Intelligent Artificial Cells that Respond to Histamine

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K19944
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
• Principal Investigator: Yokobayashi Yohei 沖縄科学技術大学院大学, 核酸化学・工学ユニット, 教授 (70769752)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: 人工細胞 / リボスイッチ / 合成生物学

Outline of Final Research Achievements

In this project, we constructed a genetic switch called riboswitch that detect histamine (involved in allergy, etc.) and respond by synthesizing arbitrary protein. We then inserted the riboswitch in artificial membrane compartments to build artificial cells. These artificial cells can respond to externally added histamine by synthesizing fluorescent proteins or by making nanopores on the membrane to release chemical compounds inside the cells.

Free Research Field

核酸化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞の機能を、細胞を使わずに再現することを目指す、「人工細胞」の研究が進んできている。このような「人工細胞」は、我々が細胞の機能を理解するために役立つだけでなく、将来医療や環境分野での応用も期待される。本研究では、このような「人工細胞」に、化学物質に応答して、別の化合物を放出したり、自己破壊する機能を持たせた。このような研究の積み重ねにより「人工細胞」がより高度で複雑な機能を装備し、本物の細胞に近づき、さらには超えていくことを目指す。