分子濃度場を検知し移動する，走化性機能を実装した細胞型分子ロボットの創出
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18J00720
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Life / Health / Medical informatics
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| Research Institution | Tohoku University (2019)
Tokyo Institute of Technology (2018) |
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Principal Investigator |
佐藤 佑介 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | DNAナノテクノロジー / 液-液相分離 / 分子ロボティクス / 生物物理学 / 生物物理 / 液液相分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
走化性のような方向性を持った運動を実現する上で，非対称性は重要な要素の一つである．そこで，分子信号に応じて非対称に変形するマイクロサイズのゲルアクチュエータ構築のため．タンパク質が内部で非対称に分布したDNAハイドロゲルの構築を行なった．タンパク質の配置方法を検討するため，モデルタンパク質としてストレプトアビジンを採用した．ストレプトアビジンに配列設計したDNAを修飾することで，DNAナノ構造の相分離で形成されたヤヌスゲルの任意の片側にタンパク質を集積させることに成功した．この技術をモーター/骨格タンパク質へ等応用することで，非対称に変形するゲルアクチュエータの構築が期待できる．
また，様々な形状のハイドロゲルを形成するための方法の開発も行った．フォトリソグラフィー法を応用し，光応答性DNAとフォトマスクを組み合わせ，様々な形状のDNAハイドロゲルを構築することに成功した．
そして，分子ロボットが外部分子信号を認識するためのポア構造について，米国Kent State Universityと共同でリング型DNAナノ構造の構築と，その疎水化のための最適条件を探索した．反応・抽出条件を最適化することにより，80%程度の効率で疎水化DNAを合成・精製することに成功した．現在，脂質膜にポア構造を埋め込むための設計の微修正に取り組んでいる．
計画当初は，ポリアクリルアミドゲル を用いる予定だったが，骨格タンパク質の非特異的な束化が生じたことから，DNAハイドロゲルへと変更していた．計画の変更に伴い課題の進捗に遅れが生じたものの，走化性を有する分子ロボットを構築するための要素技術開発において，成果を得ることができた．
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(21 results)
