| 研究課題/領域番号 |
21H01844
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
小倉 裕介 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (20346191)
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| 研究分担者 |
西村 隆宏 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (10722829)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | ナノメディエータ / DNAナノマシン / 光符号化 / FRET |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、多様な分子が関わる大容量情報を効率的に取得する手法の構築をめざす。このために、生体分子情報と光情報の間に介在し、これらの変換を行なうナノメディエータ（ナノの仲介者の意）を作製し、多重分子センシングに適用する。情報変換機能は、DNAが持つ分子情報の取得・処理能力と、蛍光分子間で生じるエネルギー移動を利用した光符号化をもとに実装する。数値計算と実験により本手法の特性を評価し、分子センシングにおける能力を示す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、分子情報を光情報に変換するナノメディエータを作製し、多重分子センシングにおける能力を明らかにすることを目的とした。蛍光分子の配置によって形成されるフェルスター共鳴エネルギー移動（FRET）ネットワークが光符号化に有効であることを確認した。また、DNA構造体を利用して実装したナノメディエータを多重分子センシングに適用し、その機能を実証した。分子・光情報変換の応用にも取り組み、腫瘍イメージングにおける蛍光観察可能時間の拡大に有効であることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、光による分子センシング／イメージングにおいて、大容量の分子情報を効率的に取得するという重要な課題を克服する上で有用な、光と分子のサイズおよび情報量のギャップを埋める方法論を提示し、その可能性を示している。さらなる技術の洗練により、さまざまな分子が関わる生命現象の解明などに寄与することが期待される。また、エネルギー移動のネットワークを情報操作に活用する事例としても位置付けられ、ナノスケールの情報科学技術の進展にも有意義であると考える。
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