| 研究課題/領域番号 |
20H05701
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(S)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
大区分J
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
野村 慎一郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50372446)
|
|---|
| 研究分担者 |
瀧ノ上 正浩 東京科学大学, 情報理工学院, 教授 (20511249)
清水 義宏 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (90401231)
大野 博久 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (90612391)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-08-31 – 2025-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
|
| 配分額 *注記 |
195,390千円 (直接経費: 150,300千円、間接経費: 45,090千円)
2024年度: 42,510千円 (直接経費: 32,700千円、間接経費: 9,810千円)
2023年度: 42,510千円 (直接経費: 32,700千円、間接経費: 9,810千円)
2022年度: 42,510千円 (直接経費: 32,700千円、間接経費: 9,810千円)
2021年度: 42,510千円 (直接経費: 32,700千円、間接経費: 9,810千円)
2020年度: 25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円)
|
|---|
| キーワード | オートマター / 人工細胞 / 自己複製 / 大量生産 / 電子-分子インタフェイス |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本課題では，プログラム通りに自動的に活動し物質生産する人工細胞群を「オートマター」と呼び，その実現を目指す．そこで不可欠となる動作制御のために，分子制御，電子制御とそのインターフェイスを開発し，人間のプログラムに従うよう設計を行う．分子分解能での設計からマクロな仕事を実現するために，大量の人工細胞を群れとして協調動作させるためのメカニズムと原理を探求する．
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、プログラム可能な人工細胞群「オートマター」の創成を目指し、4つのサブテーマで得られた知見を統合し重要な成果を得た。タンパク質合成装置であるリボソームの完全自己組織化に世界で初めて成功し、生理的条件下での自己複製溶液構築への道を拓いた。
細胞内での汎用的な転写・翻訳分子制御システムを開発し、cmスケールの人工多細胞体の大量生産技術を確立した。さらに、DNA液滴型オートマターによる光制御自律運動と分子情報処理を実現し、滑走する分子ロボット群を分子コントローラで自律制御するシステムを構築した。これらによりオートマターの概念実証に成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的には、細胞型生命体の試験管内自己複製の最終ハードルとされるリボソーム自己組織化を達成し、生命起源研究とPURE合成技術の発展に寄与する。転写翻訳を制御する分子システムと、人工多細胞体を大量生産するシステムは生体適合性バイオマテリアルの発展に寄与する。さらに、DNA液滴の光制御自律運動と分子ロボット群の自律制御システム構築により、生きた細胞と似て非なる人工分子組織体「オートマター」創出の概念実証に成功した。
社会的には、自律判断で行動する人工分子システム、標的治療、環境応答型材料への応用が期待され、持続可能な社会実現への基盤技術となる可能性を示した。
|
| 評価結果 |
中間評価
A: 順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる
|
