[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

ゾル-ゲル変化を自ら繰り返すアメーバのような液体の人工合成

[スポンサーリンク]

第113回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院工学系研究科博士後期課程2年の小野田 実真(おのだ みちか)さんにお願いしました。

小野田さんの所属する吉田・秋元研究室は、新たな高分子ゲル(ソフトマテリアル)を創製する研究におけるトップランナーと言える研究室です。主に、高分子ゲルを用いたバイオミメティクス、すなわち、生体における機能を代替・模倣する材料やシステムを高分子ゲルを使って人工的に設計・構築する研究が展開されています。

今回インタビューさせていただいた小野田さんは、新しく、かつとってもユニークな高分子ゲルの開発に成功しました。

研究成果がプレスリリースされたことをきっかけに、スポットライトリサーチへの寄稿をお願いしました。

Amoeba-like self-oscillating polymeric fluids with autonomous sol-gel transition

Michika Onoda, Takeshi Ueki, Ryota Tamate, Mitsuhiro Shibayama & Ryo Yoshida

Nature Commun. 2017, 8, 15862.  DOI:10.1038/ncomms15862

小野田さんに対し、指導教員であられる吉田先生からコメントを頂いております。

小野田君は非常に勢いのある優れた学生で、私はただただ驚かされてばかりです。彼は中学時代に陸上競技で全国一位になり高校へスポーツ進学したものの、後に大怪我をして勉学の道に切り替えた苦労人です。それもあってか、研究に対する自分への厳しさ・熱意・体力・行動力のどれをとっても他人を圧倒するものがあります。ゾル-ゲル振動実現のためにABC型トリブロック共重合体を使おう、というのは膨大な試行錯誤の末に辿り着いた彼自身のアイデアです。この研究は彼だからこそ成し得たものでしょう。どんどん道を切り開いていく彼の将来に期待しています。

吉田 亮

とても夢を感じる研究です。筆者の専門とは少し違う分野の研究でしたが、今後も注目していきたいと思いました。また、小野田さんは東大発ベンチャーであるナノティス株式会社の共同創業者であり取締役CTOでいらっしゃるそうです。小野田さんのマルチな活躍にも期待してます!それではインタビューをどうぞ。

Q1. 今回のプレスリリース対象となったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

アメーバのような液体を創りました、という研究です。アメーバはゾルになったりゲルになったりすることで運動しているのですが、これはアクチンという生体高分子が集合と分散を繰り返すことで実現されています。今回の研究では、アクチンに代わって合成高分子がひとりでに集合と分散を繰り返す系を構築しました。外から電気・光・温度変化などを与えずとも、ひとりでにゾルになったりゲルになったりする液体を創ることに成功しました。この結果は、アクチンの機能の一部を人工模倣することに成功したといえます。また、ゾルゲル振動はアメーバ運動以外にもがん細胞の転移・傷の修復・細胞分裂等でもよく見られる現象であり、こうした生命挙動を理解するモデルとなり得ます。将来的には、SF映画で描かれてきたような、自律性を持つソフトマシンを創るのに繋がるかもしれません。

 

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

まさに、分子設計そのものです。この研究では、BZ反応(こちらのケムステ記事参照)による自律的な酸化-還元振動を高分子の集合-分散振動に変換し、更に、その集合-分散が高分子ゲルの形成-崩壊に対応するように材料を設計しています。酸化された高分子がゾル、還元された高分子がゲルになるように分子設計すればよいのですが、非平衡系ではそう単純ではありません。例えば、BZ反応の振動周期と高分子網目の再形成/再崩壊のキネティクスがうまく一致するようにする必要があります。これを実現するために、高分子のマルチセグメント化を施し、条件に適合する最適解を模索しました。

 

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

とにかく、最適な高分子配列を見つけるのに苦労しました。考えるべきパラメータが余りにも多かったのです。色々な分子配列を試しましたが、修士課程の2年間に設計した高分子のほぼ全ては失敗に終わり、暗中模索の日々でした。

最終的には、ゲルが形作られる中間構造に注目し、理論・シミュレーション・実験の観点から「異なる機能と異なる分子量をもつ3種類の高分子を直線状に連結させた”ABC型トリブロック共重合体”が最適」と予想するに至りました。そして、各高分子中のモノマー配列や分子量を綿密に設計し、リビングラジカル重合による精密合成に成功しました。ここで、室温付近ではゲルの形成力(架橋点の固さ)を十分に確保しつつ、冷蔵庫内温度では水に極めて良く溶けるようにしたのが隠れたポイントです。これによって、大量の高分子がほんの少しの水にぱっと溶けるようになり、最適条件の模索が格段に簡単になりました。実験現場のカンと理論がうまく結びついたことで今回の結果に繋がりました。

 

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

たとえ「それ何の役に立つの?」と言われたとしても、自分の「面白い」をとことん追求し続ける化学者でありたいです。私にとって研究活動は幾らでも没頭できる趣味のようなもので、そんな研究をアカデミアの立場で生涯取り組めたら、こんなに幸せなことはありません。現在私は医療機器開発を行う東大発ベンチャー、ナノティス株式会社の共同創業者として取締役CTOも務めていますが、ビジネスの戦略的なトップダウン思考と研究の理論的なボトムアップ思考は相乗効果を生むと信じています。なんとか両立できる道を模索し、自分の研究を追求していきたいと考えています。まだまだ未熟ですので、精進あるのみです。

 

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

結果が出ない時期はしんどい時もありますが、何かを実現した時の感動はひとしお、それが研究です。「どんな小さな発見であれ、その発見の人類最初の観測者になれる」というのが研究者の醍醐味の1つのように感じます。(初めてアメーバのようなゾルゲル振動を観測したときは、ラボを走り回って喜んで、祝い酒をしたのを鮮明に覚えています笑)読者には研究者の先輩方も多くいらっしゃると思いますが、色んな方々の「最初の発見の感動」を伺わせてください!

