2013 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ流体工学による人工細胞システムの時空間制御
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24680033
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (20511249)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 人工生命システム / 非線形非平衡 / マイクロ流路 / ゲル / DNA |
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| Research Abstract |
当研究課題では，マイクロメートルサイズの生体分子膜の小胞にDNAやタンパク質を含む機能性分子を内包・付与して構築する「人工細胞」の研究を発展させ，生命システムの構成的理解や工学的応用に貢献することを目的とし，マイクロ流体技術を利用した非平衡人工細胞の構築と制御を行った．マイクロ流体技術による，細胞サイズの小胞（マイクロ油中水滴，マイクロハイドロゲル粒子）の作製手法を確立した．このマイクロ油中水滴内では，タンパク質合成反応や振動性のある非線形化学反応の実現ができた．また，マイクロハイドロゲル粒子には，非対称異方性のある複雑構造を付与し，様々な形状のもの（たとえば，回転方向に非対称性のあるプロペラ型構造など）を生成することができるようになった．マランゴニ流および拡散流という非平衡な流れの性質をうまく利用することで，この構造形成に成功しており，従来に無い新規な手法として重要である．この非対称構造により，マイクロハイドロゲル粒子にエネルギー発生の触媒反応を組み込んで，並進的な運動や回転的な運動を発生させることができた．マイクロ粒子単体でも自律運動をするが，複数存在した場合，立体的な障害による相互作用をしながら運動する様子も確認ができ，相互作用による集団運動の実現に目処が立った．さらに，粒子状のものだけでなく，らせん構造を取るようなマイクロゲルファイバーの構築にも成功した．らせんのピッチの制御もできることが確認された．鞭毛のような構造を持っているため，らせん軸周りの回転運動を発生させることで，方向性のある運動が取り出せると考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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