2003 Fiscal Year Annual Research Report

自律型分子計算機のためのヘアピンDNA分子デバイスに関する研究

Research Project

Project/Area Number	15310084
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	陶山明東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (90163063)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	萩谷昌巳東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (30156252) ローズジョン東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 特任講師 (00345125) 高野光則東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (40313168)
Keywords	DNAコンピュータ / 分子コンピュータ / ナノデバイス / ナノテクノロジー / 並列計算
Research Abstract	並列性の高いDNAコンピューティングを実現するためのDNAナノ・デバイスのひとつとしてヘアピンDNA分子がある。本研究では、ヘアピンDNA分子を利用した自律型DNAコンピュータを実現するために、まず、その計算デバイスであるヘアピンDNA分子の静的特性と動的特性を明らかにする研究を行なった。ヘアピンDNA分子としては、DNAコンピュータの内部コードを構成するための正規直交配列を連結した塩基配列を持つ分子を調製した。FRETを利用した融解曲線の測定により静的特性を調べるために、ヘアピンDNA分子の両末端に2種類の蛍光色素分子、TAMURAとDabcylを導入した。ループ長が短いヘアピンDNA分子の場合は合成の際に直接導入し、ループ長が長いヘアピンDNA分子の場合は末端に蛍光色素を結合させたアダプター分子をライゲーションして導入した。アダプター分子の他方の鎖の末端にはビオチンを導入し、ライゲーション後にストレプトアビジン磁気ビーズを用いて一本鎖化を行ない、目的のヘアピンDNA分子を調製した。FRETを利用してこれらのヘアピンDNA分子の融解曲線の測定を行い、ヘアピンループ構造の形成にともなう自由エネルギー変化のループ長に対する依存性を決定した。また、動的特性については、共焦点光学系を用いた蛍光相関分光法(FCS法)を利用して、これらのヘアピンDNA分子のヘアピン構造形成速度の測定を行ない、ループ長に対する依存性を検討した。さらに、ストツプトフロー装置により塩濃度あるいはホルムアミドの濃度をジャンプさせ、これらのヘアピンDNA分子のヘアピンループ構造の形成にともなう緩和の予備的な測定を行なった。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] N.Nitta その他: "Autonomous biomolecular computer modeled after retroviral reprication"Lect.Notes Comput.Sc.. (In press). (2004)
[Publications] J.A.Rose その他: "A DNA-computing-based genetic program for in vitro protein evolution via constrained pseudomodule shuffling"Genetic Programming and Evolvable Machines. 4. 139-152 (2003)
[Publications] J.A.Rose 他: "A PNA-mediated whiplash PCR-based program for in vitro protein evolution"Lect.Notes Comput.Sc.. 2568. 47-60 (2003)
[Publications] 陶山明: "自律的に動作するin vivo DNAコンピュータ"細胞工学. 22(11). 1244-1249 (2003)
[Publications] 陶山明: "DNAコンピュータとナノテクノロジー"細胞工学. 23(2). 241-246 (2004)
[Publications] 陶山明: "DNAコンピュータ"応用物理学会薄膜・表面物理セミナー「有機分子ナノテクノロジー」. AP032326. 53-58 (2003)
[Publications] John Rose その他: "DNA解析科学入門バイオインフォマティクス概論 (高木利久編)"羊土社(In press). (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

自律型分子計算機のためのヘアピンDNA分子デバイスに関する研究

Principal Investigator

陶山 明 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (90163063)

Research Products

[Publications] N.Nitta その他: "Autonomous biomolecular computer modeled after retroviral reprication"Lect.Notes Comput.Sc.. (In press). (2004)

[Publications] J.A.Rose その他: "A DNA-computing-based genetic program for in vitro protein evolution via constrained pseudomodule shuffling"Genetic Programming and Evolvable Machines. 4. 139-152 (2003)

[Publications] J.A.Rose 他: "A PNA-mediated whiplash PCR-based program for in vitro protein evolution"Lect.Notes Comput.Sc.. 2568. 47-60 (2003)

[Publications] 陶山 明: "自律的に動作するin vivo DNAコンピュータ"細胞工学. 22(11). 1244-1249 (2003)

[Publications] 陶山 明: "DNAコンピュータとナノテクノロジー"細胞工学. 23(2). 241-246 (2004)

[Publications] 陶山 明: "DNAコンピュータ"応用物理学会薄膜・表面物理セミナー「有機分子ナノテクノロジー」. AP032326. 53-58 (2003)

[Publications] John Rose その他: "DNA解析科学入門 バイオインフォマティクス概論 (高木利久編)"羊土社(In press). (2004)

陶山明東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (90163063)

[Publications] 陶山明: "自律的に動作するin vivo DNAコンピュータ"細胞工学. 22(11). 1244-1249 (2003)

[Publications] 陶山明: "DNAコンピュータとナノテクノロジー"細胞工学. 23(2). 241-246 (2004)

[Publications] 陶山明: "DNAコンピュータ"応用物理学会薄膜・表面物理セミナー「有機分子ナノテクノロジー」. AP032326. 53-58 (2003)

[Publications] John Rose その他: "DNA解析科学入門バイオインフォマティクス概論 (高木利久編)"羊土社(In press). (2004)