• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

光結合性DNAとマイクロリアクタによる大規模高速アクエアスコンピューティング

研究課題

研究課題/領域番号 17200022
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体生命情報学
研究機関東京工業大学

研究代表者

山村 雅幸  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (00220442)

研究分担者 清尾 康志  東京工業大学, フロンティア創造共同研究センター, 助教授 (20313356)
藤井 輝夫  東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30251474)
藤本 健造 (藤本 建造)  北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (90293894)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
49,530千円 (直接経費: 38,100千円、間接経費: 11,430千円)
2006年度: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)
2005年度: 29,640千円 (直接経費: 22,800千円、間接経費: 6,840千円)
キーワードDNAコンピューティング / 分子メモリ / マイクロ流体デバイス / 光遺伝子操作 / アクエアスアルゴリズム / NP完全 / 超並列 / 保護基 / アクエアス・コンピューティング / 分子メモリー / テンプレート法 / 光結合性DNA / ドロップレット
研究概要

DNAコンピュータには、(1)配列設計、(2)スケール、(3)信頼性の3つの課題がある。本研究は、配列設計不要(1)なアクエアスコンピューティングにおいて、光反応性DNAなどの有機化学的書込みによるスケールアップ(2)をはかり、マイクロ流体デバイス化によって高信頼化(3)を実現することを目的とした。
山村によるアクエアスシステムの構築では、光結合性DNAを用いて20塩基11語からなる配列セットに関する書込み実験によって、4ビットの計算が可能であることを示した。
藤井によるマイクロ流体デバイス上での微量液滴ハンドリング技術の開発としては、デバイス周辺技術等の整備を行い・オンデマンド(任意の液体・量・タイミング)式で液滴(約160pL)の生成・合一の操作が可能となった。またDNA-PNA分子の反応・電気泳動分析をデバイス上で連続的に実現できた。
清尾による有機化学的書込み技術の開発としては、トリチルチオ基の酸化的脱保護を利用した分岐DNAの合成を検討した。分岐ポイントとして、トリメシン酸のカルボキシル基からアミドを解して3つの水酸基を導入した誘導体を用い、各水酸基に対し、DMTr保護、TrS保護およびホスホロアミダイトへの変換を行い分岐ユニットとした・この分岐ユニットを用いて分岐DNA30量体の合成条件を種々検討したところ活性化剤にACT42、酸化剤にCSOを用いた場合にもっとも高純度かつ高収率で分岐DNAを合成することができた。
藤本による光DNA操作の基礎技術開発としては、光連結だけでなく光照射によるDNA光解裂反応の開発を行なった。チミンダイマーを含むDNAを用いて光解裂実験を行なったところ、光増感剤であるカルバゾールを含むDNAを用いると触媒的に光解裂できることを見出した。従来の光ライゲーション反応に加えて光解裂反応もアクエイアスコンピューティングのツールとして利用可能となった。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (38件)

  • [雑誌論文] An Implementation of Aqueous Memory Molecules with Light Responsive DNAs2007

    • 著者名/発表者名
      M.Yamamura, N.Hirayama, K.Komiya
    • 雑誌名

      Proc. CEC2007

      ページ: 6-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A realization of DNA molecular machine that walks autonomously by using a restriction enzyme2007

    • 著者名/発表者名
      H.SEKIGUCHI, K.KOMIYA, D.KIGA, M.YAMAMURA
    • 雑誌名

      Preliminary Proc. DNA13 1

      ページ: 91-100

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Implementation of Aqueous Memory Molecules with Light Responsive DNAs2007

    • 著者名/発表者名
      M.Yamamura, N.Hirayama, K.Komiya
    • 雑誌名

      Proc.CEC2007 (in press)

      ページ: 6-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A realization of DNA molecular machine that walks autonomously by using a restriction enzyme2007

    • 著者名/発表者名
      H.Sekiguchi, K.Komiya, D.Kiga, M.Yamamura
    • 雑誌名

      Preliminary Proc.DNA 13

      ページ: 91-100

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Implementation of Aqueous Memory Molecules with Light Responsive DNAs2007

    • 著者名/発表者名
      Yamamura, M., Hirayama, N.
    • 雑誌名

      Proc. CEC 2007

      ページ: 6-6

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A realization of DNA molecular machine that walks autonomously by using a restricion enzyme2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki SEKIGUCHI, Ken KOMIYA, Daisuke KIGA, Masayuki YAMAMURA
    • 雑誌名

