Our Team

研究組織

Core Project

計画研究
A01

分子デバイス統合によるミニマル人工脳の構築とその社会的イノベーション

メンバー

代表者
東京大学 准教授 豊田 太郎
分担者
名古屋大学 教授 東 俊一
兵庫県立大学 准教授 礒川 悌次郎
早稲田大学 准教授 田中 幹人
東北大学 教授 村田 智
東北大学 研究協力者 特任講師 濵田 省吾 

概要

A01班(統合班)は、感覚(Sensing)・回路(Processing)・展開(Actuator)の分子デバイスをそれぞれ実装した3種のリポソーム(人工細胞と呼ぶ)を特定の順序に並べることのできるマイクロ流体デバイスを開発し,リポソームの配列に様々な分子刺激を印加して応答を自動記録できる操作性・定量性の高い統合実験システムを構築する.
また,実験データをもとに反応系のモデルを構築し,実験的研究と連携するとともに,リポソームを多数結合した大規模な人工脳のもつ学習能力の数理的検討を行う.これと並行して,市民参加型イベントや本プロジェクトに対するメディアの反応の分析等を通じて,分子サイバネティクスの倫理的・法的・社会的影響(ELSI)の科学技術社会論的研究にも取り組む.

B01

ミニマル人工脳のための情報伝達分子デバイスの開発

メンバー

代表者
東北大学 准教授 野村 慎一郎
分担者
鳥取大学 教授 松浦 和則
名古屋大学 助教 村山 恵司
東北大学 助教 佐藤 佑介

概要

本領域で開発するミニマル人工脳は,外から与えられるシグナル分子を受容・増幅するセンサ(S)リポソーム,記憶・学習反応を行うプロセッサ(P)リポソーム,他のリポソームと結合(シナプス)を形成するための分子アクチュエータ(A)リポソームで構成される.これらのリポソームは,人工レセプタを介して外部から与えられる刺激に応答し,次のリポソームへと情報を変換・伝達する.B01班では,これを実現するための分子デバイスとして脂質膜を介した分子情報伝達機構で,溶液の混合を前提としないものの開発を目指す.あわせて,繰り返し試行からの学習を実現するために,光クロックの照射により再利用可能(リユーサブル)な分子デバイスの設計を行う.

C01

ミニマル人工脳のための記憶・学習分子回路の開発

メンバー

代表者
九州工業大学 教授 中茎 隆
分担者
東北大学 助教 川又 生吹
東京工業大学 助教 小宮 健
東京工業大学 助教 嶋田 直彦

概要

C01班では,ミニマル人工脳で条件反射機能を獲得するための情報処理機構の開発を行う.脳神経ネットワークにおけるニューロンのに相当する記憶・学習能力をもつ分子システムを実現するために,人工的に合成された核酸分子を用いた分子計算系を合目的的に設計する技術を開発する.具体的には,分子回路に繰り返し印加される微小な入力を増幅する機構,入力の印加履歴に応じて内部状態を記憶,更新し,条件反射を獲得する機構,学習反応を加速する機構の開発に取り組む.

D01

ミニマル人工脳のための分子アクチュエーションシステムの開発

メンバー

代表者
関西大学 教授 葛谷 明紀
分担者
名古屋大学 講師 瀧口 金吾
北海道大学 助教 コビル アリフ
茨城大学 助教 上杉 薫
関西大学 研究協力者 特別任命教授 遠藤政幸 

概要

D01班では,ミニマル人工脳を構成する3種のリポソームのうち,変形により他のリポソームとの2次的結合(シナプス形成)を担うアクチュエータリポソームを開発する.具体的な目標として,リポソーム直径に相当する大突起の形成,光照射を用いた変形のリセット機構による伸長とその解消からなるアクチュエーションサイクルの実現,変形にともなう力を計測するシステムの構築を行う.

Publicly Offered Research

公募研究

分子サイバネティクス領域では,公募研究を募集しています.(現在は終了しています)

概要

特に若手・女性を歓迎します.本領域の公募研究には,

  • R01 新機能の実現
  • R02 革新的理論開拓
  • R03 分子システム実装・計測制御技術
  • R04 応用開拓
  • R05 人文社会科学的研究

の5つの項目があり,幅広く提案を募集します.
項目にかかわらず400万円/年,全体で25件を予定しています.公募研究者への支援として,

  • 核酸およびペプチドのカスタム合成サービス
  • 単分子観察拠点における各種AFM、超解像顕微鏡利用サービス
  • 分子コンピューティングやリポソーム作製法等の講習会
  • 国際共同研究のための旅費支援
  • 子育て世代の研究者のために領域会議時には託児室を設けるなどの支援

などを予定しています.

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Common Base

共有拠点

本領域の特色として,計画,公募問わず領域全体に各種のサービスを提供する4つの拠点を置く.

インテグレーション拠点

インテグレーション拠点

(東北大学)

各班の技術を統合したデモンストレーションを行うとともに,マイクロ流体デバイスを用いた化学反応の評価システムを提供する.

人工核酸合成拠点

人工核酸合成拠点

(名古屋大学)

各班で必要とされる化学修飾付きの核酸配列配列をカスタム合成して提供する.

ペプチド合成拠点

ペプチド合成拠点

(鳥取大学)

各班で必要とされる40残基までのペプチド配列をカスタム合成して提供する.

単分子観察拠点

単分子観察拠点

(関西大学)

高い時空間分解能をもつ顕微鏡や各種の測定設備を備え,リポソームの内部の反応や膜面上の反応を一分子レベルで可視化するサービスを提供する.