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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Management / Public Relations / International Activity Support of Molecular Cybernetics

Administrative Group

Project AreaMolecular Cybernetics -Development of Minimal Artificial Brain by the Power of Chemistry
Project/Area Number 20H05968
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

村田 智  東北大学, 工学研究科, 教授 (10334533)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 豊田 太郎  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (80422377)
野村 慎一郎  東北大学, 工学研究科, 准教授 (50372446)
中茎 隆  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (30435664)
葛谷 明紀  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (00456154)
松浦 和則  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (60283389)
村山 恵司  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70779595)
Project Period (FY) 2020-11-19 – 2025-03-31
Keywords分子サイバネティクス
Outline of Annual Research Achievements

本総括研究の目的は,効率的で臨機応変なプロジェクト管理,領域メンバー特に,新規参入者や若手研究者の支援・育成と人脈づくり,社会に向けた成果の発信 を行うことである.これを達成するために,本年度は以下の項目に取り組んだ.1)領域内のコミュニケーションとして,運営会議(毎週),領域会議(年1 回),領域ミーティング(年2回),班会議(各班月1~2回)を行った.2)領域外への情報発信としては,総括班による2つ目のレビュー論文(IEEE Trans. Mol. Biol. Multi-Scale Commun. 2023)を出版するとともに,分子ロボティクス研究会と共催の定例研究会(2回),分子ロボティクス年次大会における公開シンポジウム(分子サイバネがもたらすモラル・パニック?!〜倫理ロールプレイを通じた議論),「量子技術による3次元積層マイクロ流体チップの創出(QST)と学術変革領域(A)分子サイバネティクスのジョイントワークショップ」,日本生物物理学会,細胞を創る研究会,計測自動制御学会などでのOS企画,分子ロボティクス夏の学校(シリーズ講義8コマ・ソフト ウェア演習6コマ)などを実施した.このほか,領域ウェブサイトで随時最新情報を紹介するとともに,ニュースレター(第10号~12号)を刊行した.3)4つの共有拠点のサービスを継続した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

3年間の計画班の研究を総括したうえで,これらの統合にむけた研究連携を推進することができた.また,総括班メンバーにより2本目のレビュー論文を発表し,分子サイバネティクスの方法論と現在までの到達点を世界に向けて発信することができた.一方,ジャーナリスト・イン・レジデンスの研究者を中心に,領域メンバーがロールプレイイングゲームを行い,先端研究におけるモラルについてコミュニティとして考える機会を持つことができた.

Strategy for Future Research Activity

最終年度は,これまでに開発した要素技術の統合およびそのデモンストレーションに取組む.前年度の領域会議で明確化した達成イメージに沿って,計画班・公募班が一体となって研究を進める.

  • Research Products

    (22 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 2 results) Book (7 results)

  • [Int'l Joint Research] Technische Universitat Darmstadt(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Technische Universitat Darmstadt
  • [Journal Article] DNA Reaction System That Acquires Classical Conditioning2024

    • Author(s)
      Nakakuki Takashi、Toyonari Masato、Aso Kaori、Murayama Keiji、Asanuma Hiroyuki、de Greef Tom F. A.
    • Journal Title

      ACS Synthetic Biology

      Volume: 13 Pages: 521~529

    • DOI

      10.1021/acssynbio.3c00459

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] From Molecular Robotics to Molecular Cybernetics: The First Step Toward Chemical Artificial Intelligence2023

    • Author(s)
      Kuzuya Akinori、Nomura Shin-Ichiro M.、Toyota Taro、Nakakuki Takashi、Murata Satoshi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Molecular, Biological and Multi-Scale Communications

      Volume: 9 Pages: 354~363

    • DOI

      10.1109/TMBMC.2023.3304243

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Scalable Synthesis of Planar Macroscopic Lipid-Based Multi-Compartment Structures2023

    • Author(s)
      Archer Richard J.、Hamada Shogo、Shimizu Ryo、Nomura Shin-Ichiro M.
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 39 Pages: 4863~4871

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.2c02859

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Highly Functional Acyclic Xeno Nucleic Acids2023

    • Author(s)
      Murayama Keiji、Okita Hikari、Asanuma Hiroyuki
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 96 Pages: 1179~1187

    • DOI

      10.1246/bcsj.20230188

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Rapid Chemical Ligation of DNA and Acyclic Threoninol Nucleic Acid (aTNA) for Effective Nonenzymatic Primer Extension2023

    • Author(s)
      Okita Hikari、Kondo Shuto、Murayama Keiji、Asanuma Hiroyuki
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 145 Pages: 17872~17880

