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分子システムを用いた群ロボットの研究

研究課題

研究課題/領域番号 14F04726
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 ナノマイクロシステム
研究機関東京大学

研究代表者

藤井 輝夫  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30251474)

研究分担者 GINES GUILLAUME  東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
GINES Guillaume  東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード分子プログラミング / ナノマイクロシステム / DNA Tool Box / 群ロボット / DNA tool box
研究実績の概要

受け入れ研究者のグループでは,合成DNA分子と3種類の酵素から構成される反応系において,振動やスイッチングなど,複数の状態を取ることが可能な分子計算システム(DNA Tool Box)の開発を手掛けてきた.本研究では,マイクロ粒子をエージェントとし,粒子表面にDNAを固相化,粒子間の相互作用(通信)をDNA Tool Boxによって制御し,エージェントの群行動を発現させることを試みた.
前年度までに,DNAを固相化したマイクロ粒子をpseudo-infinite reactorとしてのマイクロ流路(幅約2 mm x 長さ約2 cm x 高さ200 um)に導入し,DNA Tool Boxにより入力DNA分子の有無にかかわらずON状態となる単安定性エージェントや入力DNAの有無に応じてON状態 となる双安定性エージェントを実装することを通じて群ロボットシステムの設計指針を得ることができていた.
H27年度は,多数の双安定性エージェント群をマイクロ流路のほぼ全域に,少数(数百から数千)の単安定性エージェント群をマイクロ流路の端に導入し,単安定性エージェントの自己触媒反応と反応産物がカスケード的に近隣の双安定性エージェントへON状態を伝達する機能を利用し,マイクロ流路内で空間的に動的なDNA増幅パターン(進行波や同心円的な拡がり)を形成することに成功した.加えて,4つのエージェント(1種類の単安定状態エージェントと2種類の双安定状態エージェントとそれを接続するための変換エージェント)から編成される系で,進行波の往復パターンを実現することに成功した.さらに,これらの技術を超高感度microRNA検出に応用することについても検討を行った.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 2件)

  • [学会発表] Microscopic agents programmed by DNA circuits2015

    • 著者名/発表者名
      Gines Guillaume, Zadorin Anton, Fujii Teruo, Rondelez Yannick
    • 学会等名
      21st International conference on DNA computing and Molecular programming
    • 発表場所
      Harvard University, Cambridge (USA)
    • 年月日
      2015-08-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] Molecular Computing Component and Method of molecular computing2016

    • 発明者名
      Gines G. Rondelez Y. 藤井輝夫
    • 権利者名
      The University of Tokyo, CNRS
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-02-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Method of eliminating background amplification of nucleic acid target2016

    • 発明者名
      Rondelez Y Gines G 藤井輝夫
    • 権利者名
      The University of Tokyo, CNRS
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-02-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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