分子モーターとDNAオリガミのハイブリッドで「感覚を持つ分子ロボット」を創る
Publicly Offered Research
| Project Area | Development of Molecular Robots equipped with sensors and intelligence |
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| Project/Area Number |
15H00792
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鳥谷部 祥一 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40453675)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 分子ロボット / DNA / 分子モーター / コロイド粒子 / 走化性 / DNAオリガミ / コロイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自律的な人工微小ロボットの実現は，ナノテクノロジーの目標の１つである．ロボットであるからには動かしたいが，アクチュエーターを造るのが難しい．一方で，生体内では超高性能のアクチュエーターである分子モーターが働いている．そこで，この分子モーターをアクチュエーターとして利用することで，自律的な分子ロボットの実現を目指した．
我々は，船体となるマイクロメートルサイズの粒子に，アクチュエーターとして回転分子モーターである F1-ATPaseの固定子を接着し，その回転軸に DNAオリガミで造ったスクリューを結合することで，バクテリアのように遊泳するロボットをデザインした．
まず，DNAオリガミで造ったねじれた円柱を重合させることで，スクリューとなるらせん状の構造体を設計通りに実現することができた．構造は AFMや全反射顕微鏡を用いた蛍光観察等で確認した．さらに，このスクリュー， F1-ATPase, プラスチック粒子を組み合わせて構造体を組み立てることに成功した．しかし，これだけでは明らかな遊泳運動を観察することはできなかった．ひとつの原因として，F1-ATPase１分子によって生じる推進力が弱いことが考えられた．そこで，モーターの並列化による推進力の増強を試みた．粒子の片側のみを金蒸着した「ヤヌス粒子」を作成し，F1-ATPaseは，その反対側のみに接着するようにした．実際，F1-ATPase分子がほぼ片側のみに結合することを蛍光観察で確認できた．しかし，このヤヌス粒子を用いても，明らかな遊泳運動は観察できなかった．蛍光観察で詳細に見てみると，粒子表面で異なるモーターに結合したDNAオリガミ同士が凝集してしまっているように見えた．現在，この凝集を抑えて遊泳運動を観察するために，オリガミ作成条件の再検討を行っている．
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| Research Progress Status |
28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 |
28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
(1 results)
