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研究分野別サイレントキーワード
「人工細胞」サイレントキーワードを含む研究
【情報学】情報学フロンティア:分子ロボット人工細胞を含む研究件
❏電磁波による細胞型DNA分子ロボットのリモートコントロール(20K21828)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2020-07-30 - 2022-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20511249)
【キーワード】分子ロボット / 人工細胞 / DNAナノテクノロジー / ソフトマター / 光制御 (他10件)
【概要】分子ロボットは、生体分子でできた、ナノからマイクロメートルの微小サイズのロボットとして注目されている。本研究では、紫外/可視光・赤外レーザー・電波などの電磁波によって、細胞型のDNA分子ロボットを遠隔制御する技術を開発することを目的とした。最終的に、電磁波等によって、DNAゲルの物性を変化させられることを示し、DNAゲルでできた分子ロボットを、電磁波によって遠隔的に制御できる可能性が見出せた。 ...
❏DNAナノ構造の階層的自己組織化による人工細胞核型分子ロボットの構築(18K19834)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / DNA液滴 (他11件)
【概要】DNAマイクロゲルの技術を応用して、人工的な細胞核様構造を作り、分子ロボットとするため、DNAマイクロゲル自己組織化技術に関して研究を実施した。DNAマイクロゲルは、化学合成の短鎖DNAで作製したY字型のDNAナノ構造を会合反応によりネットワーク状に集積させてゲル状にして作った。DNAがゲル粒子状態だけでなく液滴状態になることを発見した。DNA液滴の相転移や相分離の挙動の配列依存的な特性の制御に関...
❏自己複製する非平衡動的なDNA人工細胞の創成(17H01813)
【研究テーマ】生命・健康・医療情報学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / ソフトマター (他14件)
【概要】DNAによる分子ナノシステムを細胞サイズまでスケールアップして自己組織化させ、DNA設計に由来するプログラマブルな動的分子システムである複製する非平衡動的なDNA人工細胞の構築のための基礎技術の開発を行った。まず、両親媒性化したDNAオリガミナノプレートでカプセル状のDNA人工細胞を構築した。次に、自律的に分裂できるDNAゲル人工細胞の構築を行った。外からのタンパク質の入力に応答して、混和に寄与し...
【情報学】情報学フロンティア:分子ロボティクス人工細胞を含む研究件
❏中区分62:応用情報学およびその関連分野(0)
【研究テーマ】2018
【研究種目】DNAナノテクノロジー
【研究期間】分子ロボティクス
【研究代表者】人工細胞工学
【キーワード】生物物理学
【概要】本課題は,プログラム通りに自動的に活動し物質生産する人工細胞群を「オートマター」と呼び,その実現を目指すものである.分子分解能での設計からマクロな仕事を実現するために,大量の人工細胞を群れとして協調動作させるためのメカニズムと原理を探求する.この人工細胞群の動作制御のために,4つのサブテーマ1)自己複製能,2)分子制御,3)自動大量生産,4)電子制御-分子インタフェイスの実現を目指して研究を開始し...
❏ディジタルー分子情報変換によるマクロファージ型分子ロボットの構築と制御(20H00619)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20511249)
【キーワード】分子ロボティクス / DNAナノテクノロジー / 電気化学 / 人工細胞 / ソフトマター (他6件)
【概要】本研究では、「マクロファージ型分子ロボット」を構築すると伴に、ディジタルの世界と当該分子ロボットをつないで、ディジタルハイブリッドな分子ロボットを構築することを目的としている。 代表者・瀧ノ上は、分担者・佐藤と協力して、分子ロボットへのターゲット分子のセンシング機能の付与の実験を行った。分子ロボットのボディとしてDNAゲルを用いた。DNAゲルは、Y字型DNAナノ構造をネットワーク状に集積させて構築...
❏DNAナノ構造の階層的自己組織化による人工細胞核型分子ロボットの構築(18K19834)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / DNA液滴 (他11件)
【概要】DNAマイクロゲルの技術を応用して、人工的な細胞核様構造を作り、分子ロボットとするため、DNAマイクロゲル自己組織化技術に関して研究を実施した。DNAマイクロゲルは、化学合成の短鎖DNAで作製したY字型のDNAナノ構造を会合反応によりネットワーク状に集積させてゲル状にして作った。DNAがゲル粒子状態だけでなく液滴状態になることを発見した。DNA液滴の相転移や相分離の挙動の配列依存的な特性の制御に関...
【情報学】情報学フロンティア:DNAオリガミ人工細胞を含む研究件
❏自己複製する非平衡動的なDNA人工細胞の創成(17H01813)
【研究テーマ】生命・健康・医療情報学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / ソフトマター (他14件)
【概要】DNAによる分子ナノシステムを細胞サイズまでスケールアップして自己組織化させ、DNA設計に由来するプログラマブルな動的分子システムである複製する非平衡動的なDNA人工細胞の構築のための基礎技術の開発を行った。まず、両親媒性化したDNAオリガミナノプレートでカプセル状のDNA人工細胞を構築した。次に、自律的に分裂できるDNAゲル人工細胞の構築を行った。外からのタンパク質の入力に応答して、混和に寄与し...
❏DNAナノ構造のマイクロ界面制御によるプログラマブルで動的な細胞型分子ロボット(16K12521)
【研究テーマ】生命・健康・医療情報学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】分子ロボット / 人工細胞 / DNAナノテクノロジー / DNAオリガミ / マイクロ油中水滴 (他11件)
【概要】本研究では,DNAナノ構造による分子機能制御とマイクロ流体工学による流体界面制御による細胞型分子ロボットの創製と制御を目指した研究を行った.DNAオリガミによる機能性の両親媒性DNA分子ナノデバイスをマイクロ油中水滴の界面に自己組織化させて細胞型分子ロボットを構築できた.期間全体を通じた研究により,分子センシングや自律的な運動などの機能を含めた,プログラマブルに,動的な機能をもつ細胞型分子ロボット...
【情報学】情報学フロンティア:DNAナノテクノロジー人工細胞を含む研究件
❏中区分62:応用情報学およびその関連分野(0)
【研究テーマ】2018
【研究種目】DNAナノテクノロジー
【研究期間】分子ロボティクス
【研究代表者】人工細胞工学
【キーワード】生物物理学
【概要】分子ロボットは、生体分子でできた、ナノからマイクロメートルの微小サイズのロボットとして注目されている。本研究では、紫外/可視光・赤外レーザー・電波などの電磁波によって、細胞型のDNA分子ロボットを遠隔制御する技術を開発することを目的とした。最終的に、電磁波等によって、DNAゲルの物性を変化させられることを示し、DNAゲルでできた分子ロボットを、電磁波によって遠隔的に制御できる可能性が見出せた。 ...
❏ディジタルー分子情報変換によるマクロファージ型分子ロボットの構築と制御(20H00619)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20511249)
【キーワード】分子ロボティクス / DNAナノテクノロジー / 電気化学 / 人工細胞 / ソフトマター (他6件)
【概要】本研究では、「マクロファージ型分子ロボット」を構築すると伴に、ディジタルの世界と当該分子ロボットをつないで、ディジタルハイブリッドな分子ロボットを構築することを目的としている。 代表者・瀧ノ上は、分担者・佐藤と協力して、分子ロボットへのターゲット分子のセンシング機能の付与の実験を行った。分子ロボットのボディとしてDNAゲルを用いた。DNAゲルは、Y字型DNAナノ構造をネットワーク状に集積させて構築...
