研課題
J-GLOBAL ID:201004052850666822  研究課題コード:3048 更新日:2013年10月07日

四方動的微小反応場プロジェクト

実施期間:2009 - 継続中
実施機関 (1件):
実施研究者(所属機関) (1件):
研究概要:
細胞は、数千の非線形反応が協調的に進行する反応ネットワークであり、人工的なシステムにはない高性能の化学反応場と捉えることができます。実際、我々は天然物からの有用物質生産などを通じこの反応場を利用しています。しかしながら、反応ネットワークをデザインして新物質を創成するといった段階までには到っておらず、細胞という反応場の可能性を充分には活かしていません。このことは、細胞という反応場の全体像の物理化学的な理解がなされていないことに起因していると考えられます。細胞における反応場としての機能は、細胞内における遺伝子の自己複製や変異、細胞自体の分裂・増殖、そして細胞間相互作用により起きる多様化や進化といった階層ごとの複雑なネットワークと、階層間の相互作用といった生命現象の要ともいえる動的な特性と密接に関連していると考えられます。従って、細胞における生命科学的な特性を物理化学の視点から理解することができれば、細胞の特性を活かした新たな物質反応場設計モデルを構築していくことができるようになり、画期的な新技術が創出されることが見込まれます。本研究領域は、細胞のもつ自己複製や自己増殖、進化といった特性を付与した動的微小反応場を実験的に創造し、その過程で細胞のもつ特性について生物学と物理化学両方の立場から理解すると共に、これらに立脚して細胞の特性を活用した新たな反応場設計モデルを構築することを目指すものです。研究推進にあたっては、まず、効率よく自己複製反応が進行する反応場を作製し、自己複製ネットワークの要素間相互作用の解析と理論モデル構築を行います。また、増殖する微小反応場の創出のために、μmサイズでの融合分裂を進める手法を検討し、物性物理の知見と微細加工技術を駆使した実験および理論研究を並行して進めます。また、動的微小反応場と細胞の進化を人為的に進めて自己複製反応時の変異現象や時系列的な自己最適化現象について基礎的な知見を得ると共に、観測技術開発と自己最適化システムの理論構築を行います。そしてこれらを統合して、実社会への応用可能な動的微小反応場の設計モデル構築を目指します。これらの研究を進めることで、新物質探索・生成手法について新たな概念や技術基盤が創出されるだけでなく、再生医療にも応用可能な技術基盤の創出につながることが期待されます。また、自律的に増え進化するという細胞のシステムの物理化学的解明は生命現象の起源に対する基礎理論の構築にもつながると考えられます。本研究領域は、動的微小反応場の創出を通じ、生物界と非生物界という究極の異種物質間の接点の創出を目指すもので、戦略目標「異種材料・異種物質状態間の高機能接合界面を実現する革新的ナノ界面技術の創出とその応用」に資するものと期待されます。
研究制度: 戦略的創造研究推進事業(総括実施型研究)
研究所管省庁:
文部科学省
研究所管機関:
独立行政法人科学技術振興機構
研究予算: 0(千円)
上位研究課題 (1件):

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