2023 Fiscal Year Annual Research Report
DNA信号をトリガーとした相分離アクチュエータ・リポソームの高感度高速変形
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Cybernetics -Development of Minimal Artificial Brain by the Power of Chemistry |
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| Project/Area Number |
23H04430
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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) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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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・リポソームに、外部からの制御DNA分子に応答してDNAの等温増幅を起動する仕組みと、アクチン線維の束化により膜突起を素早く伸長する仕組みを実現することである。アクチュエータ・リポソームは、前段のプロセッサ・リポソームから伝達される制御DNA分子に応答して数10マイクロメートルの膜突起を伸長する必要がある。本年度はRolling Circle Amplification (RCA)法によるDNAの等温増幅を高感度化・高速化するための鋳型DNAの設計と反応条件の最適化を行った。その結果100 pMのプライマーDNAの添加により60分以内に飽和濃度のDNAが合成される方法を確立できた。本法はプライマーDNAを加えない場合の非特異的増幅が少なくDNA配列の設計自由度も高いので、短時間で高感度なDNAやRNAの検出技術として応用可能であると考えている。次にDNAの添加によりアクチン線維が相分離配向を生じる条件の詳細な検討を行った。その結果ある種の高分子を共存させることで、より低濃度のDNAでもアクチン線維を相分離配向できることを見出し、リポソームから100マイクロメートル以上の膜突起を伸長させられることを確認できた。この方法を上記の高感度化・高速化したRCA反応系と組み合わせれば、外部からの制御DNA分子に応答して素早く膜突起を伸長するアクチュエータ・リポソームを実現できると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
RCA反応系の高感度化・高速化は実現できたが、リポソーム内部でアクチン線維の相分離配向が高感度化・高速化できる条件の検討に時間がかかり進捗が遅れている。またリポソーム外部からの制御DNAの入力技術との組み合わせが未着手であり、現在共同研究先と準備を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在準備中のリポソーム外部からの制御DNAの入力により内部のRCA反応系を起動するための共同研究を重点的に進める。また高分子を添加した際のRCA反応条件を最適化し、短時間でアクチン線維の相分離配向が生じる条件を探索する。これらの技術を組み合わせて外部からの制御DNA分子に応答して素早く膜突起を伸長するアクチュエータ・リポソームを実現する。
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