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マイクロシステムにおける分子計算の研究

Research Project

Project/Area Number 11F01720
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Microdevices/Nanodevices
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

藤井 輝夫  東京大学, 生産技術研究所, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) GENOT Anthony  東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
GENOT Anthony  東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords分子計算 / マイクロ流体デバイス / 人工遺伝子反応系 / 合成DNA / 液滴反応系 / 小数効果
Research Abstract

本研究では、合成DNAを用いて反応ネットワークを構成し、これをマイクロ流体システムと組み合わせることによって、動的な入出力に対応可能な新しい分子計算の可能性を示すことを目的とする。従来の分子コンピュータは、与えられた入力(=分子)に対して一連の反応操作を行うことにより、静的な計算結果を得るものであるのに対して、研究代表者のグループでは近年、合成DNAを設計し、これを複数の酵素と組み合わせることにより時間領域で振動する反応系を実現している。このような反応系を用いることによって、動的に変化する入力に対して、これに対応して動的に処理を行う分子コンピュータの概念を考えることができる。これにより、生体の動的なシグナルに対応する出力を計算することが可能になるため、たとえば投薬を支援するシステムなどへの医療応用を考えることができる。最終年度である平成25年度は、昨年度までに確立した液滴を用いる反応システムについて、反応条件の最適化を進めた。反応体積をさらに微小化することによって、平均的な濃度依存の現象ではなく、個々の分子の振るまいによる少数効果を見出すことを目的としているが、9月の時点では、そのような結果を得るには至っていない。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2013 2012

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] In vitro Regulatory Models for Systems Biology2013

    • Author(s)
      Genot, A, Fujii, T, Rondelez, Y.
    • Journal Title

      Biotechnology Advances

      Volume: 31 Pages: 789-796

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scaling down DNA Circuits with Competitive Neural Networks2013

    • Author(s)
      Genot, A., Fujii, T., Rondelez, Y.
    • Journal Title

      Journal of the Royal Society Interface

      Volume: 10 Pages: 20130212-20130212

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-throughput and Long-term Observation of Compartmentalized Bioc hemical Oscillators2013

    • Author(s)
      Hasatani, K., Loecmach, M., Estevez-Torres, A., Fujii, T., Rondelez, Y.
    • Journal Title

      Chemical Communication

      Volume: 49 Issue: 73 Pages: 8090-8092

    • DOI

      10.1039/c3cc44323j

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Microfluidic Device for On-chip Agarose Microbead Generation with Ultralow Reagent Consumption2012

    • Author(s)
      Desbois, L, Padirac, A., Kaneda, S., Genot, A., Rondelez, Y., Hober, D., Collard, D., and Fujii, T.
    • Journal Title

      Biomicrofluidics

      Volume: 6 Issue: 4 Pages: 44101-44101

    • DOI

      10.1063/1.4758460

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Computing with Competition in Biochemical Networks2012

    • Author(s)
      Genot, A., Fujii, T., and Rondelez, Y.
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 109 Issue: 20 Pages: 208102-208102

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.208102

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] An in-vitro Toolbox to Model Gene Regulatory Networks2012

    • Author(s)
      Genot, A., Fujii, T., and Rondelez, Y.
    • Organizer
      International Biotechnology Symposium
    • Place of Presentation
      Daegu, Korea(招待講演)
    • Year and Date
      2012-09-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Building and programing at the nanoscale with DNA2012

    • Author(s)
      Genot, A
    • Organizer
      GDR Micro/Nano Systems and Fluidics
    • Place of Presentation
      Bordeaux, France
    • Year and Date
      2012-07-02
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular computations with competitive neural networks that exploit linear and nonlinear kinetics2012

    • Author(s)
      Genot, A., Fujii, T., and Rondelez, Y.
    • Organizer
      Turing-100, The Alan Turing Centenary
    • Place of Presentation
      Manchester, UK
    • Year and Date
      2012-06-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Programming matter(s) : from Turing to Kilby and back to E. Coli2012

    • Author(s)
      Genot, A., Bath, J., Fujii, T., Rondelez, Y., and Tuberfield, A.
    • Organizer
      9th Annual Conference on the Foundations of Nanoscience(FNANO 2012)
    • Place of Presentation
      Snowbird, Utah, USA(招待講演)
    • Year and Date
      2012-04-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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