学際的先端研究支援プログラム

ナノやマイクロという言葉を聞いたことがあると思います。どちらも一般的には「微小な」という意味ですが、科学研究においては、ナノはnm (10^?9メートル)を指し、マイクロはμm (10^?6メートル)を意味します。nmサイズで制御された構造を持つ材料、すなわちナノ材料は、有機合成や、物質や個体が秩序をもつ構造を自然に作り出す不思議な現象である「自己組織化」と呼ばれる技術を使って分子を組み上げていく“ボトムアップ法”により、狙った構造を造ることができるようになってきました。一方、マイクロ材料は、レーザー等を使って大きな材料を微細加工する“トップダウン法”により造ることできます。今、ボトムアップ法でもトップダウン法でも到達できない領域が注目されています。この領域は、ナノとマイクロの中間という意味で、メゾ領域と呼ばれています。メゾ領域の材料はどちらの手法でも構造を造ることが困難であり、材料開発の研究があまり進んでいません。しかし、メゾ領域はとても重要で、例えば我々生命は、細胞や体の中に膨大な数存在するメゾサイズの“生体マシーン”がせっせと働いてくれているからこそ存在できるのです。

本研究では、当研究室が独自に発展させてきた「湾曲自己組織化」というボトムアップ法を活用し、人工的にメゾサイズのマシーンを作ります。この独自技術により、リングやラセン、あるいは鎖など、従来作成が困難であった様々なメゾサイズの部品を作ることができるのですが、これらの部品の中に、光で応答する分子を組み込み、その構造を光で操ります。最終的には、これらの部品を組み合わせてより複雑な装置を作ることで、メゾマシーンを創成します。メゾマシーンは、細胞やタンパク質等を直接捕捉したり、輸送したりすることができるため、バイオ研究や医療分野において活躍する新しいテクノロジーとなり得ます。本研究により、究極の自己組織化技術が実現するメゾテクノロジーを世界に先駆けて展開します。

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矢貝 史樹 教授の 記事 / ニュースリリース