東北大学
学際科学フロンティア研究所

科学技術の進歩により、人類のモノづくり技術はナノメートル（1メートルの10億分の1）という分子サイズのスケールにまで到達しています。モノづくりには大きく分けて、元となる材料を望みのモノへと加工してく「トップダウン」のアプローチと、小さな材料自身が望みのモノに組み上がる「ボトムアップ」という二つのアプローチがあります。例えば、私たちの体を構成する細胞は、誰かが材料を加工して組み立ててくれたのでしょうか？もちろんそうではなく、細胞を作る生体分子の一つひとつがボトムアップ的に組み上がり、生き物が持つすばらしい機能を実現しています。つまり、ボトムアップでモノを作っていくことは、分子のサイズスケールでは有効な方法だと考えられます。また、分子サイズの機能デバイスを作ることや、それらを組み合わせ生き物のような優れた分子のシステムを作ることは、新たな技術の創出につながることはもちろん、生命システムの理解といった基礎科学的な側面にも貢献できるでしょう。

私の研究では、生体分子（主にDNA）を材料として、ボトムアップのアプローチで分子サイズのデバイスや複数のデバイスで構成されたシステムを創ることを目指しています。細胞小器官（オルガネラ）に着想を得た人工オルガネラを創り出し制御することや、生体内で重要な機能を持つ膜タンパク質を解析したり自在に活用したりするための技術を開発していきます。また、生命システムのような人工分子システム（分子ロボット）の構築や集団運動を制御するための方法論の提案なども行っていきます。