2021 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of stimuli-responsive artificial organelles for molecular robots
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20K19918
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 佑介 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (60830560)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 分子ロボティクス / リポソーム / 人工細胞 / 液ー液相分離 / DNAナノテクノロジー / パターン形成 / 生物物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者がこれまでに取り組んできたDNAナノ構造の液ー液相分離制御技術を発展させることで，人工オルガネラの構築およびそれらを分子ロボットに実装することを目的に研究を開始した．初年度に得られた成果により，相分離凝集体へ酵素タンパク質を集積する方法を確立することができた．その一方，光応答性非天然塩機を組み込んだDNAを用いた制御のための条件と酵素が活性を保てる温度帯の共存が困難である結果が示唆された．そこで，細胞内部に存在するオルガネラを模倣した液ー液相分離凝集体から，細胞膜界面を模倣した液ー液相分離の制御へと研究のアプローチを修正した．天然の細胞膜中には，脂質膜の相分離により機能的なドメイン構造が形成され，特定の分子が集積されていると考えられている．そこで，DNAナノ構造の液ー液相分離を二次元界面上で誘起させることで，ドメイン構造の形成制御を行なった．実験により，DNAの配列設計により様々なドメインパターンを持つ球状カプセル構造を形成することに成功した．また，カプセル表面に形成されるパターンを調節することにも成功した．さらに，外部から酵素を作用させることで，カプセル構造を分解，消失できることを実証した．これらの成果は，二次元界面における機能的区画構造の形成および制御へと発展できるものと考えられる．
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Research Products
(7 results)
