研究内容の紹介　コラム

細胞建築学は細胞を「建築物」として捉えます。細胞内空間は高度に組織化されていて、単なる「高分子が均一に詰まった袋」ではありません。細胞内の空間デザインやそのダイナミックな時間変化は細胞機能にとって決定的な役割を果たしています。一方で、細胞内の物質も物理法則に従うはずです。細胞内の構造物の型、配置、動きはそこにかかる力によって決定付けられています。われわれは細胞内空間を制御している力の理解を通じて細胞機能を理解したいと考えています。建築家が力を計算して建物を設計するように、われわれも細胞内の力を計算することによって細胞という建築物のなりたちを理解したいと考えています。

細胞建築学のもうひとつの特徴は、分子レベルではなくて細胞レベルに焦点をあてて生命/細胞を理解しようとすることにあります。分子生物学の成功は、分子の構造と機能について詳細に明らかにすることに成功してきました。しかし、細胞内の分子の知識が蓄積しただけでは細胞全体の構造と機能を明らかにすることはできません。われわれが細胞レベルにこだわるのは、建築をみるときに、ドアや椅子など要素だけに焦点をあてても、なかなか建物全体の機能や美を理解することはできないことと同様と考えています。分子レベルの知識に立脚しながらも、細胞レベルでみることにこだわることによって、生きている細胞全体の機能や美を理解したい。それも細胞建築学の大きな目標の一つです。

細胞を対象にしているという点では、いわゆる「細胞生物学」と呼ばれる大きな分野に細胞建築学は内包されます。しかし、既存の細胞生物学の手法や考え方にとらわれずに、上記のような一風変わった視点や戦略で細胞を眺めることを常に意識するため、あえて、自分たちの研究を「細胞建築学」と読んでいます。このような視点・戦略が現代細胞生物学に新しい風を吹き込み、細胞生物学が新たなステージに進む一助となれば、とわれわれは考えています。また、細胞建築学の成果が、建築やその他の人工物のデザインに影響を与えることがあればいいなと夢も見ています。

コメント:　木村　暁

Cell Architectonics aims to understand the cell as architecture. The cell is a highly organized structure and cannot be considered as just a “bag of enzymes”. The spatial organization and temporal dynamics of the cell is critical for cell function. Meanwhile, the cell architecture is governed by the laws of physics. The shape, position, and motion of the intracellular components are determined and restricted by the forces acting on them. We would like to understand the nature of forces that determines the intracellular organization of the cells. The first goal of cell architectonics study is to measure or estimate the forces, and know how they are produced, how they affect the structure and function of the cell. (As an architect computes the shape and strength of the building upon designing architecture.)

Another feature of Cell Architectonics is that our primary focus is at the cell level rather than molecule level. The great success of molecular biology have provided us an in depth knowledge of structure and function of the molecules. If we understand everything about the components of the cell, it still seems difficult to understand the cell itself. Here, another analogy between cell and architecture is that understanding the components (e.g. door, beds, bath) is not sufficient to understand the function or “beauty” of the architecture. An approach to tackle the cell as a whole to obtain global understanding of the architecture of the cell is needed and that is what Cell Architectonics aims at.

The subject of Cell Architectonics, the cell, is the same as that in current cell biology field, but the viewpoint and strategy is different. We believe that Cell Architectonics approach complements the current cell biology field and pioneer the next generation cell biology. We also dream that the outcome of the Cell Architectonics research inspire the design of artificial architecture.
(A. Kimura)