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分子プログラミングとは

分子プログラミングとは. 生体分子＝情報処理装置 化学反応の自律的制御 → 自身にコード化 微小性、省エネルギー性 超並列性、浮遊性 分子による直接入出力 分子コンピューティング 潜在的計算能力の理学的解明 新しい計算機能の工学的実現 分子プログラミング 分子計算のシステマティックな設計論 新しい情報処理パラダイムの構築 生命科学・微小科学への計算概念の移転. タンパク工学 ドラッグデザイン. バイオテクノロジー 医療応用. ナノテクノロジー 分子エレクトロニクス. 設計論のための３つの切り口. 進化 （設計方法論）. 高信頼性 （計算過程）.

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分子プログラミングとは

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Presentation Transcript

  1. 分子プログラミングとは • 生体分子＝情報処理装置 • 化学反応の自律的制御 → 自身にコード化 • 微小性、省エネルギー性 • 超並列性、浮遊性 • 分子による直接入出力 • 分子コンピューティング • 潜在的計算能力の理学的解明 • 新しい計算機能の工学的実現 • 分子プログラミング • 分子計算のシステマティックな設計論 • 新しい情報処理パラダイムの構築 • 生命科学・微小科学への計算概念の移転

  2. タンパク工学 ドラッグデザイン バイオテクノロジー 医療応用 ナノテクノロジー 分子エレクトロニクス 設計論のための３つの切り口 進化 （設計方法論） 高信頼性 （計算過程） 自己組織化 （計算原理）

  3. (米) DARPA-NSF (日) 未来開拓 分子プログラミングをとりまく状況 ９４ ９５ ９６ ９７ ９８ ９９ ００ ０１ ０２ ０３ DNA WS学会特別セッション等 Princeton Princeton U.Penn. (4/28) U.Penn. (2/29) PSB MIT (4/25) GECCO, CEC Leiden (3/21) GECCO,CEC Tampa (6/30) CEC 札幌　（6/23） Wisconsin-Madison Adleman: DNA計算 (欧) LCNC DARPA CREST

  4. これまでの経緯 初回（H12） ２回目（H13） 横森 横森 山下 自己組織化 分子進化 システム化 自律 近似 分散 陶山 伏見 山村 大内 萩谷 山村 高信頼性 自己組織化 進化 陶山 岩崎 伏見 生物学 機械工学 （マイクロマシン） 情報科学 バイオ （遺伝子計測） ナノテク バイオ （分子進化工学） 受信 　基礎未熟、発展方向模索 　マイクロマシン→今ならナノテク 発信 　世界情勢＝見通しどおり展開 　国内情勢＝時期尚早

  5. 計画研究の組織と関連 抽象分子計算系 　（解析→設計） 横森 山下 自律 近似 分散 実証分子計算系 　（解析→設計→実現） 大内 萩谷 山村 高信頼性 自己組織化 進化 関連応用研究 　　　　　（設計→実現） ナノテク バイオ （分子進化工学） バイオ （遺伝子計測） 情報 CREST

  6. 関連応用研究 • 「多相的分子インタラクションに基づく大容量メモリの構築」 • 代表 萩谷昌己 • 科学技術振興事業団 戦略的基礎研究推進事業（JST CREST） • 研究領域「情報社会を支える新しい高性能情報処理技術」（領域代表 田中英彦（東京大学）） • 平成13年度～平成17年度（予定） • 情報工学応用 • 多相的インタラクション → 大容量メモリ • 分子内・分子間インタラクション、　　　　　　　　　　　　光・分子構造による階層化アクセス

  7. 総括班 • 総括班 • 有川(九大) • 佐藤(京大) • 米澤(東大) • 小林(東工大) • 小長谷(北陸先端大・理研) • 都甲(九大) 自己組織化に関する助言 • 塩谷(東大) 超分子に関する助言

  8. 抽象分子計算系 • 横森班：分子計算のための形式言語理論・ 膜計算・近似計算・並行計算 • 横森・上田(早大) • 鈴木(東京医科歯科大)他 • 山下班：分子計算のための分散計算 • 山下(九大)他

  9. 実証分子計算系 • 大内班：分子計算反応の高信頼化 ⇒ バイオテクノロジーへの応用 • 大内・山本・川村(北大) • 萩谷班：分子の設計・分子反応の設計 ⇒ ナノテクノロジー・ バイオテクノロジーへの応用 • 山村班：進化計算のタンパク工学への応用 • 山村(東工大) • 坂本(東大) • 伏見(埼玉大) 他

  10. タンパク工学 ドラッグデザイン バイオテクノロジー 医療応用 ナノテクノロジー 分子エレクトロニクス 設計論のための３つの切り口 横森 山下 進化 （設計方法論） 高信頼性 （計算過程） 自己組織化 （計算原理） 大内 萩谷 山村

  11. 萩谷班 • 分子の設計・分子反応の設計 ⇒ ナノテクノロジー・ バイオテクノロジーへの応用 • 分子の形態変化 ⇒ 分子マシン • 分子の自己組織化 ⇒ 微小パターンの形成 • DNAコンピュータ ⇒ バイオテクノロジーへの応用(大内班の補完)

  12. 分子の形態変化 ⇒ 分子マシン • 萩谷(東大) • 形態変化するDNA分子の設計 • 形態変化する分子による並行計算・ アモルファス計算 (実装の一部はCRESTプロジェクトで行う) • John Rose(東大) • DNAの配列設計 • 浅沼(東大) • 光制御超分子

  13. 分子の自己組織化 ⇒微小パターンの形成 • 岩崎(阪大)他 • 表面上のパターン形成・ パターンの表面への固定 • 村田(東工大) • 形態変化する分子による自己組織化の モデルとシミュレーション

  14. DNAコンピュータ ⇒バイオテクノロジーへの応用(大内班の補完) • 陶山(東大) • ハイブリッド型DNAコンピュータ • 藤井(東大) • シリコン樹脂による マイクロフローリアクター • 萩谷(東大) • DNAコンピュータのコンパイラ

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