❏DNAナノ構造の階層的自己組織化による人工細胞核型分子ロボットの構築(18K19834)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / DNA液滴 (他11件)
【概要】DNAマイクロゲルの技術を応用して、人工的な細胞核様構造を作り、分子ロボットとするため、DNAマイクロゲル自己組織化技術に関して研究を実施した。DNAマイクロゲルは、化学合成の短鎖DNAで作製したY字型のDNAナノ構造を会合反応によりネットワーク状に集積させてゲル状にして作った。DNAがゲル粒子状態だけでなく液滴状態になることを発見した。DNA液滴の相転移や相分離の挙動の配列依存的な特性の制御に関...
【情報学】情報学フロンティア:DNA液滴人工細胞を含む研究件
❏DNAナノ構造の階層的自己組織化による人工細胞核型分子ロボットの構築(18K19834)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / DNA液滴 (他11件)
【概要】DNAマイクロゲルの技術を応用して、人工的な細胞核様構造を作り、分子ロボットとするため、DNAマイクロゲル自己組織化技術に関して研究を実施した。DNAマイクロゲルは、化学合成の短鎖DNAで作製したY字型のDNAナノ構造を会合反応によりネットワーク状に集積させてゲル状にして作った。DNAがゲル粒子状態だけでなく液滴状態になることを発見した。DNA液滴の相転移や相分離の挙動の配列依存的な特性の制御に関...
❏自己複製する非平衡動的なDNA人工細胞の創成(17H01813)
【研究テーマ】生命・健康・医療情報学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / ソフトマター (他14件)
【概要】DNAによる分子ナノシステムを細胞サイズまでスケールアップして自己組織化させ、DNA設計に由来するプログラマブルな動的分子システムである複製する非平衡動的なDNA人工細胞の構築のための基礎技術の開発を行った。まず、両親媒性化したDNAオリガミナノプレートでカプセル状のDNA人工細胞を構築した。次に、自律的に分裂できるDNAゲル人工細胞の構築を行った。外からのタンパク質の入力に応答して、混和に寄与し...
【情報学】情報学フロンティア:人工細胞工学人工細胞を含む研究件
❏DNAナノ構造の階層的自己組織化による人工細胞核型分子ロボットの構築(18K19834)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / DNA液滴 (他11件)
【概要】DNAマイクロゲルの技術を応用して、人工的な細胞核様構造を作り、分子ロボットとするため、DNAマイクロゲル自己組織化技術に関して研究を実施した。DNAマイクロゲルは、化学合成の短鎖DNAで作製したY字型のDNAナノ構造を会合反応によりネットワーク状に集積させてゲル状にして作った。DNAがゲル粒子状態だけでなく液滴状態になることを発見した。DNA液滴の相転移や相分離の挙動の配列依存的な特性の制御に関...
❏自己複製する非平衡動的なDNA人工細胞の創成(17H01813)
【研究テーマ】生命・健康・医療情報学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / ソフトマター (他14件)
【概要】DNAによる分子ナノシステムを細胞サイズまでスケールアップして自己組織化させ、DNA設計に由来するプログラマブルな動的分子システムである複製する非平衡動的なDNA人工細胞の構築のための基礎技術の開発を行った。まず、両親媒性化したDNAオリガミナノプレートでカプセル状のDNA人工細胞を構築した。次に、自律的に分裂できるDNAゲル人工細胞の構築を行った。外からのタンパク質の入力に応答して、混和に寄与し...
【情報学】情報学フロンティア:人工生命人工細胞を含む研究件
❏自己複製する非平衡動的なDNA人工細胞の創成(17H01813)
【研究テーマ】生命・健康・医療情報学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / ソフトマター (他14件)
【概要】DNAによる分子ナノシステムを細胞サイズまでスケールアップして自己組織化させ、DNA設計に由来するプログラマブルな動的分子システムである複製する非平衡動的なDNA人工細胞の構築のための基礎技術の開発を行った。まず、両親媒性化したDNAオリガミナノプレートでカプセル状のDNA人工細胞を構築した。次に、自律的に分裂できるDNAゲル人工細胞の構築を行った。外からのタンパク質の入力に応答して、混和に寄与し...
❏マイクロ流体工学による人工細胞システムの時空間制御(24680033)
【研究テーマ】生体生命情報学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (20511249)
【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 (他11件)
【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...
【数物系科学】物理学:高分子混雑人工細胞を含む研究件
❏細胞モデルによる細胞内異常拡散メカニズムの解明(18H01187)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】柳澤 実穂 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (50555802)
【キーワード】細胞モデル / 高分子混雑 / 異常拡散 / 蛍光相関分光法 / 粘弾性 (他8件)
【概要】細胞中では、ブラウン運動とは異なる異常拡散が生じる。本研究では、高濃度高分子溶液を脂質膜で閉じ込めた細胞サイズの液滴により細胞の構造を再現し、蛍光相関分光法を用いた拡散挙動の解析から、構造的な特徴が分子拡散へ及ぼす影響の解明を目指した。その結果、異常拡散性は、高分子がつくる混雑環境にのみ依存して液滴半径には依存しなかった。一方、拡散係数は液滴半径が約20um以下で低下すること、その低下度は液滴を覆...
❏形と流動性の再現から読み解く生命システムの秩序原理(15KT0081)
【研究テーマ】構成的システム生物学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-07-10 - 2019-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / ソフトマター / 細胞再構成 / 人工細胞 / 反応拡散 (他11件)
【概要】本研究では、人工的に構成した細胞(人工細胞)に,生命で機能する部品のグループを導入することで生じる物理的・化学的な変化を、「流動性・生命機能・空間形状」という3つのキーワードを軸に追求しました。結果、細胞が示す空間形状が内部の物質の移動や生命機能に与える影響や、流動性が生命機能の発現を変化させる仕組み、流動性が空間形状変化を制御する可能性など、通常の生命科学ではアクセスしづらい現象の発見やメカニズ...
【数物系科学】物理学:ソフトマター人工細胞を含む研究件
❏中区分62:応用情報学およびその関連分野(0)
【研究テーマ】2020
【研究種目】分子ロボティクス
【研究期間】DNAナノテクノロジー
【研究代表者】電気化学
【キーワード】人工細胞
【概要】人工細胞を用いた実験系と、実モデルと縮約変数モデルの反応拡散方程式を用いた理論系を組み合わせ、生命の時空間パターンを決定する細胞内反応拡散波の物理を完成させることを目的としている。これまでバクテリアの細胞分裂面を決定するMinタンパク質系を用いて、その反応拡散波(Min波)を人工細胞内にて安定的に発生させる実験系の構築に成功し、(1)人工細胞の直径と波の形状・速度に相似性が現れること(空間相似性)...
❏電磁波による細胞型DNA分子ロボットのリモートコントロール(20K21828)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2020-07-30 - 2022-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20511249)
【キーワード】分子ロボット / 人工細胞 / DNAナノテクノロジー / ソフトマター / 光制御 (他10件)
【概要】分子ロボットは、生体分子でできた、ナノからマイクロメートルの微小サイズのロボットとして注目されている。本研究では、紫外/可視光・赤外レーザー・電波などの電磁波によって、細胞型のDNA分子ロボットを遠隔制御する技術を開発することを目的とした。最終的に、電磁波等によって、DNAゲルの物性を変化させられることを示し、DNAゲルでできた分子ロボットを、電磁波によって遠隔的に制御できる可能性が見出せた。 ...
