Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本公募研究では、リポソームをボディとし分子コンピュータと分子アクチュエータをもつアメーバ型分子ロボットにおいて、「感覚」機能を担う分子センサーの開発を行った。設計した分子は大きく二つのパートに分かれ、中央のリポソーム膜貫通部位と両端のDNA鎖である。膜貫通部位は、二つのステロイド骨格の間を二つの三重結合で連結した化学構造であり、疎水性が高いので安定的に脂質二分子膜内に留まる。端のDNA鎖は、リポソーム外の相補的DNA鎖をセンスし、リポソーム内のDNA鎖はセンシングした情報をリポソーム内に伝える役割を果たす。目的とする分子センサーはDNA鎖を含むため、DNA鎖の標準的化学合成法であるアミダイト法で合成するのが合理的である。そこで中央の膜貫通部位をアミダイトユニット化した化合物を標的分子とし、トータル収率7％で目的の分子の合成に成功した。しかし得られたユニットは、アミダイト法の標準溶媒であるアセトニトリルに対する溶解度が低いことが判明した。オリゴDNA受託合成会社と協議をした結果、固相合成機の送液ラインが詰まる可能性が高いという理由により、本ユニットによる固相合成は受け付けられなかった。手動の固相合成であれば、本ユニットがよく溶解する有機溶媒（クロロホルム等）を自由に選択できるので、現在は手動による固相合成のシステムを立ち上げているところである。またリポソーム外で相補鎖をセンス（ハイブリダイゼーション）したときに、分子センサーのリポソーム内のDNA鎖が接近してTm値が上がることを検証することに成功した。膜貫通部位をC12という短い疎水鎖で置換したモデル分子を合成し、相補鎖の有無でTm値の変化を測定したところ、その差は13℃と十分に大きく、実用的な差となった。早急に手動固相合成システムを完成させて分子センサーを合成、それをアメーバ型分子ロボットへ組み込む予定である。
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Nat. Comput.
Volume: 13 Issue: 4 Pages: 573-581
10.1007/s11047-013-9394-5
http://dna.c.u-tokyo.ac.jp/index.html
