Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
自律的に動作する分子ロボットを構築する為に、DNAナノ構造物(DNA origami)上に転写酵素(T7 RNA polymerase、以下T7 RNAP)と基質遺伝子を集積化した"転写ナノチップ"を構築し、観察を行った。本年度は、前年までの基本的な性質の評価を踏まえ、制御システムの導入に注力した。具体的には、基質遺伝子と、固定部位の間に、センサーとして機能するリンカーを入れ、外部シグナルによって、ナノチップの機能のON/OFFを制御した。活性を溶液反応系で測定した所、外部シグナル依存的に、ナノチップの転写活性をON/OFFできる事がわかった。続いて、論理演算子の組み込みを行った。外部シグナルとして、microRNA(miRNA)を用いた実験系を計画・実施した所、3入力のAND、OR、多数決回路を構築することができた。これらの演算子付ナノチップを、人工細胞に見立てたエマルジョンの中に閉じ込めて、非常に薄い濃度で活性を測定した所、1分子で動作することがわかった。すなわち、1分子のチップで、検出・演算・出力の機能を併せ持つ、自律的ナノデバイスの構築に成功した。そこで、このナノチップを組合わせた遺伝子回路を構築し、人工細胞の中に入れた所、miRNAのプロファイルに自律的に応答する事に成功した。これらの成果は、従来、多種・多数の生体因子を用いる必要があった論理機能の実現が、1分子のチップで実現できる事を示唆しており、従来作製することが難しかったより複雑な遺伝子回路の構築に有用であると期待される。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2016 2015
All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results, Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Invited: 2 results) Book (2 results)
Prog Mol Biol Transl Sci
Volume: １３９ Pages: 121-163
10.1016/bs.pmbts.2015.11.004
Molecular Cell (in press)
Volume: - Issue: 1 Pages: 125-132
10.1016/j.molcel.2015.05.015