最後に、今までご指導して下さった吉田先生、柴山先生、上木さん、玉手さんをはじめとする研究室内外の皆様、そしてこのように研究を紹介する機会を下さったケムステスタッフの皆様に深く御礼申し上げます。

 

研究者の略歴

名前:小野田実真(おのだみちか)

所属:東京大学大学院 工学系研究科 マテリアル工学専攻 吉田・秋元研究室

研究テーマ:ブロック共重合体の時空間構造化による新機能創製

略歴・職歴:

2014年3月 東京大学工学部卒業
2015年9月~ 東京大学大学院統合物質科学リーダー養成プログラム生 (MERIT)
2016年3月 東京大学大学院工学系研究科修了
2016年4月~ 東京大学大学院工学系研究科博士課程後期課程在学中
2016年4月~2017年3月 日本学術振興会特別研究員(DC1)
2017年4月~ ナノティス株式会社取締役CTO, Co-founder
2017年8月~ ミネソタ大学化学工学科 T. P. Lodge lab. Visiting Researcher

受賞など
東京大学総長賞、東京大学工学系研究科長賞、RSC Soft Matter Presentation Prize、ほか10件

Avatar photo

めぐ

投稿者の記事一覧

博士(理学)。大学教員。娘の育児に奮闘しつつも、分子の世界に思いを馳せる日々。

関連記事

  1. 分子標的の化学1「2012年ノーベル化学賞GPCRを導いた親和ク…
  2. リチウムを用いたメカノケミカル脱水素環化法によるナノグラフェン合…
  3. 日本初の化学専用オープンコミュニティ、ケムステSlack始動!
  4. 微生物細胞に優しいバイオマス溶媒 –カルボン酸系双性イオン液体の…
  5. 創薬におけるPAINSとしての三環性テトラヒドロキノリン類
  6. 【読者特典】第92回日本化学会付設展示会を楽しもう!PartII…
  7. tRNAの新たな役割:大豆と微生物のコミュニケーション
  8. 金属-金属結合をもつ二核ランタノイド錯体 -単分子磁石の記録を次…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 付設展示会に行…けなくなっちゃった(泣)
  2. 生体医用イメージングを志向した第二近赤外光(NIR-II)色素:②合成蛍光色素
  3. 第47回「目指すは究極の“物質使い”」前田和彦 准教授
  4. 給電せずに電気化学反応を駆動 ~環境にやさしい手法として期待、極限環境での利用も~
  5. 第37回 糖・タンパク質の化学から生物学まで―Ben Davis教授
  6. 原子間力顕微鏡 Atomic Force Microscope (AFM)
  7. 掟破り酵素の仕組みを解く
  8. キャリアデザイン研究講演会~化学研究と企業と君との出会いをさがそう!~
  9. 【書籍】アリエナイ化学実験の世界へ―『Mad Science―炎と煙と轟音の科学実験54』
  10. フォン・リヒター反応 von Richter Reaction

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2017年8月
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

注目情報

最新記事

粉末 X 線回折の基礎知識【実践·データ解釈編】

粉末 X 線回折 (powder x-ray diffraction; PXRD) は、固体粉末の試…

異方的成長による量子ニードルの合成を実現

第693回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院理学系研究科(佃研究室)の髙野慎二郎 助教にお願…

miHub®で叶える、研究開発現場でのデータ活用と人材育成のヒント

参加申し込みする開催概要多くの化学・素材メーカー様でMI導入が進む一…

医薬品容器・包装材市場について調査結果を発表

この程、TPCマーケティングリサーチ株式会社(本社=大阪市西区、代表取締役社長=松本竜馬)は、医…

X 線回折の基礎知識【原理 · 基礎知識編】

X 線回折 (X-ray diffraction) は、原子の配列に関する情報を得るために使われる分…

有機合成化学協会誌2026年1月号:エナミンの極性転換・2-メチル-6-ニトロ安息香酸無水物(MNBA)・細胞内有機化学反応・データ駆動型マルチパラメータスクリーニング・位置選択的重水素化法

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年1月号がオンラインで公開されています。…

偶然と観察と探求の成果:中毒解毒剤から窒素酸化物を窒素分子へ変換する分子へ!

第692回のスポットライトリサーチは、同志社大学大学院理工学研究科(小寺・北岸研究室)博士後期課程3…

嬉野温泉で論文執筆缶詰め旅行をしてみた【化学者が行く温泉巡りの旅】

論文を書かなきゃ!でもせっかくの休暇なのでお出かけしたい! そうだ!人里離れた温泉地で缶詰めして一気…

光の強さで分子集合を巧みに制御!様々な形を持つ非平衡超分子集合体の作り分けを実現

第691回のスポットライトリサーチは、千葉大学大学院 融合理工学府 分子集合体化学研究室(矢貝研究室…

化学系研究職の転職は難しいのか?求人動向と転職を成功させる考え方

化学系研究職の転職の難点は「専門性のニッチさ」と考えられることが多いですが、企業が求めるのは研究プロ…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP