研究課題
本研究は、生命の根源であるタンパク質と生物の最小単位である細胞が共に運動機能を創発する際に自己集積する自己組織化プロセスに着目し、筋細胞が互いに融合分化し、サルコメアと呼ばれる収縮機構を精密に構築し、収縮能をもつ動的システムを作り出す細胞内部で起きているプロセスを人為的にin vitroで制御することを目指し、タンパク質や細胞が力学的機能を発現する組織を構築する現象の解明と、それを応用した階層的な運動システムの構築を目的とする。本研究は、MEMS、メカトロニクス、生物物理、タンパク質工学、シミュレーションの異分野融合研究チームを構成することで、ウェットロボティクスやバイオアクチュエータの設計ツールとなる基盤技術を確立すること、及び自己組織化プロセスによる生体力学場形成のメカニズムを解明することを工学と生物学の両面からアプローチしていった。１．人工筋肉の材料となるモータータンパク質のさらなる最適化既に検討中のキネシン-微小管モデルに加え、発生力の増加が見込めるモータータンパク質の実験系による収縮能をもつ人工サルコメア形成の設計のさらなる最適化を行い、シミュレーションによるモデルの最適化をおこなった。今年度は、引き続きその仕組みの理論的解明のための基礎実験モデルの構築と実験結果の考察をまとめて、論文投稿を行った。また、さらに計測及び微細加工システムのプラットフォームを構築した。２．人工筋肉の発生力による微小機械システムの試作１で機能発現した人工サルコメアを作製した様々なマイクロデバイスに装着させ、動作確認を行った。光応答性人工筋肉とMEMSデバイスとの融合による微小機械システムの駆動メカニズムの提案と設計試作、及び論文投稿、学会発表をおこなった。
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2020 2019 その他
すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)
Micromachines
巻: 11 ページ: 447-460
https://doi.org/10.3390/mi11040447
Sensors and Actuators A: Physical
巻: 304 ページ: 111878
https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.111878
巻: 10 ページ: 487-504
https://doi.org/10.3390/mi10070487
Engineering
巻: 5 ページ: 580-585
https://doi.org/10.1016/j.eng.2018.11.033
Actuators
巻: 8 ページ: 30
https://doi.org/10.3390/act8020030
http://www-live.mech.eng.osaka-u.ac.jp/index.html
