The road from vesicles to minimal cells: metabolism, reproduction, and evolution

• Project/Area Number: 23K13070
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 栗栖 実 東北大学, 理学研究科, 助教 (00963943)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: ベシクル / ミニマルセル / 高分子 / ソフトマター / 生命の起源

Outline of Research at the Start

生命とは高分子や膜などの物質群が化学反応系（代謝）により連携し、自己生産や進化などの特異的な振る舞いを示す非平衡システムである。代表者はこれまでにモデル膜（ベシクル）とその人工情報高分子という２つの構成要素、そして代謝を模した人工の化学反応系からなる自己生産系を構築してきた。本研究ではこの代謝と自己生産機能を持つシステムについて、構成要素である情報高分子と膜分子の組成を多様に変化させる。そして組成が異なる自己生産系（=種）を競わせ、より増殖能が高い方が繁栄するという進化のプロセスを単純かつ人工的な系で再現する。こうした化学と物理が簡明なモデル系に基づき、物質から生命への組織化原理を探索する。