Innovative Tech

生きた線虫をロボットに改造　レーザー光で行動を制御

公開 2021年09月17日 08時05分

著者

山下裕毅

[ITmedia]

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Innovative Tech：

このコーナーでは、テクノロジーの最新研究を紹介するWebメディア「Seamless」を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。

　トロント大学、マギル大学、Lunenfeld-Tanenbaum Research Instituteによるカナダの研究チームが発表した「Toward a living soft microrobot through optogenetic locomotion control of Caenorhabditis elegans」は、生きている線虫を操作可能なロボットに改造する研究だ。線虫に青色のレーザー光を照射して直進や旋回を指示する

レーザー光照射システムの設定と、レーザー光照射による線虫の屈曲応答の実験

　線虫は、手足や触覚、骨を持たない細長い糸状の生物（体長0.3～1mm）。今回は、土壌中に生息するカエノラブディティス・エレガンス（Caenorhabditis elegans）を用いて検証した。この線虫は、卵から成虫までの細胞の分裂パターンや組織への分化の仕組みが解読されているため、実験において重要な生物とされている。

　この研究では、線虫の遺伝子と神経系を工学的に操作し、筋肉細胞を光遺伝学的手法によって自動制御した。青色レーザー光を線虫の筋肉細胞に照射すると、筋肉細胞が興奮して、周囲の体の部位が筋肉のトルクで収縮・屈曲する。

　この効果を使って、あらかじめ「イベルメクチン」という薬品でまひさせた線虫の動きを操作する。線虫は体を蛇行させて前進するため、蛇行運動が発生するように青色レーザー光のパターンをプログラムして筋肉を収縮させる。