【研究分野】知能ロボティクス

【研究領域課題番号】26280097 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

分子ロボット / 人工細胞 / DNAナノテクノロジー / マイクロマシン / 非平衡 / 自己組織化 / ゲル / エマルション / 動的自己組織化 / DNA

【研究成果の概要】

本研究では，マイクロメートルスケールの非平衡場を構築・制御し，分子を時空間的・動的に自己組織化させ，非平衡場のエネルギーを利用して自律的に駆動する，「動的な細胞サイズ分子ロボットの創製と制御」を行うことを目的とした．研究の結果，細胞サイズ分子ロボットのための非対称複雑形状ゲル粒子の構築技術と動的自己組織化法の開発，化学反応によるゲル粒子の自律運動の実現に成功した．さらに，細胞やDNAを用いた細胞サイズ分子ロボットへのバイオ機能の付与や，細胞サイズマイクロ粒子の集団的自発運動の実験と理論解析にも成功した．これらを通し，細胞サイズ分子ロボットに動的な運動・機能などを実現する基礎を築いた．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)

【研究分野】生体生命情報学

【研究領域課題番号】24680033 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

人工細胞 / 人工生命 / 非線形 / 非平衡 / マイクロ流体力学 / マイクロ流路 / ゲル / リポソーム / 人工生命システム / 非線形非平衡 / DNA

【研究成果の概要】

近年，細胞サイズの小胞に遺伝子発現系を内包した人工細胞の研究が盛んに行われているが，ダイナミックな現象を取り出すまでには至っていない．本研究では，微小流体を自在に制御できるマイクロ流体工学を駆使し，人工細胞に物質・エネルギー的な非平衡性を与えることで，人工細胞内でのダイナミックな反応と人工細胞の自律運動を実現するための基礎技術の開発に成功した．本研究の成果により，今後，動的な人工細胞構築の発展が進むと考えられる．

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】27,820千円 (直接経費: 21,400千円、間接経費: 6,420千円)

【研究分野】ナノ材料・ナノバイオサイエンス

【研究領域課題番号】21710119 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ナノバイオ / 非平衡 / 非線形 / DNA / マイクロ流路 / 自律システム / マイクロ技術

【研究成果の概要】

マイクロ流体工学を応用し, DNAを含む生体高分子システムへの分子的な入出力が可能となるマイクロメートルサイズ(細胞サイズ)の微小反応系の構築に成功した.この技術により,自律的な情報処理に必須となる,溶液濃度のダイナミックな制御や,開放系の反応容器の構築ができることを示した.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)