
APR 28, 2026
分子動力学の基礎と応用に関するミニコース
分子動力学の基礎と応用に関するミニコース
分子シミュレーションは、物理学、化学、数学、プログラミングなど、若い学生にとってはしばしば別々の分野として捉えられがちな多くの分野を融合したものです。私の経験から言えるのは、これらの分野の架け橋を築き、それがどのように現実世界の応用につながるかを示すことで、他の科目を学ぶ意欲を大幅に高めることができるだけでなく、明確な職業志向の目標も与えられるということです。しかし、こうした学際的な性質ゆえに、分子シミュレーションを教えることは難しい面もあります。 分子シミュレーションに関する知識を広めるための私の取り組みは、主に少人数のグループや、多くの場合新入生である個々の学生に対するメンタリングという形で行われています。
長年にわたり、私は分子シミュレーションに興味を持つ学生にその世界を紹介するために、ある「簡易プロジェクト」の演習を開発してきました。また、この簡易プロジェクトを選考プロセスとして活用し、MIPTおよびプリンストン大学の各研究グループへ、学部生研究員を採用するよう推薦してきました。選抜された学部生たちは各グループに非常に適した人材であることが判明したため、ここではこの簡易プロジェクトの各段階と私のアプローチについて、簡単に概要を説明したいと思います。
私は学部生の頃からこの取り組みを始め、4年次には9名、5年次には5名の学生を指導しました。そのうち3名はMIPTの研究グループ に採用され、1名はLAMMPSに関するCECAMの大学院生向けサマープログラムに合格しました。その後、プリンストン大学では、この小規模なプロジェクトのおかげで、毎年少なくとも1名の学部生を選抜することができ、その学生たちとは毎年、夏期のフルタイムの研究資金を無事に確保することができました。 2名の学部生は他のサマープログラムを選択し、2名が私と共に研究を行いました。現在、その2名はいずれも、学会報告や論文における私の共著者となっています。
スライド|ドキュメント
講演者

ユーリー・ポリアチェンコ
プリンストン大学 博士課程学生
私の名前はユーリーです。現在、プリンストン大学で理論化学の博士課程に在籍しています。子供の頃からずっと好きだったのは、物事が実際にどのように機能しているかを解明することと、ビデオゲームをすることの2つでした。幸運にも、その両方を仕事として報酬を得られる職に就くことができ、ここで私のストーリーを共有できることを嬉しく思います。 コンピュータシミュレーションは、私のこの2つの情熱を見事に融合させてくれました。応用数学と物理学の学士課程在学中、私は恒星力学、中性子散乱、弾性波などのシミュレーションに挑戦しました。分子レベルでの物質のモデリングを試みたとき、これが自分の進むべき分野だと確信しました。なぜなら、それは私たちが根本的に理解している物理学に十分に根ざしている一方で、新薬や新素材といった斬新な知見をもたらすほど豊かで応用性の高い分野だったからです。 他の人々もこの分野に熱狂しています。例えば、ノーベル賞受賞者のリチャード・ファインマンは、その有名な講演「底にはまだたっぷり余地がある(There’s Plenty of Room at the Bottom)」を行い、原子レベルで物質を操作することで開かれる可能性に人々の目を向けさせました。多くの分子効果は集団的なものである一方、人間の脳は一度に何千もの事象を追跡するようにはできていないため、コンピュータはこの分野で特に有用であることが判明しています。 さらにエキサイティングなのは、コンピュータモデルを用いることで、特定の物理法則に反する「実験」を行いつつ、効率的に有用な予測を得ることができる点です。これまでの研究の過程で、私はコンピュータを活用して、タンパク質結晶、膜ナノポア、GPCR受容体、無秩序なタンパク質上の自己組織化、タンパク質と薬剤の結合、さらには表面吸着化学、半導体プラズマ処理、イオン衝突などをモデル化する多くの実践的な手法を習得しました。 これらのテーマについて、またそれらが大学時代や大学院出願、そしてその後のキャリアにおいてどのように役立ったかについて、喜んでお話しさせていただきます。