❏ディジタルー分子情報変換によるマクロファージ型分子ロボットの構築と制御(20H00619)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20511249)
【キーワード】分子ロボティクス / DNAナノテクノロジー / 電気化学 / 人工細胞 / ソフトマター (他6件)
【概要】本研究では、「マクロファージ型分子ロボット」を構築すると伴に、ディジタルの世界と当該分子ロボットをつないで、ディジタルハイブリッドな分子ロボットを構築することを目的としている。 代表者・瀧ノ上は、分担者・佐藤と協力して、分子ロボットへのターゲット分子のセンシング機能の付与の実験を行った。分子ロボットのボディとしてDNAゲルを用いた。DNAゲルは、Y字型DNAナノ構造をネットワーク状に集積させて構築...
【数物系科学】物理学:反応・拡散系人工細胞を含む研究件
❏細胞内にチューリングパターンは形成可能か?(22K19299)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2022-06-30 - 2024-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / 反応拡散系 / 細胞サイズ空間 / 人工細胞 / 分子配置
【概要】
❏細胞サイズ空間における時空間パターン形成の物理:再構成実験と理論モデルによる解明(20H01875)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20580989)
【キーワード】ソフトマター / 反応拡散系 / 細胞サイズ空間 / 人工細胞 / 合成生物学 (他6件)
【概要】人工細胞を用いた実験系と、実モデルと縮約変数モデルの反応拡散方程式を用いた理論系を組み合わせ、生命の時空間パターンを決定する細胞内反応拡散波の物理を完成させることを目的としている。これまでバクテリアの細胞分裂面を決定するMinタンパク質系を用いて、その反応拡散波(Min波)を人工細胞内にて安定的に発生させる実験系の構築に成功し、(1)人工細胞の直径と波の形状・速度に相似性が現れること(空間相似性)...
【数物系科学】物理学:非平衡人工細胞を含む研究件
❏マイクロ非平衡場の制御による細胞サイズ分子ロボットの動的自己組織化と自律運動(26280097)
【研究テーマ】知能ロボティクス
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【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 (他10件)
【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...
❏マイクロ流体工学による人工細胞システムの時空間制御(24680033)
【研究テーマ】生体生命情報学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (20511249)
【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 (他11件)
【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...
【数物系科学】地球惑星科学:生命の起源人工細胞を含む研究件
❏原始複製体モデルを用いた複雑化仮説の実験的検証(19K23763)
【研究テーマ】
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2019-08-30 - 2021-03-31
【研究代表者】水内 良 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (60845535)
【キーワード】生命の起源 / 生命の初期進化 / 複雑化 / RNA / 実験進化 (他8件)
【概要】本研究では、原始地球に生まれた様々な遺伝情報をもつRNA複製体が、いかにして融合し、現在の生物に見られるような一本のゲノムになるかについて理論的な検証と、実験検証のためのRNA複製体の構築を行った。RNA複製体の進化を模擬したシミュレーション解析では、一般的に原始複製体や原始区画の問題点と考えられている機能を失ったRNAの出現が特に融合したRNAの進化を促進すると示唆された。実験では、進化工学と遺...
❏生命の初期進化を模擬した実験モデルの構築(23687034)
【研究テーマ】進化生物学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】市橋 伯一 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20448096)
【キーワード】進化 / 人工ゲノム / 実験進化 / RNAゲノム / ダーウィン進化 (他10件)
【概要】生命がどのように進化してきたのかはほとんどわかっていない。その原因の一つは、初期生命を模した実験モデルが存在していなかったことにある。そこで本研究では、初期生命を機能的に模擬した単純なゲノム複製システムを構築した。そしてそのシステムに自発的な進化能を付与することに成功した。このシステムを用いることにより、単純なゲノム複製システムがどうやって現在の生命のような複雑なシステムへ進化しうるのかを実験的に...
【化学】複合化学:ゲル人工細胞を含む研究件
❏電磁波による細胞型DNA分子ロボットのリモートコントロール(20K21828)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2020-07-30 - 2022-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20511249)
【キーワード】分子ロボット / 人工細胞 / DNAナノテクノロジー / ソフトマター / 光制御 (他10件)
【概要】分子ロボットは、生体分子でできた、ナノからマイクロメートルの微小サイズのロボットとして注目されている。本研究では、紫外/可視光・赤外レーザー・電波などの電磁波によって、細胞型のDNA分子ロボットを遠隔制御する技術を開発することを目的とした。最終的に、電磁波等によって、DNAゲルの物性を変化させられることを示し、DNAゲルでできた分子ロボットを、電磁波によって遠隔的に制御できる可能性が見出せた。 ...
❏マイクロ非平衡場の制御による細胞サイズ分子ロボットの動的自己組織化と自律運動(26280097)
【研究テーマ】知能ロボティクス
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【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 (他10件)
【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...
❏マイクロ流体工学による人工細胞システムの時空間制御(24680033)
【研究テーマ】生体生命情報学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (20511249)
【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 (他11件)
【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...
【生物学】生物学:細胞再構成人工細胞を含む研究件
❏形と流動性の再現から読み解く生命システムの秩序原理(15KT0081)
【研究テーマ】構成的システム生物学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-07-10 - 2019-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / ソフトマター / 細胞再構成 / 人工細胞 / 反応拡散 (他11件)
【概要】本研究では、人工的に構成した細胞(人工細胞)に,生命で機能する部品のグループを導入することで生じる物理的・化学的な変化を、「流動性・生命機能・空間形状」という3つのキーワードを軸に追求しました。結果、細胞が示す空間形状が内部の物質の移動や生命機能に与える影響や、流動性が生命機能の発現を変化させる仕組み、流動性が空間形状変化を制御する可能性など、通常の生命科学ではアクセスしづらい現象の発見やメカニズ...
❏細胞と同等の成分を持つ人工細胞の高機能化による生命構成の必要条件解明(26650044)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / 人工細胞 / 膜タンパク質 / ゲノム / 無細胞転写翻訳 (他10件)
【概要】本研究では人工細胞を生細胞に近づけその性質を解析することで、生命を構成するために必要な条件を明らかにするための基盤を構築することを目的とした。この試みを通し、細胞分裂面を決定するタンパク質局在波の人工細胞内における起動条件を見出した。また、生細胞と同様に多種多様の膜タンパク質を保持した人工細胞の構築を目的とした新規人工細胞融合法の開発と、ゲノムDNAを無細胞系によって機能的に転写翻訳する系の確立、...
【生物学】生物学:再構成人工細胞を含む研究件
❏原始複製体モデルを用いた複雑化仮説の実験的検証(19K23763)
【研究テーマ】
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2019-08-30 - 2021-03-31
【研究代表者】水内 良 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (60845535)
【キーワード】生命の起源 / 生命の初期進化 / 複雑化 / RNA / 実験進化 (他8件)
【概要】本研究では、原始地球に生まれた様々な遺伝情報をもつRNA複製体が、いかにして融合し、現在の生物に見られるような一本のゲノムになるかについて理論的な検証と、実験検証のためのRNA複製体の構築を行った。RNA複製体の進化を模擬したシミュレーション解析では、一般的に原始複製体や原始区画の問題点と考えられている機能を失ったRNAの出現が特に融合したRNAの進化を促進すると示唆された。実験では、進化工学と遺...
