新規採択研究代表者・個人研究者および研究課題概要
戦略創造プログラム
戦略目標
「非侵襲性医療システムの実現のためのナノバイオテクノロジーを活用した機能性材料・システムの創製」
　　研究領域「ソフトナノマシン等の高次機能構造体の構築と利用」
氏名 所属機関 所属学部・
学科など		 役職 研究課題名 研究課題概要
相沢　慎一 帝京大学 理工学部 教授 生物ナノマシーン回転運動の一般化作動機構の解明 バクテリアのべん毛モーターは水素イオンの流れで回転する運動器官ですが、いまだにその作動原理はわかりません。本研究では、バイオインフォマティクス手法でべん毛構成タンパク質の起源を探り、それぞれのパーツの由来および機能特性を明らかにすることで回転運動の起源を探ります。この手法はべん毛モータのみならず、細胞表面上の物質輸送装置など種々のナノマシーンの作動機構解明にも役立つでしょう。
伊藤　博康 浜松ホトニクス（株） 筑波研究所 専任部員 タンパク質分子モーターを利用したナノメカノケミカルマシンの創製 生体内には、化学的エネルギーを力学的エネルギーに直接変換するタンパク質やRNAでできた分子機械がありますが、分子機械を「力づくで化学反応を逆行させる」ことを人工的に実現した例は未だありません。分子機械に、力を加えて(力学的操作)化学合成を行わせる、あるいは力により化学反応を制御するというナノメカノケミカルマシンを創り出すことを目指します。これまで予想されなかった機能を実現することにより、ソフトナノマシンとしての分子機械のメカニズムの解明に資するだけでなく、バイオテクノロジーの新機軸の一つとなることが期待されます。
遠藤　斗志也 名古屋大学 大学院理学研究科 教授 タンパク質トランスロケータの作動原理の解明 生体膜を舞台とするタンパク質の精密配置を制御するのが、タンパク質トランスロケータです。本研究では、トランスロケータによる局在化シグナル読み取りの仕組み、タンパク質通過用チャネルの機能、モータ機能の原動力、膜へのタンパク質組込みの仕組みの解明を目指します。オルガネラや細胞表層機能の改変、新しいドラッグデリバリーシステムや膜を足場とした精密なタンパク質集積技術の開発などへの展開が期待されます。
神谷　律 東京大学 大学院理学系研究科 教授 振動するバイオナノマシンの原理と構築 鞭毛繊毛は高速の波動運動を行う細胞器官で、原生動物からヒトにいたる多くの生物で細胞の運動や物質の輸送に重要な働きをしています。本研究では、その波動を作り出している主要なタンパクを使って、高速振動を行うナノマシンを人為的に構築する方法を開発します。そのような微小振動装置は医療分野でドラッグデリバリーなどへの広い応用が考えられるとともに、工学分野で微小のアクチュエーターとして使われる可能性を秘めています。
原口　徳子 （独）通信総合研究所 関西先端研究センター 主任研究員 遺伝子デリバリーシステムとしての人工細胞核の創製 細胞核は染色体分離に先がけて崩壊し、染色体分離が完了すると染色体の周りに核膜が自己集合的に形成されることにより、再形成されます。本研究は、まず、染色体の周りに核膜が形成される機構を明らかにし、さらに、その原理を利用し操作することにより特殊機能を持った人工細胞核を創ることを目指します。これにより、遺伝子治療や薬剤投与などに役立つ特殊な機能をもった遺伝子デリバリーシステムの開発が期待されます。
原田　慶恵 （財）東京都医学研究機構東京都臨床医学総合研究所 　 副参事研究員 DNA1分子モーターの動作原理の解明 遺伝子の相同組換えは、２個のDNAモーターを含むタンパク質複合体によって行われます。２個のモーター分子が協調的に働くことによって、２本のDNA２重鎖はこのタンパク複合体にほどかれながら取り込まれ、別のパートナー鎖と巻き戻された新しい２本の２重鎖DNAが紡ぎ出されます。本研究では、この複合体の動きを顕微鏡で直接観察することによってその動作原理を明らかにし、複数分子からなるナノマシンシステムの開発を目指します。
藤吉　好則 京都大学 大学院理学研究科 教授 高次細胞機能構造体観察・制御技術の開発 傾斜機構付き極低温電子顕微鏡と3D-Polscopeを開発して、神経細胞等の立体構造観察技術を確立すると共に、棘突起や成長円錐等を動的に観察する技術を確立します。本研究では、脳・神経研究や細胞生物学的研究と分子構造研究を繋ぐ新技術の開発と、シナプス形成等に関する研究成果が期待されるのみならず、「新試料交換型極低温電子顕微鏡」と「Polscope」という100億円市場が期待できる装置も開発します。
柳田　敏雄 大阪大学 大学院生命機能研究科 教授・研究科長 ゆらぎと生体システムのやわらかさをモデルとするソフトナノマシン 生体の運動を担う生物分子モーターは、熱ゆらぎを巧く利用して効率よく働くという 人工機械では見られないユニークな性質を持っています。本研究では、蛋白質 設計、１分子イメージング、ナノ計測、極低温電顕構造ダイナミクス、理論・計算機シミュレーション解析そして運動再構成などの視点から、分子モーターが熱ゆらぎを 利用するしくみを徹底的に追及します。そして、"ゆらぎ"を機能に利用するという素子 のユニークな性質が、生体システム特有の"やわらかさ"にどのように関わっているのかを、実験的そして理論的に検討します。これらの結果を基に、高分子ゲルなどを使っ て、人工的に筋肉運動を再現するモデル系（人工筋肉）の構築を目指します。最終的には、 分子モーターで得られた知見をより一般化し、ゆらぎと生物システムの"やわらかさ" についての統一的な概念をうち立てます。

総評　：　研究総括　　宝谷　紘一（名古屋大学大学院理学研究科　教授）
　ソフトナノマシンに関する当領域は、自己組織能、自立的適応能、自己修復能などの生体分子機械の持つ驚異的に柔軟な特性の原理解明とその応用を大きな目標としている。
　今回の戦略的創造研究推進事業のプロジェクトの募集については、これまでのCRESTプログラムで示されてきた極めて高い研究能力や優れた業績を持つ研究者による大型プロジェクトであるとのイメージがある。特に生体分子機械の研究分野においては、大変高い評価が定着しておりかつ大型のプロジェクトを率いた経験を持つ研究者をはじめとしたそうそうたる顔ぶれの方々からの応募があった。その分、自己規制が働いたのか、他の領域に比べて必ずしも多くはない応募数であった。
　研究分野は細胞レベルから超分子、人工分子ハイブリッド系、新規な測定技術をもり込んだものなど、多様であった。提案の多様性は応募開始以前より予想されていたので、アドバイザーの専門も物理、化学、生物、医学、工学と広く、比較的若い７人の方々が選ばれた。２１件の研究課題はなかなか魅力的なものが多く、１３件が面接審査の対象となった。
　最終的には女性研究者２人を含む８人の提案が採用され、年齢構成も４２歳から５５歳とおおむね若い人が多かった。プロジェクトの規模が３段階に分けられていることが、比較的萌芽的色彩を持つ若手の課題をも採用し易くしていて、良かったと思っている。採用されなかった提案についてもよく考えられており、予算が許せばぜひ採用したいものが多かった。少数ではあるが、応募の領域が必ずしも適当でなかったものもあるので、他の機会に提案されては如何なものであろうか。

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This page updated on October 31, 2002

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