2023 Fiscal Year Annual Research Report
Construction and control of macrophage-like molecular robots by digital-to-molecular information transformation
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20H00619
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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, 教授 (20511249)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊野 浩介 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00509739)
尾上 弘晃 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30548681)
野村 慎一郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50372446)
佐藤 佑介 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (60830560)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 分子ロボティクス / DNAコンピューター / DNAナノテクノロジー / 人工細胞 / ソフトマター / 電気化学 / DNA液滴・RNA液滴 / 液-液相分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、「マクロファージ型分子ロボット」を構築するとともに、ディジタルの世界と当該分子ロボットをつないで、ディジタルハイブリッドな分子ロボットを構築することを目的としている。本年度は、この目標のため、以下のような研究を推進し、多くの成果を得た。
代表者の瀧ノ上は、マクロファージ型分子ロボットのためのDNA液滴を設計し直すことにより、生体の温度・塩濃度で液滴化して駆動できるDNA液滴分子ロボットを実現した。また、計画通り、分担者の野村と協力してDNA液滴分子ロボットの中にリポソームを封入する技術のこうちくにも成功した。また、野村と協力し、がん細胞を選択的に認識できるDNA液滴分子ロボットの実現にも成功している。さらに野村は、リポソームやゲルによる分子ロボットの集団化技術に成功している。分担者の尾上は、DNAアプタマーをポリアクリルアミドゲルに統合したDNAアプタマーゲルによる生化学物質のセンシングを実現した。DNAロジックゲートにより、カフェインとヒスタミンの両方が存在するときのみ、DNAアプタマーゲルの機械的な膨潤が確認された。分担者の伊野は、電気的相互作用を用いたDNAハイドロゲル作製法を考案し、細胞培養への応用を行った。また、DNAハイドロゲルに包埋された培養細胞の機能を、電気化学計測に評価する手法を提案した。分担者の佐藤は、DNAの反応ネットワークを用いて、DNA液滴の形成を時空間的に制御することに成功した。ガラスキャピラリー内にで、時間経過とともにキャピラリーの片側のみで液滴形成が進行することを確認した。また、瀧ノ上と協力して、DNA液滴をDNAオリガミ膜でカプセル化する技術にも成功している。
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| Research Progress Status |
令和5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 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] STIMULI-RESPONSIVE DNA ORIGAMI MICROCAPSULES2023
Author(s)
Nagi Yamashita，Marcos K. Masukawa，Mayumi Chano，Yusuke Sato，Kanta Tsumoto，Kenichi Yoshikawa，Masahiro Takinoue
Organizer
The 27th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS2023)
Int'l Joint Research
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