❏細胞と同等の成分を持つ人工細胞の高機能化による生命構成の必要条件解明(26650044)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / 人工細胞 / 膜タンパク質 / ゲノム / 無細胞転写翻訳 (他10件)
【概要】本研究では人工細胞を生細胞に近づけその性質を解析することで、生命を構成するために必要な条件を明らかにするための基盤を構築することを目的とした。この試みを通し、細胞分裂面を決定するタンパク質局在波の人工細胞内における起動条件を見出した。また、生細胞と同様に多種多様の膜タンパク質を保持した人工細胞の構築を目的とした新規人工細胞融合法の開発と、ゲノムDNAを無細胞系によって機能的に転写翻訳する系の確立、...
【生物学】基礎生物学:実験進化人工細胞を含む研究件
❏原始複製体モデルを用いた複雑化仮説の実験的検証(19K23763)
【研究テーマ】
【研究種目】研究活動スタート支援
【研究期間】2019-08-30 - 2021-03-31
【研究代表者】水内 良 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (60845535)
【キーワード】生命の起源 / 生命の初期進化 / 複雑化 / RNA / 実験進化 (他8件)
【概要】本研究では、原始地球に生まれた様々な遺伝情報をもつRNA複製体が、いかにして融合し、現在の生物に見られるような一本のゲノムになるかについて理論的な検証と、実験検証のためのRNA複製体の構築を行った。RNA複製体の進化を模擬したシミュレーション解析では、一般的に原始複製体や原始区画の問題点と考えられている機能を失ったRNAの出現が特に融合したRNAの進化を促進すると示唆された。実験では、進化工学と遺...
❏生命の初期進化を模擬した実験モデルの構築(23687034)
【研究テーマ】進化生物学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】市橋 伯一 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20448096)
【キーワード】進化 / 人工ゲノム / 実験進化 / RNAゲノム / ダーウィン進化 (他10件)
【概要】生命がどのように進化してきたのかはほとんどわかっていない。その原因の一つは、初期生命を模した実験モデルが存在していなかったことにある。そこで本研究では、初期生命を機能的に模擬した単純なゲノム複製システムを構築した。そしてそのシステムに自発的な進化能を付与することに成功した。このシステムを用いることにより、単純なゲノム複製システムがどうやって現在の生命のような複雑なシステムへ進化しうるのかを実験的に...
【総合理工】ナノ・マイクロ科学:マイクロ流体工学人工細胞を含む研究件
❏電磁波による細胞型DNA分子ロボットのリモートコントロール(20K21828)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2020-07-30 - 2022-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20511249)
【キーワード】分子ロボット / 人工細胞 / DNAナノテクノロジー / ソフトマター / 光制御 (他10件)
【概要】分子ロボットは、生体分子でできた、ナノからマイクロメートルの微小サイズのロボットとして注目されている。本研究では、紫外/可視光・赤外レーザー・電波などの電磁波によって、細胞型のDNA分子ロボットを遠隔制御する技術を開発することを目的とした。最終的に、電磁波等によって、DNAゲルの物性を変化させられることを示し、DNAゲルでできた分子ロボットを、電磁波によって遠隔的に制御できる可能性が見出せた。 ...
❏自己複製する非平衡動的なDNA人工細胞の創成(17H01813)
【研究テーマ】生命・健康・医療情報学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / ソフトマター (他14件)
【概要】DNAによる分子ナノシステムを細胞サイズまでスケールアップして自己組織化させ、DNA設計に由来するプログラマブルな動的分子システムである複製する非平衡動的なDNA人工細胞の構築のための基礎技術の開発を行った。まず、両親媒性化したDNAオリガミナノプレートでカプセル状のDNA人工細胞を構築した。次に、自律的に分裂できるDNAゲル人工細胞の構築を行った。外からのタンパク質の入力に応答して、混和に寄与し...
【総合理工】応用物理学:ピコリットル液滴人工細胞を含む研究件
❏空中マイクロ液滴プロセスによる構造化ソフトデバイスの高速生成(25286082)
【研究テーマ】応用物理学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
【キーワード】微小液滴 / インクジェット / ピコリットル液滴 / 人工細胞 / 空中操作 (他9件)
【概要】本研究では微小液滴の高速射出ならびに空中での飛翔制御の要素技術を用いて、複数の液滴の衝突融合により高次の内部構造と機能を有する複合マイクロ構造を作製する技術の開発を行った。研究により複合液滴を毎秒10万個以上生成する高速プロセスを作製し、実際に蛍光分子を含む溶液を用いてその内部構造を可視化することに成功した。さらに具体的な生成物としてヒト赤血球程度の大きさを有するソフトマイクロカプセルの生成を行っ...
❏微小液滴の融合・積層による高機能ソフトデバイス創生技術の構築(22360036)
【研究テーマ】応用物理学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
【キーワード】微小液滴 / インクジェット / レオロジー / 表面張力 / マイクロ流路 (他16件)
【概要】本研究は、微小液滴の吐出・衝突・融合化技術ならびにその変形・回転運動の高時間分解能観察手法を用いて、μmサイズの流体のレオロジー物性を研究する「超高速変形ナノレオロジー計測工学」を創生し、その基本要素技術を産業界における汎用の計測ツールとして供与することを目的とした。研究では開発された高速液滴生成システムにより作製されたピコリットル液滴について、空間に局所電場を印加することによりマックスウエル応力...
【総合理工】応用物理学:微小液滴人工細胞を含む研究件
❏空中マイクロ液滴プロセスによる構造化ソフトデバイスの高速生成(25286082)
【研究テーマ】応用物理学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
【キーワード】微小液滴 / インクジェット / ピコリットル液滴 / 人工細胞 / 空中操作 (他9件)
【概要】本研究では微小液滴の高速射出ならびに空中での飛翔制御の要素技術を用いて、複数の液滴の衝突融合により高次の内部構造と機能を有する複合マイクロ構造を作製する技術の開発を行った。研究により複合液滴を毎秒10万個以上生成する高速プロセスを作製し、実際に蛍光分子を含む溶液を用いてその内部構造を可視化することに成功した。さらに具体的な生成物としてヒト赤血球程度の大きさを有するソフトマイクロカプセルの生成を行っ...
❏微小液滴の融合・積層による高機能ソフトデバイス創生技術の構築(22360036)
【研究テーマ】応用物理学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
【キーワード】微小液滴 / インクジェット / レオロジー / 表面張力 / マイクロ流路 (他16件)
【概要】本研究は、微小液滴の吐出・衝突・融合化技術ならびにその変形・回転運動の高時間分解能観察手法を用いて、μmサイズの流体のレオロジー物性を研究する「超高速変形ナノレオロジー計測工学」を創生し、その基本要素技術を産業界における汎用の計測ツールとして供与することを目的とした。研究では開発された高速液滴生成システムにより作製されたピコリットル液滴について、空間に局所電場を印加することによりマックスウエル応力...
【総合理工】応用物理学:エマルション人工細胞を含む研究件
❏マイクロ非平衡場の制御による細胞サイズ分子ロボットの動的自己組織化と自律運動(26280097)
【研究テーマ】知能ロボティクス
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【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 (他10件)
【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...
