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
准教授 豊田 太郎
東京大学

准教授 豊田 太郎

分担者
教授 東 俊一
名古屋大学

教授 東 俊一

准教授 礒川 悌次郎
兵庫県立大学

准教授 礒川 悌次郎

准教授 田中 幹人
早稲田大学

准教授 田中 幹人

教授 村田 智
東北大学

教授 村田 智

研究協力者 特任講師 濵田 省吾 
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
准教授 野村 慎一郎
東北大学

准教授 野村 慎一郎

分担者
教授 松浦 和則
鳥取大学

教授 松浦 和則

助教 村山 恵司
名古屋大学

助教 村山 恵司

助教 佐藤 佑介
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
教授 中茎 隆
九州工業大学

教授 中茎 隆

分担者
助教 川又 生吹
東北大学

助教 川又 生吹

研究員 小宮 健
海洋研究開発機構

研究員 小宮 健

助教 嶋田 直彦
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
教授 葛谷 明紀
関西大学

教授 葛谷 明紀

分担者
講師 瀧口 金吾
名古屋大学

講師 瀧口 金吾

助教 コビル アリフ
北海道大学

助教 コビル アリフ

助教 上杉 薫
茨城大学

助教 上杉 薫

研究協力者 特別任命教授 遠藤政幸 
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

概要

メンバー

九州工業大学・助教        平 順一

東京大学・総合文化研究科・助教  水内 良

東京大学・総合文化研究科・准教授 矢島 潤一郎

東北大学・助教          鈴木 勇輝

法政大学・生命科学部・准教授   曽和 義幸

広島大学・工学系研・助教     今任 景一

理研・研究員           酒井 雄介

法政大学・生命科学部・助手    林 真人

東京工業大学・助教        佐藤 浩平

東京工業大学・助教        石川 大輔

大阪大学・基礎工学研究科・助教  松永 大樹

東京大学・情報理工・助教     宮廻 裕樹

東京大学・理学系・教授        山田 鉄兵

慶應義塾大学・理工学部・講師    堀 豊

早稲田大学・理工学術院・教授    木賀 大介

九州大学・芸術工学・助教          井上 大介

北陸先端科学技術大学院大学・教授  藤本  健造

東京大学・総合文化研究科・准教授  柳澤 実穂

中央大学・理工学部・研究員        津金 麻実子

大阪大学・基礎工学研究科・准教授         小嶋 勝

奈良先端科学技術大学院大学・准教授 安原  主馬

長岡技術科学大学・講師           庄司 観

北海道大学・電子研・准教授         三友 秀之

大阪大学大学大学院・教授                森島   圭祐

東京大学・理学系・助教         竹澤 悠典 

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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.