Conversion between mechanical power and information of intracellular reaction-diffusion wave

• Project Area: Information physics of living matters
• Project/Area Number: 22H04851
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20580989)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000); Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
• Keywords: ソフトマター / 反応拡散系 / 細胞サイズ空間 / 人工細胞 / 合成生物学

Outline of Research at the Start

細胞内反応拡散波(iRDs)は、化学反応と分子拡散の共役によって創発され、細胞内での分子の位置情報を規定する。最近の研究により、iRDs自体が細胞内の情報を力学に変換する機構である証拠が集まってきているが、その実態は未解明である。本研究では、申請者らが構築したiRDsの1つであるMin波を安定的に人工細胞内で発生させる系を用い、化学エネルギーによって形成されるiRDsが細胞サイズの空間で情報と力学の変換を担うメカニズムと効率を理解することを目的とする。本研究の達成により、反応拡散共役による細胞内の自発的な分子配置が内在する情報の物理が明らかになる。