❏人工細胞を用いた反応場サイズと内部反応の関係性の解明(23700361)
【研究テーマ】生体生命情報学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2012
【研究代表者】松浦 友亮 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50362653)
【キーワード】無細胞翻訳系 / 人工細胞 / エマルション / ガラクトシダーゼ / グルクロニダーゼ (他12件)
【概要】細胞のサイズは内部の反応にどのような影響を与えているのだろうか?本研究では、既知分子のみを用いて、大きさの異なる微小反応場にタンパク質合成反応を内包した、「人工細胞」を再構成した。次に、これを用いて内部のタンパク質合成反応に反応場サイズが与える影響を調べた。その結果、反応場が小さいほど早く進行する反応の存在を見出し、そのメカニズムを明らかにした。反応場が小さいことが有利に働く一例を実験的に示すこと...
❏生命の初期進化を模擬した実験モデルの構築(23687034)
【研究テーマ】進化生物学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】市橋 伯一 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20448096)
【キーワード】進化 / 人工ゲノム / 実験進化 / RNAゲノム / ダーウィン進化 (他10件)
【概要】生命がどのように進化してきたのかはほとんどわかっていない。その原因の一つは、初期生命を模した実験モデルが存在していなかったことにある。そこで本研究では、初期生命を機能的に模擬した単純なゲノム複製システムを構築した。そしてそのシステムに自発的な進化能を付与することに成功した。このシステムを用いることにより、単純なゲノム複製システムがどうやって現在の生命のような複雑なシステムへ進化しうるのかを実験的に...
【工学】プロセス・化学工学:グラフト重合人工細胞を含む研究件
❏人工細胞集積型・次世代マイクロリアクタ・システムの構築(19360358)
【研究テーマ】反応工学・プロセスシステム
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】山口 猛央 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (30272363)
【キーワード】マイクロリアクタ / 人工細胞 / 協調システム / 集積システム / グラフト重合 (他9件)
【概要】本研究では、環境応答型マイクロカプセルの開発を行った。マイクロカプセルのシェル部分に環境応答ポリマーをグラフト重合させ、コア部分に酵素を導入することで、人工細胞に見立てたマイクロカプセルを作成した。さらに、逐次的な反応系を持つ複数のマイクロカプセルの連携により、従来型反応器では困難なノイズキャンセリングが実現できることを、数値シミュレーションを用いて証明した。 ...
❏人工細胞型新規マイクロリアクタの開発(16360390)
【研究テーマ】反応工学・プロセスシステム
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2004 - 2005
【研究代表者】山口 猛央 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30272363)
【キーワード】刺激応答材料 / 酵素 / マイクロカプセル / 膜 / 人工細胞 (他10件)
【概要】本研究ではコア・シェル型のマイクロカプセルのコア部に、反応部位である酵素グルコースオキシダーゼ(以下GOD)を封入し、シェル部の多孔膜細孔内部にpHに応じて相転移を示すN-isopropylacrylamide-Acrylic acid(以下NIPAM-AA)共重合ポリマーをグラフト固定した、新しいマイクロカプセルリアクタを開発した。系のpHが高いときには細孔内部のpH認識ポリマーが親水性となり、...
【工学】電気電子工学:マイクロリアクター人工細胞を含む研究件
❏人工細胞集積型・次世代マイクロリアクタ・システムの構築(19360358)
【研究テーマ】反応工学・プロセスシステム
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】山口 猛央 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (30272363)
【キーワード】マイクロリアクタ / 人工細胞 / 協調システム / 集積システム / グラフト重合 (他9件)
【概要】本研究では、環境応答型マイクロカプセルの開発を行った。マイクロカプセルのシェル部分に環境応答ポリマーをグラフト重合させ、コア部分に酵素を導入することで、人工細胞に見立てたマイクロカプセルを作成した。さらに、逐次的な反応系を持つ複数のマイクロカプセルの連携により、従来型反応器では困難なノイズキャンセリングが実現できることを、数値シミュレーションを用いて証明した。 ...
❏人工細胞型新規マイクロリアクタの開発(16360390)
【研究テーマ】反応工学・プロセスシステム
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2004 - 2005
【研究代表者】山口 猛央 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30272363)
【キーワード】刺激応答材料 / 酵素 / マイクロカプセル / 膜 / 人工細胞 (他10件)
【概要】本研究ではコア・シェル型のマイクロカプセルのコア部に、反応部位である酵素グルコースオキシダーゼ(以下GOD)を封入し、シェル部の多孔膜細孔内部にpHに応じて相転移を示すN-isopropylacrylamide-Acrylic acid(以下NIPAM-AA)共重合ポリマーをグラフト固定した、新しいマイクロカプセルリアクタを開発した。系のpHが高いときには細孔内部のpH認識ポリマーが親水性となり、...
【工学】構造・機能材料:マイクロカプセル人工細胞を含む研究件
❏空中マイクロ液滴プロセスによる構造化ソフトデバイスの高速生成(25286082)
【研究テーマ】応用物理学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
【キーワード】微小液滴 / インクジェット / ピコリットル液滴 / 人工細胞 / 空中操作 (他9件)
【概要】本研究では微小液滴の高速射出ならびに空中での飛翔制御の要素技術を用いて、複数の液滴の衝突融合により高次の内部構造と機能を有する複合マイクロ構造を作製する技術の開発を行った。研究により複合液滴を毎秒10万個以上生成する高速プロセスを作製し、実際に蛍光分子を含む溶液を用いてその内部構造を可視化することに成功した。さらに具体的な生成物としてヒト赤血球程度の大きさを有するソフトマイクロカプセルの生成を行っ...
❏微小液滴の融合・積層による高機能ソフトデバイス創生技術の構築(22360036)
【研究テーマ】応用物理学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
【キーワード】微小液滴 / インクジェット / レオロジー / 表面張力 / マイクロ流路 (他16件)
【概要】本研究は、微小液滴の吐出・衝突・融合化技術ならびにその変形・回転運動の高時間分解能観察手法を用いて、μmサイズの流体のレオロジー物性を研究する「超高速変形ナノレオロジー計測工学」を創生し、その基本要素技術を産業界における汎用の計測ツールとして供与することを目的とした。研究では開発された高速液滴生成システムにより作製されたピコリットル液滴について、空間に局所電場を印加することによりマックスウエル応力...
❏人工細胞型新規マイクロリアクタの開発(16360390)
【研究テーマ】反応工学・プロセスシステム
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2004 - 2005
【研究代表者】山口 猛央 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30272363)
【キーワード】刺激応答材料 / 酵素 / マイクロカプセル / 膜 / 人工細胞 (他10件)
【概要】本研究ではコア・シェル型のマイクロカプセルのコア部に、反応部位である酵素グルコースオキシダーゼ(以下GOD)を封入し、シェル部の多孔膜細孔内部にpHに応じて相転移を示すN-isopropylacrylamide-Acrylic acid(以下NIPAM-AA)共重合ポリマーをグラフト固定した、新しいマイクロカプセルリアクタを開発した。系のpHが高いときには細孔内部のpH認識ポリマーが親水性となり、...
