新学术领域「分子机器人学」
相关人士 各位
现将2015年12月分子机器人研究会定例会通知如下。
通知较晚，深表歉意。期待各位参加。
「分子机器人研究会」2015年12月 定例研究会（东北）
协办：新学术领域「感觉与智能兼备的分子机器人的创成（分子机器人学）」
「思考分子机器人学的立足之道——在分子与机械性的生命之间的“舞台边缘”」
时间：2015年12月5日（周六）13:30～17:00
地点：东北大学 工学研究科（青叶山）机械系2号馆 214室
交通：
・从仙台站西口巴士总站【9号】乘车处：
乘坐开往「715 宫教大」「710 宫教大・青叶台」「713 宫教大・成田山」的公交车，
在「信息科学研究科前」下车。步行6分钟到「工学部中央」站。
或乘坐「719 经由工学部 动物公园环线」，在「工学部中央」下车。
・从「工学部中央」向东步行5分钟。
＃很遗憾，从仙台站直达的地铁预计次日（12/6）才开始运行……
注：因当天为周六，楼宇入口会锁门。我们将于当天12:30之后提供入馆对应。 （若您计划在其他时间到达，请提前联系野村。）
联系人（世话人）：野村慎一郎（东北大学大学院 工学研究科 生物机器人学专攻）
参会费：免费
此外，研究会结束后将举行意见交流会（该部分不免费）。
希望参加者请在12/1（周二）12:00之前按以下格式邮件联系野村（shinichiro.nomura.b5[at]tohoku.ac.jp）：
“参加意见交流会”
姓名：
所属：
——— 研究会日程 ———
「思考分子机器人学的立足之道——在分子与机械性的生命之间的“舞台边缘”」
本次研究会旨在探讨：面向尚未出现的分子机器人，它们在“活细胞”这一舞台上可能发挥作用的场景与目标，究竟有哪些既有趣又可实现的方向？ 近年来，人们逐渐认识到生体内/细胞内的生化反应具有机械性（包含概率性）的行为特征，同时也推进了对其层级结构进行再构筑的研究。 此外，在分子机器人学领域用于原型制作的材料主要是 DNA、RNA、肽、蛋白质、脂质等所谓生物分子（及其改造体）。 考虑到未来分子机器人可能以材料互换性为武器展开“立足与行动”的场所，本次将聚焦分子与生化反应之间的界面，邀请以活细胞为舞台的人工分子系统与天然分子系统专家进行讲演。
13:30–14:20 特邀讲演1
讲者：和田健彦 教授（东北大学 多元物质科学研究所 教授）
「细胞内环境响应型人工核酸的创制，以及利用生体反应场的超分子光学不对称反应体系的创成」
我们关注生物分子，尤其是蛋白质与核酸所具有的多样功能，以及其柔韧而精密的功能表达与调控，并致力于构建利用这些特性的全新方法论并拓展至功能材料开发。 以往的人工功能材料开发通常以高可重复性、在多种条件下结构与功能都不变化的稳定材料构筑为目标，重视可预测、可计算的焓项，并围绕最稳定结构的分子开展设计与研究。 另一方面，生体材料——特别是蛋白质与核酸——可被视为利用并非最稳定而更接近“准稳定”状态，通过结构变化作为触发，发挥对靶分子的精密高识别等功能，同时巧妙且柔韧地实现多样功能的调控。 也就是说，为实现更优异的功能与功能调控能力，并降低自然/环境负担，或许需要从传统材料开发指针与方法论出发进行重大的范式转变。 基于上述观点，我将介绍我们课题组在功能材料开发方面的工作，尤其包括：(1) 创制对细胞内环境响应的安全可靠核酸医药；(2) 利用蛋白质手性反应场的超分子不对称光反应体系构建；(3) 为阐明功能表达机理而推进的高灵敏度、高时间分辨圆二色性（CD）测量装置开发。
14:20–14:30 休息
14:30–15:20 特邀讲演2
讲者：小椋利彦 教授（东北大学 加龄医学研究所 教授）
「为了重新解读并再构筑生命现象」
若将人类基因组视为32亿碱基对，其所承载的信息量约为800MB，大约相当于我正在使用的12个 MS Word 文件。 著名的 Allan Turing 曾将具有复杂结构与功能的大脑皮层视为“未组织的机器”，并预言：对基因而言，比起呼吸中枢，构建这种未组织的大脑皮层更容易。 制造一个人的基因组信息是否比预想更少？并且基因对复杂而高度发达的大脑皮层构成的参与真的如此之薄弱吗？ 面对这种看似相反的发现与观点，应如何解释才能正确理解生命？又能否基于新的思维重构新的生命体？ 我并不认为自己拥有可断言的答案，但希望借助发育生物学以及对形态形成的力学解释，与大家分享我逐渐形成的一些思考。
15:20–15:30 休息
15:30–16:00 一般讲演1
讲者：森本展行 副教授（东北大学大学院 工学研究科 材料系统工学专攻）
「自组织多层膜微球的多重刺激响应性的调控」
近年来，我们围绕一种侧链同时带正负电荷的甜菜碱聚合物——聚[3-二甲基（甲基丙烯酰氧乙基）铵丙烷磺酸盐]（PDMAPS）开展研究。 我们合成了由该聚合物与聚乙二醇（PEG）构成的双亲水性嵌段共聚物，发现其在水中可自组织形成多层膜微球，表现出上限临界共溶温度（UCST）型热响应性，并可通过加盐控制其缔合—解离；同时也发现施加电场或流动场可诱导融合与大变形。 此外，通过调节聚合物组成，多层膜微球在粒子间接触后可发生间歇性的融合/分离，因此我们尝试利用这一特性构建分子（核酸寡聚体）交换系统。 本报告将以这些内容为中心，结合使用下限临界共溶温度（LCST）型行为的自组织聚合物刺激响应性话题，介绍近期进展。
16:00–16:30 一般讲演2
讲者：川又生吹 助教（东北大学大学院 工学研究科 生物机器人学专攻）
「通过编程 DNA 反应级联，实现时间与空间上的发展」
DNA、蛋白质等单个分子似乎已具备充分功能，但在生体内却能获得从这些组成难以想象的更高层级能力，这与通过超大规模集成与系统化晶体管、电容器等元件而构建计算机颇为相似。 在分子机器人学领域，同样需要信息科学家与机器人学者将现有生物分子以及化学家合成的具有新结构/新功能的分子加以集成与系统化。 本报告将介绍我们实验室正在推进的、利用 DNA 分子对反应进行编程的系统。 具体而言，将报告控制 DNA 浓度随时间演化顺序的分子程序，以及利用 DNA 诱导的凝胶-溶胶/溶胶-凝胶相转变实现凝胶空间发展等内容。 并希望就系统评估方法以及编程更复杂分子反应的方法论展开讨论。
16:30–16:45 学生讲演
讲者：佐藤佑介（东北大学大学院 工学研究科 生物机器人学专攻 D1）
「在巨大脂质体中实装分子马达与 DNA 电路，使其成为人工分子阿米巴」
分子机器人是一个新概念，指通过组合人类设计的分子器件而构建的极微小机器人。 近年来，已有如 Lund 等人的分子蜘蛛、Douglas 等人的分子运输船等可称为分子机器人原型的人工体系被报道。 然而，这些研究中的分子机器人多为单一分子型，其运动基本由热运动驱动。 本研究致力于构建可自主控制运动的分子机器人（阿米巴型分子机器人）。 具体计划是在作为人工细胞膜的巨大脂质体内，实装用于使脂质体膜变形的分子马达（微管/驱动蛋白 kinesin），以及用于控制分子马达与脂质体膜相互作用的 DNA 电路，从而实现运动的自主控制。 本报告将作为研究进展，汇报分子马达封装进脂质体的方法，以及将 DNA 电路导入脂质体内侧膜的尝试。 并基于这些结果讨论分子马达引起的脂质体膜变形。
16:45–17:00 学生讲演
讲者：BIOMOD TeamSendai（东北大学）
「利用 DNA 折纸构建可控制结合数的同源多聚体」
在执行生体功能的蛋白质聚合体中，有些通过环状结合来控制结合数。 我们从这一机制得到启发，尝试利用 DNA 折纸实现线性方向上的结合数控制。 所制作的 DNA 折纸单体由筒状部分与可在其中旋转的轴部组成。 轴部呈扭曲结构，其可动范围受到筒体限制。 并且每结合一次，轴上下的相位差会增大，可动范围随之变小。 因此，当可动范围小于相位差时，更进一步的结合将被抑制。 也就是说，轴相对于筒体起到游标尺的作用，从而控制结合数。 通过应用该方法，预计可通过简单形状设计来制备尺寸可定义的更大结构体。
18:00–20:30 意见交流会（预计在仙台站周边）