| Project/Area Number |
22K20346
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
0202:Condensed matter physics, plasma science, nuclear engineering, earth resources engineering, energy engineering, and related fields
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
Kurisu Minoru 東北大学, 理学研究科, 助教 (00963943)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
|
|---|
| Keywords | ソフトマター / 生物物理 / ベシクル / 高分子 / 人工細胞 / 生命の起源 / ミニマルセル / 進化 / 自己生産 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
生命とは、高分子や膜などのソフトマターが化学反応ネットワークを介し連携する事で自己生産し進化する非平衡システムである。本研究の目的は、この生命という特異な物質の存在様式がどのような物理法則に従ってこの自然界に発生し得るのか、ソフトマター物理を軸に、生命と同じように自己生産し進化する単純な分子システム「ミニマルセル」の構築を通して探索することにある。本研究ではミニマルセルの遺伝子に相当する情報高分子に変異を与え、それに応じた自己生産能力の変化を実験と数理モデルから探索することで、進化するミニマルセルを構築する。本研究により、物質と生命を繋ぐ物理法則の解明に向けた生命の新たな物理的描像を提示する。
|
| Outline of Final Research Achievements |
In order to approach the question of how cell-like self-reproducing and evolving molecular systems can emerge from a simple molecular assemblies in the standpoint of materials science, we designed a simple self-producing system whose components and operating principles are clear, and aimed to realise a simple evolutionary process by measuring how the growth rate and division ability change when mutations are added to the components. Using this model experimental system as a foothold, we also aimed to elucidate the physical principles that explain the process from matter to the emergence of life.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
物理学はあらゆる自然現象を数理的に記述することを目指す。しかし生命の持つ圧倒的な複雑さはそれを困難にしている。本研究ではそのハードルを乗り越えて単純で数理的記述性の高いモデル実験系を通して生命を物理学から理解するために、自己生産や進化といった生命の本質的な振る舞いを人工的に再現するための足がかりを築いた。特に本研究で実施した人工系の組成の多様化は自己生産系への進化機能実装にとって大きな前進となる。
|