【工学】総合工学:インクジェツト人工細胞を含む研究件
❏空中マイクロ液滴プロセスによる構造化ソフトデバイスの高速生成(25286082)
【研究テーマ】応用物理学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
【キーワード】微小液滴 / インクジェット / ピコリットル液滴 / 人工細胞 / 空中操作 (他9件)
【概要】本研究では微小液滴の高速射出ならびに空中での飛翔制御の要素技術を用いて、複数の液滴の衝突融合により高次の内部構造と機能を有する複合マイクロ構造を作製する技術の開発を行った。研究により複合液滴を毎秒10万個以上生成する高速プロセスを作製し、実際に蛍光分子を含む溶液を用いてその内部構造を可視化することに成功した。さらに具体的な生成物としてヒト赤血球程度の大きさを有するソフトマイクロカプセルの生成を行っ...
❏微小液滴の融合・積層による高機能ソフトデバイス創生技術の構築(22360036)
【研究テーマ】応用物理学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
【キーワード】微小液滴 / インクジェット / レオロジー / 表面張力 / マイクロ流路 (他16件)
【概要】本研究は、微小液滴の吐出・衝突・融合化技術ならびにその変形・回転運動の高時間分解能観察手法を用いて、μmサイズの流体のレオロジー物性を研究する「超高速変形ナノレオロジー計測工学」を創生し、その基本要素技術を産業界における汎用の計測ツールとして供与することを目的とした。研究では開発された高速液滴生成システムにより作製されたピコリットル液滴について、空間に局所電場を印加することによりマックスウエル応力...
【工学】総合工学:マイクロ流路人工細胞を含む研究件
❏自己複製する非平衡動的なDNA人工細胞の創成(17H01813)
【研究テーマ】生命・健康・医療情報学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / ソフトマター (他14件)
【概要】DNAによる分子ナノシステムを細胞サイズまでスケールアップして自己組織化させ、DNA設計に由来するプログラマブルな動的分子システムである複製する非平衡動的なDNA人工細胞の構築のための基礎技術の開発を行った。まず、両親媒性化したDNAオリガミナノプレートでカプセル状のDNA人工細胞を構築した。次に、自律的に分裂できるDNAゲル人工細胞の構築を行った。外からのタンパク質の入力に応答して、混和に寄与し...
❏DNAナノ構造のマイクロ界面制御によるプログラマブルで動的な細胞型分子ロボット(16K12521)
【研究テーマ】生命・健康・医療情報学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】分子ロボット / 人工細胞 / DNAナノテクノロジー / DNAオリガミ / マイクロ油中水滴 (他11件)
【概要】本研究では,DNAナノ構造による分子機能制御とマイクロ流体工学による流体界面制御による細胞型分子ロボットの創製と制御を目指した研究を行った.DNAオリガミによる機能性の両親媒性DNA分子ナノデバイスをマイクロ油中水滴の界面に自己組織化させて細胞型分子ロボットを構築できた.期間全体を通じた研究により,分子センシングや自律的な運動などの機能を含めた,プログラマブルに,動的な機能をもつ細胞型分子ロボット...
❏マイクロ流体工学による人工細胞システムの時空間制御(24680033)
【研究テーマ】生体生命情報学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (20511249)
【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 (他11件)
【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...
【工学】総合工学:表面張力人工細胞を含む研究件
❏空中マイクロ液滴プロセスによる構造化ソフトデバイスの高速生成(25286082)
【研究テーマ】応用物理学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
【キーワード】微小液滴 / インクジェット / ピコリットル液滴 / 人工細胞 / 空中操作 (他9件)
【概要】本研究では微小液滴の高速射出ならびに空中での飛翔制御の要素技術を用いて、複数の液滴の衝突融合により高次の内部構造と機能を有する複合マイクロ構造を作製する技術の開発を行った。研究により複合液滴を毎秒10万個以上生成する高速プロセスを作製し、実際に蛍光分子を含む溶液を用いてその内部構造を可視化することに成功した。さらに具体的な生成物としてヒト赤血球程度の大きさを有するソフトマイクロカプセルの生成を行っ...
❏微小液滴の融合・積層による高機能ソフトデバイス創生技術の構築(22360036)
【研究テーマ】応用物理学一般
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
【キーワード】微小液滴 / インクジェット / レオロジー / 表面張力 / マイクロ流路 (他16件)
【概要】本研究は、微小液滴の吐出・衝突・融合化技術ならびにその変形・回転運動の高時間分解能観察手法を用いて、μmサイズの流体のレオロジー物性を研究する「超高速変形ナノレオロジー計測工学」を創生し、その基本要素技術を産業界における汎用の計測ツールとして供与することを目的とした。研究では開発された高速液滴生成システムにより作製されたピコリットル液滴について、空間に局所電場を印加することによりマックスウエル応力...
【総合生物】生体分子化学:細胞サイズ空間人工細胞を含む研究件
❏細胞内にチューリングパターンは形成可能か?(22K19299)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2022-06-30 - 2024-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / 反応拡散系 / 細胞サイズ空間 / 人工細胞 / 分子配置
【概要】
❏細胞サイズ空間における時空間パターン形成の物理:再構成実験と理論モデルによる解明(20H01875)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20580989)
【キーワード】ソフトマター / 反応拡散系 / 細胞サイズ空間 / 人工細胞 / 合成生物学 (他6件)
【概要】人工細胞を用いた実験系と、実モデルと縮約変数モデルの反応拡散方程式を用いた理論系を組み合わせ、生命の時空間パターンを決定する細胞内反応拡散波の物理を完成させることを目的としている。これまでバクテリアの細胞分裂面を決定するMinタンパク質系を用いて、その反応拡散波(Min波)を人工細胞内にて安定的に発生させる実験系の構築に成功し、(1)人工細胞の直径と波の形状・速度に相似性が現れること(空間相似性)...
【総合生物】生体医工学・生体材料学:無細胞翻訳系人工細胞を含む研究件
❏計算機デザインと進化分子工学による新規人工膜タンパク質の創生(17H00888)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (50362653)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 進化分子工学 / 人工細胞 / 無細胞タンパク質合成系 (他12件)
【概要】自然界が進化によって探索した配列空間はほんの一部である。合理的デザインにより、現在までに可溶性タンパク質については、未開拓配列空間に多くの構造・機能を持つ人工タンパク質が存在することが明らかになってきた。本研究では、膜タンパク質でも機能・構造を持つ人工膜タンパク質を持つ分子が存在すること示した。具体的には、2 nmのポアを持つ人工膜タンパク質を設計し、その機能を人工細胞リアクターを用いて明らかにし...
❏人工細胞を用いた反応場サイズと内部反応の関係性の解明(23700361)
【研究テーマ】生体生命情報学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2012
【研究代表者】松浦 友亮 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50362653)
【キーワード】無細胞翻訳系 / 人工細胞 / エマルション / ガラクトシダーゼ / グルクロニダーゼ (他12件)
【概要】細胞のサイズは内部の反応にどのような影響を与えているのだろうか?本研究では、既知分子のみを用いて、大きさの異なる微小反応場にタンパク質合成反応を内包した、「人工細胞」を再構成した。次に、これを用いて内部のタンパク質合成反応に反応場サイズが与える影響を調べた。その結果、反応場が小さいほど早く進行する反応の存在を見出し、そのメカニズムを明らかにした。反応場が小さいことが有利に働く一例を実験的に示すこと...
