【力学と化学の融合、細胞の秘密解き明かす】【23卒】 トヨタ自動車 技術職 モビリティ＆サービス開発 モビリティ技術開発 車両技術開発の内定ES(エントリーシート) No.74533（大阪大学大学院/男性）（2022/4/25公開）

生体細胞は従来のロボットとは異なり、その内部に存在するストレスファイバーと呼ばれるタンパク質複合体が力学刺激を感知し、時事刻々と自身の構造を再構築することで、周囲の環境変化に適応することが知られています。一方で細胞の適応力の低下は、動脈硬化症などの病気の誘発につながる可能性があるため、細胞の適応メカニズムを解明することは、生物学だけでなく医学的な側面からも重要です。しかし生体細胞は力学現象や化学反応などの複数の要素が複雑に絡み合って存在しているため、適応メカニズムの本質的な解明は難しいとされています。そこで私は力学現象と化学反応を区別して計測することが重要であると考え、本研究では分子交換速度を計測する手法として知られるレーザー照射に基づく実験手法を用いて、分子交換と力学ひずみを同時かつ分離して計測する手法を新たに提案しました。まず初めにマクロな視点で細胞の力学現象を把握する必要があったため、力学ひずみを与えた際のストレスファイバーの密度変化を計測しました。その結果、力学ひずみを与えられたストレスファイバーは崩壊し、それに伴い細胞が形を変化させている様子を観測することができました。次に本結果を元に、よりミクロな視点からレーザー照射実験を行い、ストレスファイバーを構成する分子の交換速度と力学ひずみを計測しました。その結果、ストレスファイバーは分子交換を行いながら形状変化を同時に行なっている様子が観測でき、力学ひずみと化学反応を同時かつ分離して計測することに成功しました。またストレスファイバーは力学ひずみの大きさに応じて分子交換速度を変化させており、強い相関があることが判明しました。以上のように本研究ではマクロな視点とミクロな視点の２つの実験を行い、細胞の適応メカニズムを解明する新たな計測手法の提案を行いました。 続きを読む

配属当初は生物に関する知識不足から、先輩方や教員の方の議論が理解できず研究を円滑に進めることができませんでした。そこで私は週に１回、研究室内での勉強会の開催を持ちかけました。そこでは生物の基礎知識だけでなく、生体内における機械工学の扱い方を積極的な議論を通じて学びました。これにより研究を進める上で土台となる知識を築いた上で広い視点を得ることができ、新たな計測手法を提案できました。また本研究の実験は細胞の培養からいくつかの過程を経てようやく始めることができます。手順通り進めても生体内のランダム性により不具合が生じ、再試行することが多々あります。そこで私は注目する現象とは直接関係がないと思われる情報も詳細に記録、管理しながら実験を行うことで、迅速な原因特定につながり試行回数を２分の１に低減することができました。以上から主体性と効率化に向けた要因解析の重要性を学びました。 続きを読む

本研究では卒業研究と同様に、細胞の適応過程において主要な役割を果たしているストレスファイバーに注目します。卒業研究の結果、細胞は安定的な構造をとるために外部刺激に応じて分子交換速度を変化させていることがわかりました。本研究ではこの結果を考慮した細胞の適応機構に関するシミュレーションモデルの提示を行います。具体的にはまず初めにストレスファイバーを構成している個々のタンパク質の特性に注目しました。タンパク質は分子の結合、分離によりさまざまな長さ状態で存在しており、これらタンパク質同士の結合によってストレスファイバーを構成しています。ここでは統計力学を用いた手法によりタンパク質配列におけるランダム性を担保しつつ、個々のタンパク質の生体情報を掛け合わせることでストレスファイバーの構成モデルを構築しました。この次に本モデルを用いて、これまで注目されてこなかったタンパク質の配向や長さ分布とストレスファイバーが発生する力の大きさの関係を評価しました。この評価を行った理由は、ストレスファイバーが発生させる力の大きさと細胞の安定性は深く関係していることが知られており、細胞がより安定な状態に適応するためにはタンパク質の配向や長さ分布がストレスファイバーが発生させる力に影響を及ぼしていると考えたからです。シミュレーションの結果、ストレスファイバーはタンパク質の配向や長さ分布によって発生する力を変化させ、これにより細胞として安定機構を発揮していることが新たに明らかになりました。今後は個々のストレスファイバー内の環境だけでなく、複数のストレスファイバー間の影響や周囲の環境変化との関係を考慮することで、より広い条件下における細胞の安定機構のメカニズムを解明したいと考えています。 続きを読む

