2019 Fiscal Year Annual Research Report
Hierarchical self-assembly of DNA nanostructures for the construction of artificial cellular nuclear molecular robots
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18K19834
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (20511249)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 分子ロボット / 人工細胞 / 人工細胞核 / ソフトマター物理 / DNAナノテクノロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者が開発してきたDNAマイクロゲルの技術を応用して，人工的な細胞核様構造を作り，分子ロボットとするため，DNAマイクロゲル自己組織化技術に関して研究を実施した．DNAマイクロゲルは，化学合成の短鎖DNAで作製したY字型のDNAナノ構造を会合反応によりネットワーク状に集積させてゲル状にして作った．特に，本年度は，DNAマイクロゲルの物性（熱力学的安定性等）のコントロール技術を高度化する点に注力した．具体的には，DNAゲルやDNA液滴の相転移や相分離の挙動の配列依存的な特性の制御に関する実験に成功した．外部からの光照射やタンパク質追加などの刺激によって，DNAゲルが相分離するパターンや分裂する現象などを示した．ここでは，配列や濃度依存的にコントロールできることを示した．さらに人工細胞核にタンパク質等の他の物質を導入できることを示すため，タンパク質を配列特異的に，DNAゲルの適切な場所への集積ができることも示した．これにより，人工細胞核型分子ロボットの構築と制御の基礎が固まったと考えている．また，DNAゲルのフォトリソグラフィー技術を確立し，複雑な形状の人工細胞核を作製することができるようにもなった．これにより，人工細胞核のためのマイクロゲル構造の量産化や均一サイズのものを利用することによる定量解析などができるようになった．さらには，油中水滴でのDNAカプセルの安定化の実験や，電場等の外場による微粒子の操作技術など，関連する様々な技術の確立ができた．
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