2010 Fiscal Year Annual Research Report
DNAナノエンジニアリングによる分子ロボティクスの創成
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22220001
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Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
村田 智 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10334533)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤本 健造 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (90293894)
葛谷 明紀 東京大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00456154)
瀧ノ上 正浩 東京大学, 生産技術研究所, 特任助教 (20511249)
関山 浩介 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40293675)
野村 慎一郎 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特定研究員 (50372446)
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| Keywords | DNAナノエンジニアリング / 分子ロボティクス / コンパートメント / 自己集合 / 人工光クロスリンク / DNAオリガミ / リポソーム / インターフェース |
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| Research Abstract |
コンパートメント作製のため,コロイド理論等をもちいて基板面上へのDNAモチーフの自己集積プロセスのシミュレーションモデルを構築し,コンパートメント作製プロセスの最適化について見通しを得ることができた(村田).また,耐熱性を光制御できるDNAナノ構造体を用いたコンパートメント作製を目的とし、人工光クロスリンク分子シアノビニルカルバゾール(^<CNV>K)を用いた可逆的光架橋反応を基礎としたDNAタイル作製に着手した(藤本).さらに,DNA分子やRNA分子を制御通信分子としたインターフェース実装を想定し,DNA情報ならびにRNA情報を位置選択的に補足し90%以上の効率で塩基情報を変換する手法の開発も行った(藤本).DNAコンパートメント作製のテンプレートになる,マイクロサイズの均一径アルギン酸ゲルビーズの大量作製手法を開発した(瀧ノ上).
インターフェース実装を目的として,DNAオリガミに基づくチャネル構造のうち,主たる駆動部分となるハッチ構造(どんでん返しチャネル)の制動を検討するため,一軸を中心に可動するDNAオリガミ構造体を作成し,その機能評価を行った(葛谷).葛谷,村田提供のDNAオリガミ・タイルとリン脂質表面のリン酸基に対する2価カチオンの架橋的吸着に着目して,チャネルとなるDNAナノ構造を脂質二分子膜表面に吸着させる手法の検討を行った(野村).また,リポソームにチャネル膜タンパク質(バクテリオロドプシン)を導入し,その光応答プロトンポンプ活性を用いたリポソームの変形能を見出した(野村).分子ロボット制御の基礎理論として,DNA計算に基づいた2者間相互作用モデルをPetri Netでモデル化し,反応プロセスの閉ループ系を可視化しシミュレーションにより検証した(関山).
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