    • DOI

      10.1021/jacs.3c04979

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photoresponsive peptide materials: Spatiotemporal control of self-assembly and biological functions2023

    • Author(s)
      Matsuura Kazunori、Inaba Hiroshi
    • Journal Title

      Biophysics Reviews

      Volume: 4 Pages: 1-23

    • DOI

      10.1063/5.0179171

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Feasible DNA Feedback Regulator Using Modularization2023

    • Author(s)
      Muranaka, C., Nakakuki, T.
    • Organizer
      the 11th International Symposium on Applied Engineering and Sciences (SAES2023),
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-pass filter gates2023

    • Author(s)
      Saitoh, T., Aso, K., Nakakuki, T.
    • Organizer
      Synthetic Biology based on Informatics and Experimental approaches, Sep., Fukuoka
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Novel design of DNA feedback regulator towards an experimental feasibility2023

    • Author(s)
      Muranaka, C., Aso, K., Nakakuki, T.
    • Organizer
      The 29th International Conference on DNA Computing and Molecular Programming (DNA29)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNA conditioned reflex circuit2023

    • Author(s)
      Toyonari, M., Aso, K., de Greef, T. F. A., Nakakuki, T.
    • Organizer
      The 29th International Conference on DNA Computing and Molecular Programming (DNA29)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNA high-pass filter gate2023

    • Author(s)
      Saitoh, T., Aso, K., de Greef, T. F. A., Nakakuki, T.
    • Organizer
      The 29th International Conference on DNA Computing and Molecular Programming (DNA29)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Robust design of DNA circuits against uncertain reactions2023

    • Author(s)
      Obana, R., Aso, K., Nakakuki, T.
    • Organizer
      SICE Annual Conference (SICE 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Virus Replicas Constructed from Designed Peptides2023

    • Author(s)
      Kazunori Matsuura
    • Organizer
      The 13th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Enveloped Virus Replicas self-assembled from beta-Annulus Peptides and Lipids The 6th Asian Chemical Biology Conference (ACBC2023)2023

    • Author(s)
      Kazunori Matsuura
    • Organizer
      The 6th Asian Chemical Biology Conference (ACBC2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] DNA Nanotechnology Research in Japan / Visions of DNA Nanotechnology at 40 for the Next 40 A Tribute to Nadrian C. Seeman2023

    • Author(s)
      Satoshi Murata(pp.47-57), Natasa Jonoska and Erik Winfree Editors
    • Total Pages
      431
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      978-981-19-9890-4
  • [Book] Handbook of Chemical Biology of Nucleic Acids2023

    • Author(s)
      Kasunori Matsuura( pp.2537-2568), Naoki Sugimoto (Ed)
    • Total Pages
      2847
    • Publisher
      Springer Singapore
    • ISBN
      978-981-19-9775-4
  • [Book] "実験の自動化・自律化によるR&Dの効率化と運用方法-AI、ロボット技術、ChatGPT、MI、ベイズ最適化、秘密計算など-", 第10章第5節 "実験自動化による人工多細胞体の作製と観察への取り組みと今後の展望"2023

    • Author(s)
      川又 生吹, 清水 稜, Richard J. Archer, 野村 M. 慎一郎
    • Total Pages
      545
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-994-1
  • [Book] 分子サイバネティクスニュースレター No.102023

    • Author(s)
      松林英明,馬渕拓哉,神谷厚輝,井上圭一,田仲真紀子,笠井倫志,千住洋介,大槻高史,飯野亮太,景山義之,野村 M. 慎一郎,豊田太郎(全12名)
    • Total Pages
      14
    • Publisher
      学術変革領域(A)分子サイバネティクス(発行)
  • [Book] 分子サイバネティクスニュースレター No.112023

    • Author(s)
      神谷厚輝,庄司観,馬渕拓哉,佐藤浩平, 水内良,浜田省吾(全6名)
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      学術変革領域(A)分子サイバネティクス(発行)
  • [Book] 分子サイバネティクスニュースレター No.122023

    • Author(s)
      竹澤悠典,松浦和則,Team Sendai(東北大学),Team Kansai(関西大学),Yokabio(九州工業大学),Team NoKo(東京農工大学),Team Tokyo Tech(東京工業大学),Tokyo Alliance(東京連合),上杉薫(全9名)
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      学術変革領域(A)分子サイバネティクス(発行)
  • [Book] 分子サイバネティクスニュースレター No.132023

    • Author(s)
      中茎隆,宮本麻衣,平原未海,佐久間啓,中野翔太,江藤大輔,中島大地,稲田晃大,武田将輝,小嶋勝(全10名)
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      学術変革領域(A)分子サイバネティクス(発行)

URL: 

Published: 2024-12-25  

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