人工遺伝子回路の機能評価のためのマイクロ流体プラットフォームの開発

• 研究領域: 動的・多要素な生体分子ネットワークを理解するための合成生物学の基盤構築
• 研究課題/領域番号: 23119006
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: ロンドレーズ ヤニック 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (10548770)
• 連携研究者: 藤井 輝夫 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30251474) ; 金田 祥平 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (10542467)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 77,090千円 (直接経費: 59,300千円、間接経費: 17,790千円); 2015年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円); 2014年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円); 2013年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円); 2012年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2011年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
• キーワード: マイクロ・ナノデバイス / マイクロ液滴 / マイクロ流体デバイス / 合成生物学 / In vitro反応ネットワーク / DNA toolbox / in vitro反応ネットワーク / in vitro 反応ネットワーク / 遺伝子

研究成果の概要

本班では，合成生物学を支える実験技術基盤の確立を目指して，人工的遺伝子回路や人工代謝経路の機能評価を行うためのマイクロ流体プラットフォームの開発を担ってきた。プラットフォームとしては(1)マイクロチャンバ系，(2)マイクロ液滴系と(3) 多班の要望に応えるマイクロ流体プラットフォームを開発した．(2)のマイクロ液滴系では，人工遺伝子回路や人工代謝経路の動作条件を網羅的に解析する際に必要とされる回路・経路の反応系における着目分子の濃度条件を迅速(約1万通りの異なる反応条件を一度)に探索しうるプラットフォームを開発した．

