2017 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamical self-assembly and autonomous motion of cell-size molecular robots by the control of micrometer-scale nonequilibrium field
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26280097
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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, 准教授 (20511249)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾上 弘晃 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30548681)
原 雄介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (90452135)
森田 雅宗 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (90708504)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分子ロボット / マイクロマシン / 非平衡 / 自己組織化 / 動的自己組織化 / DNA / ゲル / エマルション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，マイクロメートルスケールの非平衡場を構築・制御し，分子を時空間的・動的に自己組織化させ，さらに，非平衡場のエネルギーを利用して自律的に駆動する，「動的な細胞サイズ分子ロボットの創製と制御」を行うことを目的とし，研究を行った．最終年度である今年度は，予定通り，DNAを用いた機能性の小胞による細胞サイズ分子ロボットの発展を行った．具体的には，DNAオリガミ技術による小胞型分子ロボットを実現するとともに，DNAスケルトン構造による小胞型分子ロボット， RNA転写をベースとしたDNA反応を有する小胞型分子ロボットを構築した．DNAオリガミ技術による小胞型分子ロボットでは，イオン透過性のある小孔の機能を付与することに成功した．また，形成メカニズムに関する詳細な研究の結果，ソフトマター物理学におけるピッカリングエマルション型であることが分かった．これにより，さらなる機能付加の設計方法が分かってきた．DNAスケルトンでは，形成メカニズムの解明とともに，形成後にRNA転写反応できる酵素を含む水溶液へ抽出することに成功した．DNAスケルトンにはRNAを転写できる配列の付加により情報を蓄積するとともに発現できる情報デバイスとしての細胞サイズ分子ロボットの構築に目処がついた．さらに，多数マイクロ粒子の動的な自己組織化システムを発展させ，外場に応答しながら動的に構造が構築されたり変形したりするシステムについて検討するとともに，自律運動のメカニズムの解明等も進めた．
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] DNA cytoskeleton for stabilizing artificial cells2017
Author(s)
Chikako Kurokawa, Kei Fujiwara, Masamune Morita, Ibuki Kawamata, Yui Kawagishi, Atsushi Sakai, Yoshihiro Murayama, Shin-ichiro M. Nomura, Satoshi Murata, *Masahiro Takinoue, *Miho Yanagisawa
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. USA (PNAS)
Volume: vol.114
Pages: pp.7228-7233
DOI
Peer Reviewed
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