular lipid
droplets,](https://doi.org/10.1073/pnas.1916248116)\
Shunsuke F. Shimobayashi, Yuki Ohsaki,\
*PNAS,* 116(51) 25440-25445 (2019)
- [Suppression of the coffee-ring effect by sugar-assisted
depinning of contact line,](https://doi.org/10.1038/s41598-018-35998-w)\
Shunsuke F. Shimobayashi, Mikiko Tsudome, Tomo Kurimura,\
*Sci. Rep.,* 8(1) (2018)
- [Direct observations of transition dynamics from macro- to
micro-phase separation in asymmetric lipid bilayers
induced by externally added glycolipids,](https://doi.org/10.1209/0295-5075/113/56005)\
Shunsuke F. Shimobayashi, Masatoshi Ichikawa, Takashi
Taniguchi, \
*EPL,* 113(5) (2016)
- [Nanoscale hydration dynamics of DNA-lipid blend dry
films: DNA-size dependency,](https://doi.org/10.1039/c6cp06305e)\
S. F. Shimobayashi, M. Hishida, T. Kurimura, M. Ichikawa,\
*Phys. Chem. Chem. Phys.,* 18(46) 31664-31669 (2016)
- [Molecular behavior of DNA in a cell-sized compartment
coated by lipids,](https://doi.org/10.1103/PhysRevE.91.062717)\
Tsutomu Hamada, Rie Fujimoto, Shunsuke F. Shimobayashi,
Masatoshi Ichikawa, Masahiro Takagi,\
*Phys. Rev. E,*91(6) (2015)
- [Direct measurement of DNA-mediated adhesion between lipid
bilayers,](https://doi.org/10.1039/c5cp01340b)\
S. F. Shimobayashi, B. M. Mognetti, L. Parolini, D. Orsi, P.
Cicuta, L. Di Michele,\
*Phys. Chem. Chem. Phys.,* 17(24) 15615-15628 (2015)
- [Emergence of DNA-encapsulating liposomes from a DNA-lipid
blend film,](https://doi.org/10.1021/jp506096h)\
Shunsuke F. Shimobayashi, Masatoshi Ichikawa,\
*J. Phys. Chem. B,*118(36) 10688-10694 (2014)
- [Probability of double-strand breaks in genome-sized DNA
by γ-ray decreases markedly as the DNA concentration
increases,](https://doi.org/10.1063/1.4802993)\
Shunsuke F. Shimobayashi, Takafumi Iwaki, Toshiaki Mori,
Kenichi Yoshikawa,\
*J. Chem. Phys.,*138(17) (2013)
### 和文総説
- [がん関連相分離の物理学：光操作で迫る凝縮体の形成と機能,](https://www.yodosha.co.jp/yodobook/book/9784758125956/)\
赤松舞里乃，下林俊典\
*実験医学,* 2025年9月
- [細胞内相分離の光制御,](http://hokuryukan-ns.co.jp/cms/books/%E6%9C%88%E5%88%8A%E3%80%8C%E7%B4%B0%E8%83%9E%E3%80%8D2024%E5%B9%B42%E6%9C%88%E5%8F%B7-lc%EF%BC%88low-complexity%EF%BC%89%E3%83%89%E3%83%A1%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%81%AE%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%AD%A6/)\
下林俊典,\
*細胞,* 2024年2月
- [液液相分離が駆動する細胞内オルガネラ,](https://doi.org/10.2142/biophys.60.267)\
下林俊典、大崎雄樹,\
*生物物理,* 60(5) 267-271 2020年
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### 研究員、大学院生の受け入れについて
研究員：下林研究室では現在研究員の募集を行っております。希望する方はメールで問い合わせて下さい。研究室見学も行っております。\
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下林研では研究に専念するための経済的サポート(創発RAを含む)も行っております。なお、博士後期課程に進学を希望する方を優先して受け入れます。進学を希望する方は事前にメールで問い合わせて下さい。研究室見学も行っております。