❏生命の初期進化を模擬した実験モデルの構築(23687034)
【研究テーマ】進化生物学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】市橋 伯一 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20448096)
【キーワード】進化 / 人工ゲノム / 実験進化 / RNAゲノム / ダーウィン進化 (他10件)
【概要】生命がどのように進化してきたのかはほとんどわかっていない。その原因の一つは、初期生命を模した実験モデルが存在していなかったことにある。そこで本研究では、初期生命を機能的に模擬した単純なゲノム複製システムを構築した。そしてそのシステムに自発的な進化能を付与することに成功した。このシステムを用いることにより、単純なゲノム複製システムがどうやって現在の生命のような複雑なシステムへ進化しうるのかを実験的に...
【総合生物】神経科学:リボソーム人工細胞を含む研究件
❏計算機デザインと進化分子工学による新規人工膜タンパク質の創生(17H00888)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (50362653)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 進化分子工学 / 人工細胞 / 無細胞タンパク質合成系 (他12件)
【概要】自然界が進化によって探索した配列空間はほんの一部である。合理的デザインにより、現在までに可溶性タンパク質については、未開拓配列空間に多くの構造・機能を持つ人工タンパク質が存在することが明らかになってきた。本研究では、膜タンパク質でも機能・構造を持つ人工膜タンパク質を持つ分子が存在すること示した。具体的には、2 nmのポアを持つ人工膜タンパク質を設計し、その機能を人工細胞リアクターを用いて明らかにし...
❏細胞と同等の成分を持つ人工細胞の高機能化による生命構成の必要条件解明(26650044)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / 人工細胞 / 膜タンパク質 / ゲノム / 無細胞転写翻訳 (他10件)
【概要】本研究では人工細胞を生細胞に近づけその性質を解析することで、生命を構成するために必要な条件を明らかにするための基盤を構築することを目的とした。この試みを通し、細胞分裂面を決定するタンパク質局在波の人工細胞内における起動条件を見出した。また、生細胞と同様に多種多様の膜タンパク質を保持した人工細胞の構築を目的とした新規人工細胞融合法の開発と、ゲノムDNAを無細胞系によって機能的に転写翻訳する系の確立、...
❏マイクロ流体工学による人工細胞システムの時空間制御(24680033)
【研究テーマ】生体生命情報学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (20511249)
【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 (他11件)
【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...
【総合生物】神経科学:生物物理学人工細胞を含む研究件
❏DNAナノ構造の階層的自己組織化による人工細胞核型分子ロボットの構築(18K19834)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / DNA液滴 (他11件)
【概要】DNAマイクロゲルの技術を応用して、人工的な細胞核様構造を作り、分子ロボットとするため、DNAマイクロゲル自己組織化技術に関して研究を実施した。DNAマイクロゲルは、化学合成の短鎖DNAで作製したY字型のDNAナノ構造を会合反応によりネットワーク状に集積させてゲル状にして作った。DNAがゲル粒子状態だけでなく液滴状態になることを発見した。DNA液滴の相転移や相分離の挙動の配列依存的な特性の制御に関...
❏自己複製する非平衡動的なDNA人工細胞の創成(17H01813)
【研究テーマ】生命・健康・医療情報学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞工学 / 生物物理学 / ソフトマター (他14件)
【概要】DNAによる分子ナノシステムを細胞サイズまでスケールアップして自己組織化させ、DNA設計に由来するプログラマブルな動的分子システムである複製する非平衡動的なDNA人工細胞の構築のための基礎技術の開発を行った。まず、両親媒性化したDNAオリガミナノプレートでカプセル状のDNA人工細胞を構築した。次に、自律的に分裂できるDNAゲル人工細胞の構築を行った。外からのタンパク質の入力に応答して、混和に寄与し...
【医歯薬学】外科系臨床医学:自己複製人工細胞を含む研究件
❏プログラム可能な動的微粒子群「オートマター」の創成と展開(20H00598)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2020-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】野村 慎一郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50372446)
【キーワード】人工多細胞 / 人工細胞 / 分子ロボティクス / オートマター / 自己複製 (他7件)
【概要】本課題は,プログラム通りに自動的に活動し物質生産する人工細胞群を「オートマター」と呼び,その実現を目指すものである.分子分解能での設計からマクロな仕事を実現するために,大量の人工細胞を群れとして協調動作させるためのメカニズムと原理を探求する.この人工細胞群の動作制御のために,4つのサブテーマ1)自己複製能,2)分子制御,3)自動大量生産,4)電子制御-分子インタフェイスの実現を目指して研究を開始し...
❏生命の初期進化を模擬した実験モデルの構築(23687034)
【研究テーマ】進化生物学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】市橋 伯一 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20448096)
【キーワード】進化 / 人工ゲノム / 実験進化 / RNAゲノム / ダーウィン進化 (他10件)
【概要】生命がどのように進化してきたのかはほとんどわかっていない。その原因の一つは、初期生命を模した実験モデルが存在していなかったことにある。そこで本研究では、初期生命を機能的に模擬した単純なゲノム複製システムを構築した。そしてそのシステムに自発的な進化能を付与することに成功した。このシステムを用いることにより、単純なゲノム複製システムがどうやって現在の生命のような複雑なシステムへ進化しうるのかを実験的に...
【医歯薬学】外科系臨床医学:酵素反応人工細胞を含む研究件
❏人工細胞集積型・次世代マイクロリアクタ・システムの構築(19360358)
【研究テーマ】反応工学・プロセスシステム
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2007 - 2008
【研究代表者】山口 猛央 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (30272363)
【キーワード】マイクロリアクタ / 人工細胞 / 協調システム / 集積システム / グラフト重合 (他9件)
【概要】本研究では、環境応答型マイクロカプセルの開発を行った。マイクロカプセルのシェル部分に環境応答ポリマーをグラフト重合させ、コア部分に酵素を導入することで、人工細胞に見立てたマイクロカプセルを作成した。さらに、逐次的な反応系を持つ複数のマイクロカプセルの連携により、従来型反応器では困難なノイズキャンセリングが実現できることを、数値シミュレーションを用いて証明した。 ...
❏人工細胞型新規マイクロリアクタの開発(16360390)
【研究テーマ】反応工学・プロセスシステム
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2004 - 2005
【研究代表者】山口 猛央 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30272363)
【キーワード】刺激応答材料 / 酵素 / マイクロカプセル / 膜 / 人工細胞 (他10件)
【概要】本研究ではコア・シェル型のマイクロカプセルのコア部に、反応部位である酵素グルコースオキシダーゼ(以下GOD)を封入し、シェル部の多孔膜細孔内部にpHに応じて相転移を示すN-isopropylacrylamide-Acrylic acid(以下NIPAM-AA)共重合ポリマーをグラフト固定した、新しいマイクロカプセルリアクタを開発した。系のpHが高いときには細孔内部のpH認識ポリマーが親水性となり、...
【医歯薬学】社会医学:生物物理人工細胞を含む研究件
❏細胞モデルによる細胞内異常拡散メカニズムの解明(18H01187)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】柳澤 実穂 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (50555802)
【キーワード】細胞モデル / 高分子混雑 / 異常拡散 / 蛍光相関分光法 / 粘弾性 (他8件)
【概要】細胞中では、ブラウン運動とは異なる異常拡散が生じる。本研究では、高濃度高分子溶液を脂質膜で閉じ込めた細胞サイズの液滴により細胞の構造を再現し、蛍光相関分光法を用いた拡散挙動の解析から、構造的な特徴が分子拡散へ及ぼす影響の解明を目指した。その結果、異常拡散性は、高分子がつくる混雑環境にのみ依存して液滴半径には依存しなかった。一方、拡散係数は液滴半径が約20um以下で低下すること、その低下度は液滴を覆...
