機械と生き物を結び付けて、 「生きたロボット」をつくりたいんです。

再生医療への応用が期待される
機械と生物の融合

東京大学生産技術研究所准教授 バイオナノ融合プロセス連携研究センター センター長

竹内 昌治 氏

たけうち しょうじ

1972年東京都生まれ。1995年東京大学工学部卒業。2000年に同大学大学院工学系研究科機械情報工学専攻博士課程修了。同年日本学術振興会特別研究員。01年東京大学生産技術研究所講師、03年同助教授。04年ハーバード大学化学科客員研究員兼任。07年より現職（バイオナノ融合プロセス連携研究センター センター長は08年から兼任）。研究分野はナノマイクロテクノロジー。細胞を部品のように加工したり、人工的に細胞組織を組み上げる新手法で成果を挙げてきた。08年文部科学大臣表彰若手科学者賞、09年日本学術振興会賞を受賞。

2013年10月号掲載

細胞を部品のように組み立てて3次元組織をつくる!?

 ──先生は機械工学がご専門でありながら、生命科学の分野である細胞やタンパク質を使って「ものづくり」を行うという、新しい研究に取り組んでいらっしゃいます。
ものづくりというと、金属、プラスチック、シリコンなどの人工的な材料を思い浮かべますが、なぜ生体材料によるものづくりをしようと考えられたのですか？

竹内　私はもともとSF映画の「ロボコップ」や「ターミネーター」などに出てくるような、生体と機械の融合に興味がありました。大学では、昆虫ロボットの研究をしていたのですが、昆虫を観察すればするほど、そのすごさを実感して、昆虫に似せてロボットをつくるのではなく、昆虫そのものを機械で制御することを考えるようになりました。
当初は足や触角を切って、センサーやモーターとして使い、リモコン操作をしていましたが、その後、昆虫の細胞に注目して、一つ一つのパーツを人工的に再構成することができれば、細胞からロボットをつくることができるのではないかと思うようになったんです。

──SFの世界ではよくありますが、実際に機械と生き物を結び付けてものづくりをするなんて、今までにない新しい発想ですね。

竹内　そうですね。細胞で組織をつくる場合、細胞を発生学的に培養する方法が一般的ですが、私は細胞を部品のように組み立てるという、工学的な方法を思い付きました。

──細胞というのは、大変小さくてつかみようがなく、扱いが難しいと思うのですが、どのようにして組み立てるのですか？

竹内　確かに、細胞を一つ一つ扱うことは非常に難しいです。そこで、まずは細胞をネジやバネのように規格化して、扱いやすい部品にするパーツづくりに取り組みました。
世の中の全てのものは、「点」と「線」と「面」からできています。細胞で「点」「線」「面」の各パーツをつくり、おもちゃのブロックのように組み合わせれば、さまざまな3次元組織ができるのではと考えたのです。

──そういわれてみれば確かに、人の内臓や組織などは細胞が立体的に組み合わさったものですね。

プレートの形を変えることで、細胞が自ら変化しサイコロや正十二面体など、さまざまな形の立体をつくることができる＜写真提供：竹内昌治研究室＞

プレートの上で細胞を培養すると、接着面積を広げようと細胞が伸長する。数分で引き寄せられていき、折り紙のように立体が組み上がる＜資料提供：竹内昌治研究室＞