脂質膜貫通型DNAオリガミを用いた選択的分子輸送システムの創成
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21J11934
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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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| Review Section |
Basic Section 62010:Life, health and medical informatics-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
岩渕 祥璽 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | DNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞膜 / 界面活性剤 / DNAオリガミ / 選択的分子輸送 / 分子トランスデューサー |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，DNAオリガミを用いて分子の種類による選択的な分子輸送を可能とする人工チャネルの開発を行う.輸送の制御を行う媒体としてDNA鎖の持つ相補性を利用することで，分子のサイズに依存せずに特定の分子のみを輸送できるシステムの実現を目指す.第一段階では，特定の配列を認識して結合・解離を行う機構を開発し，特定のDNA鎖が輸送されるシステムを構築する.第二段階では，輸送されるDNA鎖に対してビオチン・アビジン修飾等を用いて任意の分子を結合させることで，特定のDNA鎖と同時に標的とする分子が輸送されるシステムへ発展させる.
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，脂質二重膜を経由して分子の種類による選択的な分子輸送を可能とする人工チャネルを作成することである．申請時の計画ではDNAオリガミを用いて輸送システムを開発する予定であった．しかし，同様の研究が複数報告されてきたことを踏まえ，DNAナノテクノロジーを用いて脂質膜面越しに信号刺激・情報のみを伝達できる分子トランスデューサーの開発に研究方針を変更した．
本年度は，前年度に引き続き分子トランスデューサー構造の設計・評価を行った他，トランスデューサー構造に限らない疎水性分子が修飾された機能性DNAナノ構造を構造を使用するための精製の工程の確立に注力した．構造の作成時および電気泳動時に適切な濃度の界面活性剤を混合することで，従来の手法では凝集し，正しく形成された構造のみの抽出が困難であった機能性DNAナノ構造を分離・抽出できる新たな精製手法を確立した．精製された構造は人工細胞膜に対する結合能力を維持することを確認し，本精製手法が一般的な手法として応用できることを示した．さらに溶液中に残存する界面活性剤が，機能性DNAナノ構造の人工細胞膜中への挿入を促進する可能性も示唆された．これらの成果は，学術論文としてWiley-VCHが発行する雑誌「ChemBioChem」に掲載された．なお，本論文は上位10%以内の評価となるVery Important Paperに選出された．
分子トランスデューサー構造についても設計・評価を行い，構造からのDNA信号の露出を，DNA信号または紫外光の入力によって制御できることを確認した．また，前述した精製手法を利用して，疎水分子が修飾された分子トランスデューサー構造が精製できることも確認した．これらの成果に加え，分子トランスデューサーを人工細胞膜に結合させた時の結果を加えることで，学術論文として投稿する予定である．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
