自律的に代謝しながら成長する。「生きる機械」となるDNA生体素材がついに誕生(米研究)

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自律的に代謝しながら成長する。「生きる機械」となるDNA生体素材がついに誕生(米研究)
自律的に代謝しながら成長する。「生きる機械」となるDNA生体素材がついに誕生(米研究)

Johann Bret Bautista/Pixabay

 人間は新陳代謝を繰り返し、細胞が入れ替わり、老廃物が廃棄されながら生命活動を維持している。そしてついに、同じような活動を自発的に行う機械(生体素材)が誕生したようだ。

 アメリカ・コーネル大学の分子ロボット工学者である浜田省吾氏らによって開発されたのは、まるで生命であるかのようなDNA生体素材だ。

 それは「自己集合」「組織化」「代謝」という生命に必須の3つの重要な特性を備えているという。
・生命の代謝を人工的に再現した素材

 浜田氏らが開発したのは、「階層的DNA集合・合成(DASH/DNA-based Assembly and Synthesis of Hierarchical)」という人工的な代謝を行うDNAを作成する特殊なプロセスを通じた、生命の基本特性を備えた生体素材である。

 生物が自分の体を維持するためには、古い細胞を取り除き、新しいものに交換することが必須だ。

 そのための鍵を握るのが「生合成」と「生分解」であり、これらを通じて代謝が行われる。そして、DASHとは、この生物の代謝プロセスを再現したものである。

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Engineers create material possessing three key traits of life

 DASH素材はナノサイズの基本ブロックから自らポリマーへと整列し、さらにメソサイズの形状に組織化する。
 
 反応液を与えれば、何百、何千回と増殖し、新しいらせん構造を合成。そうしながら、前端を成長させ、同時に後端を分解させながら、移動運動を生じさせる。

 なんと、この動作を利用して、まるで生きものがするように素材同士で競争させることにも成功しており、しかも、こうした機能は、外部からの力を加えずとも自律的に行われるのである。

 現時点では、DASH素材は合成・分解サイクルを2度繰り返すと死んでしまう。しかし寿命はまだ伸ばす余地があるそうだ。


Engineers create material possessing three key traits of life

・いずれは自己増殖し、進化する機械が登場する!?

 これまで、DASH素材が代謝、成長、進化、競争をしながらやがて分解していく様子が観察されてきた。このような機能には、やがて自己増殖し、もしかしたら自己進化さえできる機械へといたる可能性が秘められている。

 ただし、それが自己集合・組織化・代謝という生命の3つの特徴を備えているからといって、本当に生きているというわけではない。

 これはあくまで自分で人工的な代謝を行なってエネルギーを得る、まったく新しい生命状素材のコンセプトである。それでも、既存のものとしては、どれよりも生命に似ているだろう。

 現在、研究チームは、DASH素材が刺激を認識し、自分でエサや光を探したり、危険なものを避けたりできるようになる方法を探っているという。

 この研究は『Science Robotics』に掲載された。

References:sciencetimes/ written by hiroching / edited by parumo
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