シミュレーションを構築する上で、２つのことに苦労しました。１つ目は、モデルに織り込むべき要素の特定です。生体内では複数の要素が複雑に絡み合って存在しているため、すべての要素をモデルに織り込むことは困難です。そこで実験結果を元に注目しているメカニズムの本質的要素は何であるか、仮説を立てて検証するサイクルを繰り返しました。仮説と異なる結果においても、研究室のメンバーと積極的な議論を重ねながら考察していくことで、次のステップへの大きな改善につなげることができ、結果としてタンパク質配列のランダム性が現象再現のための本質的要素であることを特定できました。２つ目は、そのタンパク質配列のランダム性の再現です。さまざまな文献等の調査を行い有識者と議論を交わすことで、より広い視点からモデルの考察を行うことができ、統計力学という他の視点の考え方を導入することでモデル上で再現することができました。 続きを読む

私のアルバイト先であるつけ麺屋は繁華街に所在しており、グループ会社内では全国屈指の業績を収めていました。しかし昨今の感染症の影響により来客数は減少し、売上は50%まで落ち込みました。閉店の噂も流れなんとか店舗存続の力になりたいという思いから、アルバイトリーダーとして２つの改善策を提案しました。１つ目は新マニュアルの作成・指導です。感染症の影響により運営方法が大きく変更になった中、衛生面・運営面を考慮した新マニュアルの作成と定着に取り組みました。２つ目はテイクアウトシステムの導入です。外食需要が下がった状況下において、より多くのお客様を獲得するために繁華街に位置する利点を活かしたシステムの導入をいち早く行いました。またこの取り組みが全社的に評価され他店舗でもテイクアウトシステムの導入は進み、今では約30の店舗が採用しています。以上の取り組みの結果、売上を30%回復させることができました。 続きを読む

私が所属するバレーボールサークルは毎年50人以上の新入生が入会していましたが、未経験者の参加率は30%以下でした。自分達の代を盛り上げたいという思いから、同期と共に後輩にヒアリングを行ったところ、未経験者が消極的になっていることが課題であるとわかりました。そこで私は２つのことに取り組みました。１つ目は企画考案係として親睦が深められる独自イベントの企画です。イベント参加を通して親睦を深めることで未経験者の練習参加に繋げることができると考えたからです。反響のあったイベントは次年度以降も採用されました。２つ目は未経験者である私自身が大会に出場することで、経験者しか出場できないという風潮を取り払うことです。経験者に指導を依頼し人一倍練習に励み、未経験者で初めて大会に出場することができました。以上の結果、未経験者の練習参加率は50%まで向上し、以降は未経験者の大会出場数も増えました。 続きを読む

自身の成長のために挑戦を厭わない 続きを読む

より多くのことを経験し幅広い知識を得たいという思いがあります。大学時代に未経験のバレーボールを始めたことや、研究活動においても生体工学の分野を選択したことはこの思いによるものです。また、始めたらのめり込む性格のため、未経験者での大会出場や、学会発表での受賞経験などの成果を収めることもできました。 続きを読む

以下の2点を大切にしたいと考えています。 ①自分自身の能力を高め続けられること。 ②組織や社会へ貢献すること。 私はアルバイトやサークル活動の経験から自己成長だけでなく他者への貢献にやりがいを感じました。自身の主体性を活かして幅広い知識と高い専門性を身につけ、それを誰かのために提供することで更なる成長意欲に繋がり、自己成長と他者への貢献の好循環を形成できると考えています。 続きを読む

より多くの人に選ばれる車を作りたいです。選ばれる車に重要な要素は、デザイン性、乗り心地、安全性、環境への配慮だと考えています。特に安全性に関しては私自身が大学時代に起こしてしまった事故の経験から、人々の生活に欠かせない移動に対して安全を保証していきたいという気持ちを強く抱きました。安全性に加え、上記の全ての要素に取り組むことができることから、ボデー設計に携わりたいと考えています。安全性を十分担保した上で、その他の要素も妥協せず織り込むことで、充実した車をより多くの人々に提供したいと考えています。その中で私がこれまでに培ってきた、新たなことに挑戦し、努力し続けられる強みが活かせると考えます。 続きを読む