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2014 Fiscal Year Research-status Report

人工細胞回路を用いたDNAコンピュータの創製

Research Project

Project/Area Number 26540160
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

川野 竜司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90401702)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 瀧ノ上 正浩  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (20511249)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
KeywordsDNAコンピューティング / ナノポア / 脂質二分子膜 / マイクロ流体 / ドロップレット
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、マイクロ流体技術により人工細胞膜を持つ液滴をネットワーク化し、人工膜中に形成したチャネル膜タンパク質とDNAを用いて、電気により出力を検出可能なDNAコンピュータを構築することにある。本年度はマイクロ加工技術により、チャネル膜タンパク質と安定な脂質二分子膜とを有するインターフェースをドロップレットの界面に作製することに成功した。更にはここに標的となる分子を感知しその結果を計算し出力するプログラマブルDNAシステムの構築にも成功し、その結果を査読付き国際会議に投稿し採択された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

マイクロ流体技術により、4つのマイクロドロップレットをチップ上に配列させ、そのドロップレット界面に形成したチャネル膜タンパク質のチャネル電流の計測に成功した。更にここに演算可能な配列を有すDNAを配置し、2進数の演算が可能であることを実験的に明らかに出来た。

Strategy for Future Research Activity

来年度以降、本システムを用い2進数の演算回路であるNAND演算をドロップレットネットワーク内で実行する。このために安定なドロップレットネットワークの作製、演算可能なDNA配列設計に関しては既に進んでおり、次年度はナノポアによる結果出力の一分子検出を行う。

Causes of Carryover

購入予定であった機器を他の助成予算で購入できたので、現在別の機器を選定中である。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究計画に則り、必要な備品を早急に選定、購入する。

  • Research Products

    (5 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] ドロップレット型人工細胞膜によるチャネルタンパク質計測2015

    • Author(s)
      川野竜司
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 55 Pages: 077-080

    • DOI

      10.2142/biophys.55.077

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] DNA/RNA Computing with Biological Nanopore in Droplets System: AND Operation Using RNA Polymerization2014

    • Author(s)
      M. Ohara, M. Takinoue and R. Kawano
    • Journal Title

      Proceedings of MicroTAS

      Volume: 1 Pages: 1790-1792

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Construction of DNA/RNA logic gates with biological nanopores2014

    • Author(s)
      R. Kawano
    • Organizer
      細胞を作る会7.0
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • Invited
  • [Presentation] DNA/RNA Computing with Biological Nanopore in Droplets System: AND Operation Using RNA Polymerization2014

    • Author(s)
      M. Ohara, M. Takinoue and R. Kawano
    • Organizer
      The 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • Place of Presentation
      Texas, US
    • Year and Date
      2014-10-26 – 2014-10-30
  • [Presentation] α-hemolysin及びT7 RNA polymeraseを用いたDNA/RNAロジックゲートの実現2014

    • Author(s)
      大原正行、瀧ノ上正浩、川野竜司
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27

URL: 

Published: 2016-05-27  

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