2017 Fiscal Year Annual Research Report
Developing DNA / RNA molecular devices for constructing a new generation of artificial cells.
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15H02774
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
野村 慎一郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50372446)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齊藤 博英 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (20423014)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 人工細胞 / 分子ロボティクス / 細胞融合 / RNP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、新世代人工細胞の構築に向けた基盤技術を創出する．DNA/RNAナノテクノロジーによる新規な分子デバイスを設計して細胞に導入し，本来細胞が有しない新機能を付与することを目指した．本年度も引き続き，細胞に導入するための人工分子デバイス群のデザインと評価を行った．1)膜チャネル：デザインされた人工DNAチャネルについて，細胞サイズリポソーム膜に埋め込んで活性測定を行った．物質透過に関してサイズ依存性が期待される結果が得られ，論文投稿準備中である．2)座標制御デバイス：齊藤グループで細胞内タンパク質の集積を制御するために，人工RNPナノ構造体を哺乳類細胞内で構築するという目標を達成し，論文発表と特許申請を行った．標的細胞内でナノサイズの人工RNP構造体を構築し，この細胞内で発現する特定のタンパク質をRNA構造体上に精密に集積・活性化させることで，シグナル伝達を特異的に制御する技術を開発できた．3)膜造形：DNAオリガミ製デバイスは形状を平面様に設計変更し，細胞サイズリポソームの相分離膜の特定の構造に選択的に吸着するという挙動が確認され，その塩濃度依存性も示された．これらの結果をまとめた論文が受理されて現在印刷中である．4) 膜リンカー：リポソームを用いた脂質膜の合体/融合分子デバイスとして再設計を行い，その機能評価を行っている．人工DNA配列で膜融合を実現する結果が出ており，論文投稿用のデータを収集している．以上の他に，オリガミのねじり構造の違いによって重合度数が変化するという柱状超分子構造ユニットや，ステッピングモータ機構をDNAオリガミで設計し，設計通りに働くことを示して論文発表を行った．これらの成果は，新規な細胞機能を追加することのできる分子基盤の構築に貢献するものと考えらえる．雑誌論文発表9件，招待講演10件を行った.
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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