| 研究課題/領域番号 |
21H01288
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
平塚 祐一 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (10431818)
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| 研究分担者 |
新田 高洋 岐阜大学, 工学部, 教授 (20402216)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 人工筋肉 / モータータンパク質 / 光遺伝学 / タンパク質工学 / 分子ロボティクス / 生体分子モーター / 分子モーター / アクチュエータ / マイクロロボット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
3Dプリントに適用可能な分子レベルから構築されるバイオ人工筋肉を開発し、生体分子で駆動するマイクロロボットの開発を本格化する。これまで開発してきたバイオ人工筋肉では、一回の収縮のみしか生じず用途が限られていたが、本研究では、生体分子モータの運動を人工的に制御できる分子パーツ群を設計・構築することにより、３Dプリント可能で且つ操作可能な人工筋肉を構築する。
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| 研究成果の概要 |
最近我々は生体の分子モータを遺伝子工学的に改造し光照射により水溶液中の特定の部位に人工筋肉を造形させることに成功した。この人工筋肉を利用して大きさ数ミリメートルの機械構造を駆動させることに成功しており、マイクロロボットの３次元光造形の可能性を開いた。しかし、これらのデバイスは光照射後の一回の収縮のみで実用的ではなかった。動力源である生体分子モータを光や電気等の人工的な信号で制御するのは困難であったため制御系は未開拓だった。本研究では、生体分子モータの運動を光信号で制御可能となる分子パーツを遺伝子工学的に設計・構築し、光造形可能で且つ光操作可能な新規の人工筋肉を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
タンパク質は現在、食品や医療の分野で広く利用されている。しかしこれらは生体にある膨大な種類のタンパク質のごく一部にすぎず、タンパク質の応用技術は未発達の段階にある。タンパク質は炭素・窒素・酸素などのありふれた元素のみで構成されているにも関わらず、筋収縮に代表されるモータ機能をはじめ、従来の人工材料と類似した多様な性質を示し、将来的には幅広い分野で応用利用できる可能性を持っている。しかし単離されたタンパク質の機能は限定的で、特に人工的な制御が困難で実用に至っていない。本研究では遺伝子工学的にタンパク質を改良し光信号で制御可能な人工筋肉を開発した。本成果はタンパク質の応用を進める重要な一歩となる。
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