研究成果

• [雑誌論文] Nano systems and devices for applications in biology and nanotechnology (2016)
  • 著者名/発表者名: Perret, G., P. Ginet, M. C. Tarhan, A. Baccouche, T. Lacornerie, M. Kumemura, L. Jalabert et al.
  • 雑誌名: Solid-State Electronics 巻: 115 ページ: 66-73
  • DOI: 10.1016/j.sse.2015.08.019
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Synthesis of Programmable Reaction-Diffusion Fronts Using DNA Catalyzers (2015)
  • 著者名/発表者名: A. S. Zadorin, Y. Rondelez, J.-C. Galas, A. Estevez-Torres
  • 雑誌名: PRL 巻: 114 号: 6 ページ: 068301-068301
  • DOI: 10.1103/physrevlett.114.068301
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Pursuit-and-evasion Reaction-diffusion Waves In Micro-reactors with Tailored Geometry (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Zambrano, A. Zadorin, Y. Rondelez, A. Estévez-Torres, J.-C. Galas
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry B 巻: 119.17 号: 17 ページ: 5349-5355
  • DOI: 10.1021/jp509474w
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Automated Design of Programmable Enzyme-Driven DNA Circuits (2014)
  • 著者名/発表者名: 1. H. van Roekel, L. Meijer; S. Masroor, G. Zandra, A. Estevez-Torres, Y. Rondelez, A. Zagaris, M. Peletier, P. Hilbers, T. de Greef
  • 雑誌名: ACS Synthetic Biology 巻: 1 号: 6 ページ: 735-745
  • DOI: 10.1021/sb500300d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic DNA reaction network: a walkthrough (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Baccouche, K. Montagne, A. Padirac, Y. Rondelez
  • 雑誌名: Methods 巻: 67 号: 2 ページ: 234-279
  • DOI: 10.1016/j.ymeth.2014.01.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computer Assisted Design for Scaling Up Systems based on DNA Reaction Networks (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Aubert, T. Fujii, M. Hagiya,
  • 雑誌名: J. R. Soc. Interface 巻: 11 号: 93 ページ: 2131167-2131167
  • DOI: 10.1098/rsif.2013.1167
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-throughput and Long-term Observation of Compartmentalized Bioc hemical Oscillators (2013)
  • 著者名/発表者名: Hasatani, K., Loecmach, M., Estevez-Torres, A., Fujii, T., Rondelez, Y.
  • 雑誌名: Chemical Communication 巻: 49 号: 73 ページ: 8090-8092
  • DOI: 10.1039/c3cc44323j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial waves in synthetic biochemical networks (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Padirac, T. Fujii, A. Estévez-Torres, Y. Rondelez
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 号: 39 ページ: 14586-14592
  • DOI: 10.1021/ja403584p
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scaling down DNA circuits with competitive neural networks (2013)
  • 著者名/発表者名: A Genot, T. Fujii & Y. Rondelez
  • 雑誌名: J. R. Soc. Interface 巻: 10 号: 85 ページ: 20130212-20130212
  • DOI: 10.1098/rsif.2013.0212
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro regulatory models for systems biology (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Genot, T. Fujii & Y. Rondelez
  • 雑誌名: Journal of Biotechnology Advances 巻: 31 号: 6 ページ: 789-796
  • DOI: 10.1016/j.biotechadv.2013.04.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predator-prey molecular ecosystems (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Fujii & Y. Rondelez
  • 雑誌名: ACSnano 巻: 7 号: 1 ページ: 27-34
  • DOI: 10.1021/nn3043572
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of Cheating DNA-based Agents Playing the Game of Rock-Paper-Scissors (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Aubert, Q. H. Dinh, M. Hagiya, T. Fujii, H. Iba, N. Bredeche, Y. Rondelez
  • 雑誌名: Advances in Artificial Life 巻: 12 ページ: 1143-1150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleic acids for the rational design of reaction circuits (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Padirac, T. Fujii & Y. Rondelez
  • 雑誌名: Curr. Op. Biotech. 巻: 24 号: 4 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1016/j.copbio.2012.11.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bottom-up construction of in vitro switchable memories. (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Padirac, T. Fujii & Y. Rondelez
  • 雑誌名: PNAS 巻: 109 号: 47
  • DOI: 10.1073/pnas.1212069109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computing with Competition in Biochemical Networks (2012)
  • 著者名/発表者名: Genot, A., Fujii, T., and Rondelez, Y.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 109 号: 20 ページ: 208102-208102
  • DOI: 10.1103/physrevlett.109.208102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Competition for Catalytic Resources Alters Biological Network Dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: Yannick Rondelez
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW LETTERS 巻: 108 号: 1 ページ: 18102-18102
  • DOI: 10.1103/physrevlett.108.018102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quencher-free multiplexed monitoring of DNA reaction circuits (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Padirac, T. Fujii & Y. Rondelez
