| 研究領域 | 感覚と知能を備えた分子ロボットの創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
25104525
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
中茎 隆 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (30435664)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2014年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | レギュレータ / 制御系設計 / 制御理論 / 生化学反応系 / 分子計算 / 安定性解析 / フィードバック制御 / 細胞内シグナル伝達系 |
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| 研究実績の概要 |
人工のリポソームで形付けられた構造体の内部に生物的なアクチュエータやセンサを持つ分子ロボットにおいて，その自律的な運動を自在に操るための方法論の研究は，制御工学におけるロボットのモーションコントロールである。センサ情報を元にアクチュエータに対して，どのような入力信号（波形）を生成すれば，運動の過渡特性や定常特性を改善できるかを考える問題である。しかし，生体分子のみで構築される分子ロボットでは，メカトロニクス分野における常識や前提条件を満たさないことがあるため，分子ロボティクスのための制御系設計法が必要となる。本研究では，細胞内シグナル伝達系のシステム構成や動作原理を参考に，次の２点について研究を行い，その研究成果を学術論文，査読付国際会議論文として報告した。
1. 阻害反応を用いた生物型フィードバック系の安定性を簡便に判定する方法の提案
細胞内シグナル伝達系には翻訳後修飾の仕組みの１つとして「タンパク質の安定化機構」と呼ばれる核膜を介した物質の出入りとリン酸化による活性化機構が存在する。これまで、この反応系は翻訳後のタンパク質の中でも構造が不安定で分解されやすいタンパク質の構造を安定化する仕組みとして考えられてきた。本研究では、この反応系が系内のタンパク質濃度を一定濃度に維持する積分フィードバック制御系としての特徴を持つことを発見した。積分制御は、PID制御系のI（積分）制御に相当するため、本研究課題は、分子ロボットで実現可能なPID制御系を考える上で重要な手掛かりになると考える。
2. 特定の分子の濃度を目標レベルに一致させることができる制御系（レギュレータ）
既存のDNAアナログコンパレータを用いた単純なON/OFF制御系でレギュレータが構築できるかについて検討を行っている。現在、研究成果を学術論文として執筆中である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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