東京大学と物質・材料研究機構の研究グループは、外から電気・光・熱などを一切加えることなく、ゾル(液体)状態とゲル(凝固体)状態をひとりでに繰り返すアメーバのような液体の人工合成に世界で初めて成功した。

 周期的なゾル‐ゲル変化は、細胞分裂・傷の修復・がん細胞の転移・アメーバの運動等において頻繁に観察されるもので、アクチンという生体高分子が集合と分散を自ら繰り返すことで実現されている。こうした自律挙動は、生命現象維持の観点から極めて重要であることが認められている一方で、人工的な再現が極めて難しく、これまでほとんど報告がなかった。

 研究グループは、Belousov-Zhabotinsky(BZ)反応と呼ばれる化学振動反応を、ABC型トリブロック共重合体と呼ばれる特殊な分子配列を持つ高分子構造に組み込むことで、合成高分子がアクチンをまねて集合と分散を自ら繰り返す仕組みを考案した。ゼリーや寒天のように温めたり冷やしたりすると流動性が変化する材料は広く知られていたが、こうした変化がひとりでに起こる材料は未だかつて例がなく、今回の報告はこれを初めて実現したばかりか、アクチンによる機能を人工的に再現することに成功した世界で初めての報告となった。

 生体内で見られる生命挙動の一部の再現を成し遂げたこの成果は、生命の自律性を考察する糸口となると考えられ、将来的には、SF映画で描かれてきたような、生き物のようなソフトマシンの創製に繋がる可能性を強く秘めている。

論文情報:【Nature Communications】Amoeba-like self-oscillating polymeric fluids with autonomous sol-gel transition

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大学ジャーナルオンライン編集部

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