東北大学 社会にインパクトある研究 持続可能で心豊かな社会の創造

生命と宇宙が拓く交感する未来へ

生命の奇跡のプロセスに学ぶイノベーション

生命の奇跡
三十数億年前地球上に生命が誕生して以来多種多様な生命体が、それぞれの環境に適応する形で、また、時には環境をも大きく変えたなかで生存・繁栄してきた。生命体は、最小限のエネルギーを使って、分子から精緻な高次構造を有する細胞、個体、群体レベルまでの相互に協調した機能集合体を形成し、かつ効率的な再利用により世代をも交代する奇跡的なシステムである。

また、DNAが遺伝子の本体であることが20世紀の中頃に発見されて以来、生命科学分野のテクノロジーは級数的な進歩を遂げ、長く閉ざされていた生命宇宙の神秘の扉を開き始めている。最小エネルギー消費プロセスに基づく協調した精良な機能を具える精緻でしなやかな分子--そして組織--の自己集合化、さらにその機能制御、分解制御など生命が有する新たな驚くべき仕組みが日々発見され、生命のいわゆる秘儀(mysterium) とも言うべきものこそが、我々の営みを革新する豊饒なアイデアを提供してくれることが明らかになってきた。

最小限のエネルギーを使って,精緻な構造と協働した高次な機能を作りだし、再利用と再生に長けたこの生命の秘儀に学ぶことは、生命への理解を深めると同時に、環境負荷が少なく精緻な新しいものづくりの分野を開拓することにつながる。現に、日本を含めたものづくり先進国では、その成長を回復させ今後更に発展させることが課題となっており、その課題解決に向けてこの最小の環境負荷プロセスによる“ものづくり”を礎とする革新的イノベーションはきわめて有用である。

東北大学には、生命科学研究科を中心に、多様なライフサイエンスに関わる研究者が所属しているだけでなく、工学系をはじめとしたものづくりには長年の伝統と実績がある。この特徴と実績をいかし、多種多様な生命体が有する様々な能力、機能、働きのメカニズムと、多彩な奇跡のプロセスを真摯に解明し、そのプロセスを継続的に探索することで、従来の概念をも超えた多目的最適化や極低エネルギーによる新たなものづくりと再利用と再生に基づく資源の有効利用と環境負荷を限りなく軽減した基幹産業の創出を促し、様々な地球規模的な課題を解決することが可能になる。

本プロジェクトでは、生命の奇跡のプロセスに学びそれを取り入れて、生命科学と工学とが一堂に会することで,その連携が実を挙げる仕組みを作り「ネオバイオミメティクス(新たな生物模倣)」※1ならびに「ネオバイオレメディエーション(再利用・再生を考えた新たな生物学的環境修復)」※2を両輪とし、バイオプロセスに啓発された健康・医療、環境保全、建築、エネルギー、ロボティクス、マイクロマシーン、人工知能等の様々な分野における新たなイノベーションの創出を産業界とともに実現する。このようなイノベーション創出の作業は、同時に、「生命の宇宙観」を求めて生命科学の新たな使命と可能性を切り拓くものと確信する。
※1 ネオバイオミメティクス(neo-biomimetics)は、極めて優れた生物の機能ならびに相互に協調・協働するその構造に創発された最先端生物模倣デザインを、最先端の技術を駆使し、バイオプロセスに啓発された極低エネルギーによる”ものづくり”であり、工学や材料科学、医学などの様々な分野における新たなものづくりを目指す取組。
※2 ネオバイオレメディエーション(neo-bioremediation)は、新規の微生物や菌類、植物、あるいはそれらの酵素を複合的に利用するとともに、生物が広く有する分解と再利用・再生のプロセスを学び、それら触媒反応などを人工的に再現することを通じて、近未来の次世代環境をも修復する取組。

プロジェクトの概要

社会的課題 現代社会のものづくりでは、生産の過程で膨大なエネルギーを消費してきた。持続可能性が大きな課題となっており、今までの方法論の限界が指摘されている。このため、最小の環境負荷でものづくりをする大きなブレークスルーが求められている。
解決の方法 生命は膨大なエネルギーを使わなくとも最小の環境負荷で効率的なものづくりをしてきた。本プロジェクトでは、これら生命の秘儀(mysterium)をものづくりのプロセスに導入することで、環境にやさしく持続可能なものづくりを創造することを目指す。具体的には、バイオプロセスを学んで生産プロセスを変革する(1)ネオバイオミメティクス、環境修復を行う(2) ネオバイオレメディエーションを両輪としたネオバイオプロダクションを構築し、それらを担う好奇心豊かな次世代の育成を実施する。
東北大学の強み 東北大学の生命科学研究は90年以上続いており、幅広いレベルで多様な生物種を対象に研究を行なってきた。また、実学尊重の理念のもと、材料科学を中心に社会に貢献する工学的な研究が行われ、医工など融合的研究の素地もある。現象のプロセスを解明する研究や、人材育成の実績も蓄積されており、プロジェクトを実現する環境が整っている。
プロジェクトの効果 ネオバイオミメティクスを通じて、ものづくりにブレークスルーをもたらすイノベーションを創出し、ネオバイオレメディエーションを通じて汚染のない持続可能社会の構築に貢献する。さらに、それらの研究の過程でバイオプロセスへの理解を深め、宇宙形成を包含する新しい「生命の宇宙感」を創出する。
組織体制 学内の様々な部局、研究所の構成員から成るアプライドバイオプロセスセンター(生命科学研究科内設置)を中心とし、社会にインパクトある研究の他プロジェクトと協力しながらプロジェクトを推進する。また、他大学や企業、自治体と連携し、実装していく。

推進責任者| 東谷 篤志 教授(生命科学研究科)

プロジェクトの進捗状況

2017年11月27日 本プロジェクトのグランドデザインを更新しました。
2017年7月3日 本プロジェクトのプロジェクトメンバー一覧を更新しました。
2017年2月15日 本プロジェクトの題目、理念を公開しました。

関連サイト

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このプロジェクトに関するお問い合わせ

大学院生命科学研究科広報室
lifsci-pr※grp.tohoku.ac.jp
(※を@に変えてください)

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