2023 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of a membrane-spanning receptor-like DNA system and its development towards microRNA pattern recognition
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23KJ0853
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
滝口 創太郎 東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC2)
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2023-04-25 – 2024-03-31
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| Keywords | DNAナノテクノロジー / リポソーム / 分子ロボット / 鎖置換反応 / 情報伝達 / 脂質二分子膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、リポソーム型分子ロボットの機能化を指向した脂質二分子膜を介する核酸情報の伝達手法の開発である。そのアプローチとして、DNAコンピューティング・DNAナノテクノロジー分野で使用されることの多い鎖置換反応を膜を介して行うDNAナノ構造体を提案し、以下3項目の検討を行うことで膜横断的核酸情報伝達とその応用展開を目指す。
(1) 膜を介した鎖置換反応を可能とするDNAナノ構造体の分子設計
(2) 設計したDNAナノ構造体のリポソームへの搭載と膜横断鎖置換反応の確認
(3) 医療分野への応用に向けたDNAナノ構造体の機能化
2023年度の研究実績として、項目1については、先行研究（Nat.Nanotechnol., 2016）の人工設計した短鎖DNAをアセンブルすることで形成するDNAナノポア構造を鋳型として、分子設計の一部に膜を横断する鎖置換反応部位を設計した。配列設計したDNA鎖のアセンブルに関してはゲル電気泳動と動的光散乱法により確認した。膜中への導入に関しては、計画していた電気生理学的手法による確認が難しかったため、先行研究（ACS Nano, 2018）にて報告されているSmall unilamellar vesicle（SUV）を用いたヌクレアーゼアッセイ法を実施した。これにより設計したDNAナノ構造体の脂質膜貫通を確認し、同様にSUVを用いて膜を介した鎖置換反応の分子挙動が確認できた。上記の成果は国内学会１件、国際学会２件にて公表済みであり、現在国際誌への投稿に向けて学術論文を準備中である。
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[Journal Article] Lipid vesicle-based molecular robots2024
Author(s)
Peng Zugui、Iwabuchi Shoji、Izumi Kayano、Takiguchi Sotaro、Yamaji Misa、Fujita Shoko、Suzuki Harune、Kambara Fumika、Fukasawa Genki、Cooney Aileen、Di Michele Lorenzo、Elani Yuval、Matsuura Tomoaki、Kawano Ryuji
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Journal Title
Lab on a Chip
Volume: 24
Pages: 996～1029
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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