❏計算機デザインと進化分子工学による新規人工膜タンパク質の創生(17H00888)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (50362653)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 進化分子工学 / 人工細胞 / 無細胞タンパク質合成系 (他12件)
【概要】自然界が進化によって探索した配列空間はほんの一部である。合理的デザインにより、現在までに可溶性タンパク質については、未開拓配列空間に多くの構造・機能を持つ人工タンパク質が存在することが明らかになってきた。本研究では、膜タンパク質でも機能・構造を持つ人工膜タンパク質を持つ分子が存在すること示した。具体的には、2 nmのポアを持つ人工膜タンパク質を設計し、その機能を人工細胞リアクターを用いて明らかにし...
❏生物運動の制御基盤;化学力学フィードバックループ(22227005)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2010-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】石渡 信一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10130866)
【キーワード】生体分子モーター / 1分子生物学 / 化学力学フィードバック / 筋収縮自励振動 / SPOC (他21件)
【概要】本研究の第一の目標は、輸送・振動・分裂などの生物要素運動に必要な分子モーターや細胞骨格動態などが生み出す力が、要素運動の制御にフィードバックするという化学力学フィードバックループ(CMFループ)の存在を明らかにすることであった。その点、筋収縮自励振動(SPOC)現象における「ミオシンクロスブリッジ(CB)による力発生、筋フィラメントの滑り運動、フィラメント格子間隔の変化、CB形成確率の変化」という...
【医歯薬学】薬学:自己組織化人工細胞を含む研究件
❏DNAナノ構造のマイクロ界面制御によるプログラマブルで動的な細胞型分子ロボット(16K12521)
【研究テーマ】生命・健康・医療情報学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【キーワード】分子ロボット / 人工細胞 / DNAナノテクノロジー / DNAオリガミ / マイクロ油中水滴 (他11件)
【概要】本研究では,DNAナノ構造による分子機能制御とマイクロ流体工学による流体界面制御による細胞型分子ロボットの創製と制御を目指した研究を行った.DNAオリガミによる機能性の両親媒性DNA分子ナノデバイスをマイクロ油中水滴の界面に自己組織化させて細胞型分子ロボットを構築できた.期間全体を通じた研究により,分子センシングや自律的な運動などの機能を含めた,プログラマブルに,動的な機能をもつ細胞型分子ロボット...
❏形と流動性の再現から読み解く生命システムの秩序原理(15KT0081)
【研究テーマ】構成的システム生物学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-07-10 - 2019-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / ソフトマター / 細胞再構成 / 人工細胞 / 反応拡散 (他11件)
【概要】本研究では、人工的に構成した細胞(人工細胞)に,生命で機能する部品のグループを導入することで生じる物理的・化学的な変化を、「流動性・生命機能・空間形状」という3つのキーワードを軸に追求しました。結果、細胞が示す空間形状が内部の物質の移動や生命機能に与える影響や、流動性が生命機能の発現を変化させる仕組み、流動性が空間形状変化を制御する可能性など、通常の生命科学ではアクセスしづらい現象の発見やメカニズ...
❏マイクロ非平衡場の制御による細胞サイズ分子ロボットの動的自己組織化と自律運動(26280097)
【研究テーマ】知能ロボティクス
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【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 (他10件)
【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...
【医歯薬学】薬学:合成生物学人工細胞を含む研究件
❏細胞内にチューリングパターンは形成可能か?(22K19299)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2022-06-30 - 2024-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / 反応拡散系 / 細胞サイズ空間 / 人工細胞 / 分子配置
【概要】
❏細胞サイズ空間における時空間パターン形成の物理:再構成実験と理論モデルによる解明(20H01875)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (20580989)
【キーワード】ソフトマター / 反応拡散系 / 細胞サイズ空間 / 人工細胞 / 合成生物学 (他6件)
【概要】人工細胞を用いた実験系と、実モデルと縮約変数モデルの反応拡散方程式を用いた理論系を組み合わせ、生命の時空間パターンを決定する細胞内反応拡散波の物理を完成させることを目的としている。これまでバクテリアの細胞分裂面を決定するMinタンパク質系を用いて、その反応拡散波(Min波)を人工細胞内にて安定的に発生させる実験系の構築に成功し、(1)人工細胞の直径と波の形状・速度に相似性が現れること(空間相似性)...
❏形と流動性の再現から読み解く生命システムの秩序原理(15KT0081)
【研究テーマ】構成的システム生物学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-07-10 - 2019-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / ソフトマター / 細胞再構成 / 人工細胞 / 反応拡散 (他11件)
【概要】本研究では、人工的に構成した細胞(人工細胞)に,生命で機能する部品のグループを導入することで生じる物理的・化学的な変化を、「流動性・生命機能・空間形状」という3つのキーワードを軸に追求しました。結果、細胞が示す空間形状が内部の物質の移動や生命機能に与える影響や、流動性が生命機能の発現を変化させる仕組み、流動性が空間形状変化を制御する可能性など、通常の生命科学ではアクセスしづらい現象の発見やメカニズ...
【医歯薬学】薬学:膜タンパク質人工細胞を含む研究件
❏計算機デザインと進化分子工学による新規人工膜タンパク質の創生(17H00888)
【研究テーマ】ケミカルバイオロジー
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】松浦 友亮 東京工業大学, 地球生命研究所, 教授 (50362653)
【キーワード】膜タンパク質 / リポソーム / 進化分子工学 / 人工細胞 / 無細胞タンパク質合成系 (他12件)
【概要】自然界が進化によって探索した配列空間はほんの一部である。合理的デザインにより、現在までに可溶性タンパク質については、未開拓配列空間に多くの構造・機能を持つ人工タンパク質が存在することが明らかになってきた。本研究では、膜タンパク質でも機能・構造を持つ人工膜タンパク質を持つ分子が存在すること示した。具体的には、2 nmのポアを持つ人工膜タンパク質を設計し、その機能を人工細胞リアクターを用いて明らかにし...
❏細胞と同等の成分を持つ人工細胞の高機能化による生命構成の必要条件解明(26650044)
【研究テーマ】生物物理学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】藤原 慶 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (20580989)
【キーワード】合成生物学 / 人工細胞 / 膜タンパク質 / ゲノム / 無細胞転写翻訳 (他10件)
【概要】本研究では人工細胞を生細胞に近づけその性質を解析することで、生命を構成するために必要な条件を明らかにするための基盤を構築することを目的とした。この試みを通し、細胞分裂面を決定するタンパク質局在波の人工細胞内における起動条件を見出した。また、生細胞と同様に多種多様の膜タンパク質を保持した人工細胞の構築を目的とした新規人工細胞融合法の開発と、ゲノムDNAを無細胞系によって機能的に転写翻訳する系の確立、...
【医歯薬学】薬学:DNA人工細胞を含む研究件
❏マイクロ非平衡場の制御による細胞サイズ分子ロボットの動的自己組織化と自律運動(26280097)
【研究テーマ】知能ロボティクス
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
【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 (他10件)
【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...
❏マイクロ流体工学による人工細胞システムの時空間制御(24680033)
【研究テーマ】生体生命情報学
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (20511249)
【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 (他11件)
【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...