      Proc. DNA 13

      ページ: 10-10

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Microfluidic Device for Droplet-based DNA-PNA Hybridization and Separation2006

    • 著者名/発表者名
      S.Kaneda, K.Somei, K.Ono, T.Yamamoto, T.Fujii
    • 雑誌名

      Proc. μ TAS2006 2

      ページ: 1151-1153

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] マイクロ流体デバイスによるバイオ分析2006

    • 著者名/発表者名
      金田祥平, 藤井輝夫
    • 雑誌名

      精密工学会誌 72

      ページ: 937-976

    • NAID

      110004799010

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] cis-Tetrahydrofuran-3,4-diol Structure as a Key Skeleton of New Protecting Groups Removable by Self-Cyclization under Oxidative Conditions2006

    • 著者名/発表者名
      E.Utagawa, M.Sekine, K.Seio
    • 雑誌名

      J. Org. Chem. 71

      ページ: 7668-7677

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Catalytic Repair of a Thymine Dimer in DNA via Carbazole Nucleoside2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshimura, K.Fujimoto
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35・4

      ページ: 386-389

    • NAID

      10018125417

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photoinduced repair of a thymine dimer in DNA via carbazole nncleoside2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshimura, K.Fujimoto
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Symp. Series 50

      ページ: 151-152

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly selective and sensitive template-directed photoligation of DNA via 5-carbamoylviny1-2-deoxyuridine2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshimura, D.Okamura, M.Ogino, K.Fujimoto
    • 雑誌名

      Org. Lett. 8・22

      ページ: 5049-5049

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microfluidic Device for Droplet-based DNA-PNA Hybridization and Separation2006

    • 著者名/発表者名
      S.Kaneda, K.Somei, K.Ono, T.Yamamoto, T.Fujii
    • 雑誌名

      Proc.μ TAS2006 2

      ページ: 1151-1153

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microfluidic Devices for Bio Analyses(in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      S.Kaneda, T.Fujii
    • 雑誌名

      J.the Japan Society for Precision Engineering 72, 8

      ページ: 937-976

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] cis-Tetrahydrofuran-3,4-diol Structure as a Key Skeleton of New Protecting Groups Removable by Self-Cyclization under Oxidative Conditions2006

    • 著者名/発表者名
      E.Utagawa, M.Sekine, K.Seio
    • 雑誌名

      J.Org.Chem. 71

      ページ: 7668-7677

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Catalytic Repair of a Thymine Dimer in DNA via Carbazole Nucleoside2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshimura, K.Fujimoto
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 35, 4

      ページ: 386-389

    • NAID

      10018125417

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photoinduced repair of a thymine dimer in DNA via carbazole nucleoside2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshimura, K.Fujimoto
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Symp.Series 50

      ページ: 151-152

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly selective and sensitive template-directed photoligation of DNA via 5-carbamoylvinyl-2-deoxyuridine2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshimura, D.Okamura, M.Ogino, K.Fujimoto
    • 雑誌名

      Org.Lett. 8, 22

      ページ: 5049-5049

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microfluidic Device for Droplet-based DNA-PNA Hybridization and Separation2006

    • 著者名/発表者名
      S Kaneda, K.Somei, K.Ono, T, Yamamoto, T.Fujii
    • 雑誌名

      Proc. μTAS2006 2

      ページ: 1151-1153

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] cis-Tetrahydrofuran-3,4-diol Structure as a Key Skeleton of New Protecting Groups Removable by Self-Cyclization under Oxidative Conditions2006

    • 著者名/発表者名
      Eri, Utagawa, Mitsuo, Sekine, Kohji, Seio
    • 雑誌名

      J. Org. Chem. 71

      ページ: 7668-7677

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Catalytic Repair of a Thymine Dimer in DNA via Carbazole Nucleoside2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Yoshimura, Kenzo Fujimoto
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35・4

      ページ: 386-389

    • NAID

      10018125417

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoindeuce repair of a thymine dimer in DNA via carbazole nucleoside2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Yoshimura, Kenzo Fujimoto
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Symp。Series 50

      ページ: 151-152

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Highly selective and sensitive template-directed photoligation of DNA via 5-carbamoylvinyl-2-deoxyuridine2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Yoshimura, Daisuke Okamura, Masayuki Ogino, Kenzo Fujimoto
    • 雑誌名

      Org. Lett. 8・22

      ページ: 5049-5049

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 光結合DNAを用いたアクエアスメモリーの作製2006

    • 著者名/発表者名
      山村, 平山, 清尾, 藤本, 藤井
    • 雑誌名

      計測自動制御学会 第32回知能システムシンポジウム予稿集

      ページ: 225-228

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Interstrand Photocrosslinking of DNA via p-Carbamoylvinyl Phenol Nucleoside2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshimura, Y.Ito, K.Fujimoto
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem. Lett 15・5

      ページ: 1299-1302

    • NAID

      120000861713

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interstrand Photocrosslinking of DNA via p-Carbamoylvinyl Phenol Nucleoside2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshimura, Y.Ito, K.Fujimoto
    • 雑誌名

      Bioorg.Med.Chem.Lett 15, 5

      ページ: 1299-1302

    • NAID

      120000861713

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interstrand Photocrosslinking of DNA via p-Carbamoyvinyl Phenol Nucleoside.2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, Y., Ito, Y., Fujimoto, K.
    • 雑誌名

      Bioorganic Medical Chemistry Letters 15(5)

      ページ: 1299-1301

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] アクエアス・コンピューティングのスケールアップ2005

    • 著者名/発表者名
      山村, 清尾, 藤本
    • 雑誌名

      計測自動制御学会 第32回知能システムシンポジウム資料

      ページ: 339-344

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Novel Method to Synthesize Versatile Multiple-Branched DNA (MB-DNA) by Reversible Photochemical Ligation.2005

    • 著者名/発表者名
      Shinzi Ogasawara, Kenzo Fujimoto
    • 雑誌名

      ChemBioChem 10(6)

      ページ: 1756-1760

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Solution of a SAT Problem on a Photochemical DNA Computer.2005

    • 著者名/発表者名
      Shinzi Ogasawara, Kenzo Fujimoto
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 34(3)

      ページ: 378-381

    • NAID

      10014464673

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Interstrand Photocrosslinking of DNA via p-Carbamoylvinyl Phenol Nucleoside.2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Yoshimura, Yoshiaki Ito, Kenzo Fujimoto
    • 雑誌名

      Bioorg.Med.Chem.Lett. 15(5)

      ページ: 1299-1302

    • NAID

      120000861713

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoinduced DNA end capping via N3-methyl-5-cyanovinyl-2-deoxyuridine,2005

    • 著者名/発表者名
      Kenzo Fujimoto, Yoshinaga Yoshimura, Tadayoshi Ikemoto, Akio Nakazawa, Masayuki Hayashi, Isao Saito
    • 雑誌名

      Chemical Communication 24

      ページ: 3177-3179

    • NAID

      120001063261

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Template Directed Photoreversible ligation of DNA via carboxyvinyl-deazaadenosine.2005

    • 著者名/発表者名
      Isao Saito, Yohei Miyauchi, Yoshio Saito, Kenzo Fujimoto
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett. 46

      ページ: 97-99

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photochemical ODN Manipulation Based on Reversible DNA Photoligation Mediated by Modified Photoresponsive Base.2005

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ogino, Shinzi Ogasawara, Takehiro Ami, Kenzo Fujimoto
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Sciecne and Technology 15(5)

      ページ: 1299-1304

    • NAID

      130004464445

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Template-directed DNA photoligation via a -5-cyanovinyldeoxyuridine.2005

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Ogino, Yoshinaga Yoshimura, Akio Nakazawa, Isao Saito, Kenzo Fujimoto
    • 雑誌名

      Org.Lett. 14

      ページ: 2853-2858

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photo-triggered ODN manipulation on DNA chip.2005

    • 著者名/発表者名
      Shinzi Ogasawara, Kenzo Fujimoto
    • 雑誌名

      Nucleic Acid Symp.Series. 49

      ページ: 141-142

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] RNA template-directed photoligation via 5-carboxyvinyl-2'-deoxyuridine.2005

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Yoshimura, Yuuki Noguchi, Hideaki Sato, Kenzo Fujimoto
    • 雑誌名

      Nucleic Acid Symp.Series. 49

      ページ: 143-144

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A new protecting group for the 5'-hydroxyl group having O-S single bond oxidatively cleavable under mild conditions.2005

    • 著者名/発表者名
      E.Utagawa, K.Seio, M.Sekine
    • 雑誌名

      Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids. 24

      ページ: 927-929

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi