2022 Fiscal Year Annual Research Report
アクチン線維と長鎖DNAの相分離配向現象を用いた細胞サイズリポソームの大変形制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Cybernetics -Development of Minimal Artificial Brain by the Power of Chemistry |
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| Project/Area Number |
21H05891
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
林 真人 法政大学, 生命科学部, 助手 (40356259)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Keywords | 相分離配向 / 細胞骨格線維 / リポソーム / 人工細胞 / ソフトマター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は『分子サイバネティクス』で実現を目指すミニマル脳の構成要素のひとつであるアクチュエータ・ニューロイドに、DNAによる形態制御機構を実装することである。具体的には、ナノ線維であるアクチン線維と長鎖DNAの相分離配向現象を利用して、人工膜小胞からの膜突起の伸長を制御する仕組みの開発に取り組んだ。本年度は統合班の浜田（東北大学）と共同で、Rolling Circle Amplification (RCA)法によるDNAの等温増幅によって共存するアクチン線維を相分離配向させる方法について検討した。RCA法は数10塩基程度の短い環状1本鎖の鋳型DNAを一定温度のまま長大な1本鎖に増幅できるため、アクチン線維との相分離配向が生じるのに必要な排除体積の増大を効率的に引き起こせると期待した。研究の結果、DNA人工膜小胞に封入する前のバルク溶液において、（1）DNAの等温増幅にともないDNAとアクチン線維が相分離配向すること、（2）鋳型DNAの配列やアクチン線維の平均長を変化させることによって相分離ドメインのサイズ形状に大きな違いが生じることを見出した。さらにこの反応液を人工膜小胞に封入することで、（３）DNAの等温増幅にともないアクチン線維が相分離配向してリング状の構造を形成する条件を明らかにした。また溶液条件の検討によりDNAの等温増幅に必要な時間を12時間から1時間以内に短縮することができた。本研究でもちいたRCA法によるDNAの等温増幅を、伝達班が開発を進める分子トランスデューサにより起動することで、DNA信号による人工膜小胞の形態制御機構開発の端緒を拓けると期待している。
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| Research Progress Status |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Behavior of Biopolymers, Cytoskeleton, DNA, and Phospholipids, that Exert Self-organization, Shown in the Liquid-Liquid Phase Separation2023
Author(s)
TAKIGUCHI Kingo, SAKUTA Hiroki, HAYASHI Masahito, WAIZUMI Tatsuyuki, TSUMOTO Kanta, YOSHIKAWA Kenichi
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Journal Title
Seibutsu Butsuri
Volume: 63
Pages: 5～11
DOI
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