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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ナノポアセンシングによる分子演算システムの構築

Publicly Offered Research

Project AreaDevelopment of Molecular Robots equipped with sensors and intelligence
Project/Area Number 15H00803
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)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywordsナノポア / 脂質二分子膜 / ドロップレット
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、チャネル膜タンパク質が形成するナノポアを用い、DNAコンピューティングの結果として出力されるDNA/RNAを一分子レベルで電気的に検出することを目的としている。DNAコンピューティングは脂質膜で覆われたマイクロドロップレット内で行われ、本年度は腫瘍マーカーmiRNAを認識して薬剤DNAを自律的に放出、ナノポアで検出可能なドロップレットシステムについて検討を行っている。また平面脂質二分子膜中の膜タンパク質や膜ペプチドの挙動を電気的に観測可能な、本システムを用い、他の感覚班、知能班、アメーバ班のグループと共同研究を行なっている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

DNAの演算において入力となる分子に関し、腫瘍マーカーとして最近期待されているmiRNAを用い、DNAコンピューティング技術で診断、その後自律的にDNA薬剤を放出するシステムを構築できた。これだけにとどまらず、領域内で共同研究を複数開始できたため、当初の計画よりも進んでいると考えている。

Strategy for Future Research Activity

本年度は入力信号の診断にDNAと酵素を用いていたが、酵素反応を利用すると至適温度など実験条件が制限される。次年度は、酵素反応を必要としない、よりリジットな系の構築を試みる。

  • Research Products

    (10 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Channel Current Analysis for Pore-forming Properties of an Antimicrobial Peptide, Magainin 1, using the Droplet Contact Method2016

    • Author(s)
      H. Watanabe and R. Kawano
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 32 Pages: 57-60

    • DOI

      10.2116/analsci.32.57

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Logic Gate Operation by DNA Translocation through Biological Nanopores2016

    • Author(s)
      †H. Yasuga,† R. Kawano, M. Takinoue, T. Tsuji, T. Osaki, K. Kamiya, N. Miki, S. Takeuchi (†equal contribution)
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 11 Pages: e0149667

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0149667

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Autonomous Diagnosis and Therapy: miRNA Detection and Drug Release using Programmable DNA and Biological Nanopore2015

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

      Proceedings of MicroTAS

      Volume: 1 Pages: 906-908

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Parallel Lipid Bilayer Formation by Microfabrication and Its Applications2016

    • Author(s)
      R. Kawano
    • Organizer
      PITTCON 2016
    • Place of Presentation
      Atlanta, US
    • Year and Date
      2016-03-06 – 2016-03-10
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] メディカルドロップレットシステム:DNAコンピューティング技術を基盤としたmicroRNAの自律的診断 と薬剤放出2015

    • Author(s)
      平谷萌恵、川野竜司
    • Organizer
      第一回日本核酸医薬学会年会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)
    • Year and Date
      2015-11-30 – 2015-12-02
  • [Presentation] Autonomous Diagnosis and Therapy: miRNA Detection and Drug Release using Programmable DNA and Biological Nanopore2015

    • Author(s)
      M. Hiratani, M. Ohara and R. Kawano
    • Organizer
      MicroTAS 2015
    • Place of Presentation
      HICO, Gyeongju, Korea
    • Year and Date
      2015-10-25 – 2015-10-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Logic Gate Operation using Three-way Junction DNA and Biological Nanopore2015

    • Author(s)
      M. Ohara and R. Kawano
    • Organizer
      MicroTAS2015
    • Place of Presentation
      HICO, Gyeongju, Korea
    • Year and Date
      2015-10-25 – 2015-10-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロ加工技術を基盤とした人工細胞膜システムの創成2015

    • Author(s)
      川野竜司
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-17
    • Invited
  • [Book] 化学工業2016

    • Author(s)
      川野竜司、大原正行、渡辺寛和
    • Total Pages
      82 (pp. 47-51)
    • Publisher
      サイボウニクス:人工細胞膜を用いた膜タンパク質の電気計測
  • [Remarks] 川野研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~rjkawano/index.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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