東北大学
学際科学フロンティア研究所

細胞形態の変形や、運動、他の細胞を取り込む貪食などの、細胞の「動き」 は、最も生き物らしい生命現象のひとつです。私たちは、このような細胞機能を人工細胞の形で再現して、その構成原理をボトムアップに理解するとともに、自律運動可能な人工細胞/分子ロボットを創出するための研究を行なっています。

近年、広く研究されるようになった人工細胞は、脂質膜でできた細胞サイズのベシクル等の中に細胞機能の一部を再現し、その構築原理を理解し応用しようという方法論です。純化された条件で構成要素や反応条件をデザインできる一方、従来の系では、均一かつ閉鎖系となる内部の反応をコントロールすることが難しく、細胞運動のような動的なふるまいを再現できないことが課題でした。これに対して、私たちは、タンパク質光操作を応用し、人工細胞内の反応の非対称かつ可逆的な制御を可能にすることで、細胞運動のような動的な現象を再現するための方法を開発してきました。

細胞の運動を分子で再現できれば、将来的には、免疫細胞のように体内を自律的に巡回する分子ロボットの創出につながると期待されます。また、細胞形態のダイナミクスは生命進化の過程でも大きな役割を担ったと考えられています。人工細胞系で実験的に機能の本質に迫ることで、生命進化の謎にもアプローチしたいと考えています。