2016 Fiscal Year Annual Research Report
Research and Development of Amoeba-type Molecular Robots
| Project Area | Development of Molecular Robots equipped with sensors and intelligence |
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| Project/Area Number |
24104004
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小長谷 明彦 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (00301200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
葛谷 明紀 関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (00456154)
角五 彰 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (10374224)
平塚 祐一 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (10431818)
瀧口 金吾 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (20262842)
野村 慎一郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50372446)
松浦 和則 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60283389)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 分子ロボティクス / 人工細胞 / DNAナノデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アメーバ型分子ロボットの構築に向けて、H２８年度は、アメーバ型分子ロボットプロトタイプの構築、分子アクチュエータ技術の高度化ならびに微小管集団運動制御の開発を行った。
アメーバ型分子ロボットプロトタイプに関しては、巨大リポソームにモータータンパク質と微小管とDNA回路（クラッチ）を導入し、光刺激によるDNAシグナルの入力に応じて連続的な変形運動を示す状態と静止状態の制御を実現した。本機は分子ロボットキットとして領域メンバーに送付すると共に、本成果の論文発表を行った（野村）。
分子アクチュエータの高度化に関しては、昨年度より並進運動速度が3.7倍（396 um/h）向上した光応答性ペプチド繊維成長システムをリポソームに実装し、リポソームの並進運動方向の光制御に成功した(松浦)。また、細胞骨格であるアクチン線維を封入した巨大リポソームに浸透圧変化や光照射を加えて、可逆的に繰返し形態変化させることに世界で初めて成功した（瀧口）。
微小管集団運動制御に関しては、カルシウムイオン濃度により収縮する微小管ファイバ（人工筋肉）の系の収縮機構を調査し、キネシンC末端が微小管に結合することで微小管のネットワーク形成、収縮が生じることを解明した（平塚）。また、光刺激により生体分子モーターの運動モード（並進運動⇔回転運動）を制御する方法論を確立させた（角五）。さらに、実時間シミュレーションを用いて微小管集団運動をコンピュータ上で再現することに成功した（小長谷）。また，微小管運動制御に用いるDNAオリガミ構造体として、6本のDNAを束ねたものから、１８本束ねたものまで、系統的に設計を行い、その力学的特性を比較した (葛谷)。
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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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Research Products
(63 results)
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[Presentation] 圧力変化を利用した細胞骨格封入膜小胞の形態制御2016
Author(s)
瀧口金吾, 林 真人, 風山祐輝, 豊田太郎, 原田慶恵, 西山雅祥
Organizer
日本薬学会、第３８回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
Place of Presentation
名古屋市立大学田辺通キャンパス（名古屋市瑞穂区）
Year and Date
2016-11-17 – 2016-11-18
Invited
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