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生体分子モーターを動力源とする分子ロボット開発とその応用展開。

研究課題

研究課題/領域番号 18F18323
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
研究機関北海道大学

研究代表者

角五 彰  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (10374224)

研究分担者 KEYA JAKIA  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-11-09 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2020年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2019年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2018年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード分子ロボット / 集団運動 / 物質輸送 / 自律機能 / 時空間制御 / アゾベンゼン / DNA / モータータンパク質
研究実績の概要

群ロボットは、リーダー不在でも自発的に環境適応し群れの形を変えるほか、仕事の分担や、不具合の補完など、単体のロボットにはなしえない複雑な仕事を効率よくこなすことができる。このような群ロボットは、医療や災害の現場での応用が期待され、現在では小型化に向けた競争が激しくなっている。申請者らは、最近、従来の機械式の群ロボットではなく、化学的に分子部品を組み立てることで、世界最小の群ロボット(分子ロボット)を開発することに成功した。本研究では、申請者らが開発した分子ロボットの発展を目指し、光信号により自律的に物質輸送可能な分子システムを構築することを目的としてきた。2020年度には、前年度までに構築した分子システムおよび時空間制御システムを用い、本研究課題である“光信号により自律的に物質輸送可能なシステム”の実行可能性を評価した。具体的な評価項目としては、1)光スイッチングの応答性(波長、照射強度および照射時間の依存性から評価)、2)輸送される輸送体のサイズや輸送体の種類(ラテテックス微粒子、磁性微粒子、有機結晶など)、3)輸送体の輸送効率(補足率と補足距離から試算)、4)輸送される輸送体の空間制度(フォトマスクのサイズ依存性より評価)などを検討することで物質輸送可能な分子システムを開発するうえで解決しなければならない課題を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Radial alignment of microtubules through tubulin polymerization in an evaporating droplet.2020

    • 著者名/発表者名
      Jakia Jannat Keya, Hiroki Kudoh, Arif Md. Rashedul Kabir, Daisuke Inoue, Nobuyoshi Miyamoto, Tomomi Tani, Akira Kakugo, Kazuhiro Shikinaka.
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 15(4) 号: 4 ページ: 0231352-0231352

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0231352

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Control of swarming of molecular robots2018

    • 著者名/発表者名
      Keya Jakia Jannat、Kabir Arif Md. Rashedul、Inoue Daisuke、Sada Kazuki、Hess Henry、Kuzuya Akinori、Kakugo Akira
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30187-1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Autonomous molecular swarm robot realized by the intelligence of biomolecular motor system and DNA2020

    • 著者名/発表者名
      Jakia Jannat Keya
    • 学会等名
      35th Summer University in Hokkaido
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Autonomous molecular swarm robots realized by sequential transfer of DNA signal2020

    • 著者名/発表者名
      Jakia Jannat Keya, Yuta Yamasaki, Akinori Kuzuya, Akira Kakugo
    • 学会等名
      58th Annual Meeting of Biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of autonomous molecular robot utilizing biomolecular machines2020

    • 著者名/発表者名
      Jakia Jannat Keya, Ibuki Kawamata, Shinichiro M. Nomura, Akira Kakugo
    • 学会等名
      超異分野 meetup -Toward innovation beyond boundaries
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Autonomous information transfer by molecular swarm robots through DNA-based sequential signaling2019

    • 著者名/発表者名
      Jakia Jannat Keya, Arif Md. Rashedul Kabir, Kazuki Sada, Akinori Kuzuya, Akira Kakugo
    • 学会等名
      68th Symposiym on Macromolecules
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Swarming of molecular robots under autonomous strand generator2019

    • 著者名/発表者名
      Jakia Jannat Keya, Sosei Ichiseki, Ibuki Kawamata, Arif Md. Rashedul Kabir, Shinichiro M. Nomura, Akira Kakugo
    • 学会等名
      The 20th RIES-HOKUDAI International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computing swarming of molecular robots under autonomous strand generator2019

    • 著者名/発表者名
      Jakia Jannat Keya, Sosei Ichiseki, Ibuki Kawamata, Arif Md. Rashedul Kabir, Shinichiro M. Nomura, Akira Kakugo
    • 学会等名
      Hokkaido University-National Central University Joint Symposium on Materials Chemistry and Physics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of autonomous swarming of microtubules utilizing the sequential signaling of DNA2018

    • 著者名/発表者名
      Jakia Jannat Keya, Arif Md. Rashedul Kabir, Akinori Kuzuya, Akira Kakugo
    • 学会等名
      6th International life-science symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-11-12   更新日: 2024-03-26  

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