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 40 号: 15 ページ: e118-e118
  • DOI: 10.1093/nar/gks621
  • 査読あり
• [学会発表] DNA-encoded programs : In vitro models of biological networks (2016)
  • 著者名/発表者名: rondelez
  • 学会等名: aSSB-Evry'16 Thematic Research School
  • 発表場所: Evry France
  • 年月日: 2016-03-25
  • 招待講演
• [学会発表] High throughput approach to synthetic molecular circuits (2015)
  • 著者名/発表者名: rondelez
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会8.0
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス 銀杏会館，大阪
  • 年月日: 2015-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] Degradation Controlled Nonlinearities in DNA Networks (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Montagne, G. Gines , Y. Rondelez.
  • 学会等名: DNA21
  • 発表場所: Boston USA
  • 年月日: 2015-08-17
• [学会発表] Microscopic Agents Programmed by DNA Circuits (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Gines, A. Zadorin, T. Fujii, Y. Rondelez
  • 学会等名: DNA21
  • 発表場所: Boston USA
  • 年月日: 2015-08-17
• [学会発表] DNA Circuitry (2015)
  • 著者名/発表者名: rondelez
  • 学会等名: Systems Chemistry 2015
  • 発表場所: Rolduc Netherlands
  • 年月日: 2015-05-19
  • 招待講演
• [学会発表] Yannick Rondelez (2014)
  • 著者名/発表者名: 6. Gordon Research Conference on Oscillations & Dynamic Instabilities
  • 学会等名: Rational building of molecular programs with DNA
  • 発表場所: Girona, Spain
  • 年月日: 2014-08-13 – 2014-08-18
  • 招待講演
• [学会発表] Parameter landscapes for dynamical reaction networks programs (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Rondelez
  • 学会等名: 5. DNATEC 2014
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 2014-05-05 – 2014-05-09
  • 招待講演
• [学会発表] Rational design of temporal and spatiotemporal emergence (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Rondelez
  • 学会等名: Advances in Molecular Programming and Computing
  • 発表場所: Copenhaguen
  • 招待講演
• [学会発表] Rational encoding of reaction- and reaction-diffusion networks using DNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Rondelez
  • 学会等名: 6. Solvay Workshop on Patterns and Hydrodynamic Instabilities in Reactive Systems
  • 発表場所: Bruxelles
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular programming with the DNA toolbox (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Rondelez
  • 学会等名: DNA19 Conference
  • 発表場所: USA Arizona
  • 招待講演
• [学会発表] DNA molecular programming goes spatial (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Padirac, J-C. Galas, A. Zadorin, A. Kalley, Y. Rondelez, A. Estévez-Torres
  • 学会等名: DNA19 Conference
  • 発表場所: USA Arizona
  • 招待講演
• [学会発表] Evolution of Cheating DNA-Based Agents Playing the Game of Rock–Paper–Scissors (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Aubert, H. D. Quang, M. Hagiya, H. Iba, T. Fujii, Y. Rondelez
  • 学会等名: European Conference on Artificial Life
  • 発表場所: Taormine (Italy)
• [学会発表] In vitro models of gene regulatory networks (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Rondelez
  • 学会等名: 10. International Workshop on Quantitative Biology
  • 発表場所: Tokyo
  • 招待講演
• [学会発表] An in-vitro toolbox to model gene regulatory networks (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Genot, T. Fujii, Y. Rondelez, ,
  • 学会等名: International Biotechnology Symposium
  • 発表場所: Deagu Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Emerging temporal patterns from DNA networks (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Rondelez
  • 学会等名: Fnano
  • 発表場所: Snowbird USA
  • 招待講演
• [学会発表] Programming matter(s): from Turing to Kirby and back to E.Coli (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Genot, J. Bath, T. Fujii, Y. Rondelez, A. Turberfield
  • 学会等名: Fnano
  • 発表場所: snowbird USA
  • 招待講演
• [学会発表] Spatially-resolved DNA ecosystem (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Padirac, A. Estevez-Torres, T. Fujii, Y. Rondelez
  • 学会等名: MicroTAS
  • 発表場所: Okinawa Japan
• [学会発表] Predator-Prey DNA oscillators (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fujii & Y. Rondelez
  • 学会等名: DNA18
  • 発表場所: Aarhus Denmark
• [学会発表] Enforcing delays in DNA computing systems (2012)
  • 著者名/発表者名: 14. N. Aubert, Y. Rondelez, T. Fujii & M. Hagiya
  • 学会等名: DNA18
  • 発表場所: Aarhus Denmark
• [図書] Evolutionary Computation in Gene Regulatory Network Research (2015)
  • 著者名/発表者名: Dinh, Q. H., Aubert, N., Noman, N., Iba, H., & Rondelez
  • 総ページ数: 269
  • 出版者: wiley
• [図書] Multiscale Analysis and Nonlinear Dynamics: From Molecules to the Brain (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Plasson & Y. Rondelez
  • 総ページ数: 305
  • 出版者: Wiley
• [備考] Me
• [産業財産権] Method of eliminating background in isothermal amplification (2016)
  • 発明者名: Rondelez Montagne Gines Fujii
  • 権利者名: Rondelez Montagne Gines Fujii
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-02-16
  • 外国
• [産業財産権] MOLECULAR COMPUTING COMPONENT AND METHOD OF MOLECULAR COMPUTING (2016)
  • 発明者名: Rondelez Gines Fujii
  • 権利者名: Rondelez Gines Fujii
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-02-16
  • 外国