| 研究課題/領域番号 |
22K20346
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
栗栖 実 東北大学, 理学研究科, 助教 (00963943)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | ソフトマター / 生物物理 / ベシクル / 高分子 / 人工細胞 / 生命の起源 / ミニマルセル / 進化 / 自己生産 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生命とは、高分子や膜などのソフトマターが化学反応ネットワークを介し連携する事で自己生産し進化する非平衡システムである。本研究の目的は、この生命という特異な物質の存在様式がどのような物理法則に従ってこの自然界に発生し得るのか、ソフトマター物理を軸に、生命と同じように自己生産し進化する単純な分子システム「ミニマルセル」の構築を通して探索することにある。本研究ではミニマルセルの遺伝子に相当する情報高分子に変異を与え、それに応じた自己生産能力の変化を実験と数理モデルから探索することで、進化するミニマルセルを構築する。本研究により、物質と生命を繋ぐ物理法則の解明に向けた生命の新たな物理的描像を提示する。
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| 研究成果の概要 |
単純な分子集合系からどのように生命のような自己生産し進化する分子系が出現できるのかという問いに物質科学の立場から迫るために、構成要素と動作原理が明らかな単純な自己生産系を設計し、その構成要素に変異を加えることで成長速度や分裂能力がどう変化するのかを確かめることで単純な進化のプロセスを実現することを目指した。またこのモデル実験系を足がかりに物質から生命発生までを統一的に説明する物理的原理の解明を目指した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物理学はあらゆる自然現象を数理的に記述することを目指す。しかし生命の持つ圧倒的な複雑さはそれを困難にしている。本研究ではそのハードルを乗り越えて単純で数理的記述性の高いモデル実験系を通して生命を物理学から理解するために、自己生産や進化といった生命の本質的な振る舞いを人工的に再現するための足がかりを築いた。特に本研究で実施した人工系の組成の多様化は自己生産系への進化機能実装にとって大きな前進となる。
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