ＩｏＴ、人工知能（ＡＩ）、バーチャルリアリティ（ＶＲ）など情報技術は目覚ましく発展しています。人間は自然環境を物理的に構造化することで農地や都市を形成し、さらには情報的に構造化することで情報環境を構築してきました。物理的あるいは情報的な環境の飛躍的な進展に対し、その環境の中で生活する主体である人間自身の身体に対する私たちの考え方、つまり身体観は産業革命以降ほとんど変化していません。

このような背景のもと、本研究領域では超スマート社会に自由自在に適応可能な、新たな身体像「自在化身体」を設計し、人間の身体観をアップデートすることを目指します。「自在化」と位置づけられる技術開発は、人間がロボットやＡＩなどと「人機一体」となり、自己主体感を保持したまま行動することを支援し、人間の行動の可能性を大幅に広げると考えられます。

この自在化身体を実現するために、身体・行動のシステム的な理解に基づき、ＶＲ・ロボット・ウェアラブル技術・脳情報デコーディング・画像解析・機械学習などを用いて、人間と情報環境との関係性を柔軟に設計する「身体性編集」に関する基礎的知見の解明と設計指針を確立します。さらに、設計した自在化身体およびそれがもたらす心と社会の変容を、実社会とバーチャル社会において検証します。

本研究領域で提案する身体性の編集技術は、高齢者支援や就労支援、コミュニケーション、スポーツ、エンターテインメントなどの分野に自在化を軸とした新サービスを拓くとともに、新たな共有経済サービス（シェアリングエコノミー）を創出すると考えられます。具体的には、外出が難しい高齢者がぬいぐるみに身体性を移して遠方の孫と一緒に遊べる家族コミュニケーション、ドローンや潜水機器を手足のように操り空中や水中を舞台に競う人間と機械が一体となり楽しむスポーツ、１人のコーチが多数の生徒と視点・動作・感覚を同期させて専門技能を教える教室などのように、これまで実現困難であった体験を現実のものとする可能性があります。本研究で得られる成果により、誰もが身体能力や住む地域を問わずに自在化身体を操り、新たな価値を創造できる多様性あふれる社会へと発展することが期待されます。

細胞内ではたんぱく質やオルガネラの合成と分解が連動しており、このダイナミックな代謝回転は、細胞恒常性、分化、環境適応などに重要です。オートファジーは多くの真核生物に備わっている細胞内分解システムで、たんぱく質だけではなくオルガネラなどのより大きな標的の分解も可能です。オートファジーは基本的には非選択的ですが、一部の標的を選択的に分解します。しかし、オートファジーによるたんぱく質やオルガネラ分解の体系的および定量的理解はいまだ不十分です。さらに、老化過程や神経変性疾患を抑制し得るオートファジーの細胞内品質管理作用は、創薬ターゲットとしても着目されており、これまで以上の理解が求められています。

このような背景のもと、本研究領域では細胞内機能因子としてのたんぱく質とオルガネラの分解について、オートファジーに焦点を当て、その革新的計測技術開発、脊椎動物での意義とメカニズムの包括的理解、および数理モデリングによる本質的パラメーター抽出を目指します。

具体的には、個体レベルでのオートファジーの活性測定系や、オルガネラなどの微粒子の量や性状の定量的解析・単離法を確立します。また、オートファジーの生理・分子機能解析のために、分解の基質の網羅的同定、選択的オートファジーなどを対象とした新規オートファジー不全モデルの構築を行います。さらに、オートファジーによるたんぱく質分解や細胞内相転移の制御、オートファゴソーム形成時の膜動態について、数学・物理学の手法を導入して解析します。

本研究領域は、オートファジーによる細胞内代謝回転の定量的理解、オルガネラ・微粒子の新規動態解析・単離技術開発などを通じ、細胞生物学、細胞生理学を中心とした幅広い基礎研究分野への波及効果が期待されます。さらに、細胞内代謝回転が関連する多くの疾患の理解と治療戦略への展開や健康寿命の延長へとつながると考えられます。