| 研究課題/領域番号 |
22K17991
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
佐藤 佑介 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (60830560)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | DNAナノテクノロジー / ナノポア / 脂質膜 / リポソーム / 人工細胞 / 分子ロボット / 自己集合 / 分子ロボティクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
分子ロボットや人工細胞の筐体として用いられる脂質二分子膜小胞に，外部環境との物質のやり取りのためのナノポア構造を実装する必要がある．しかし，従来の方法では低効率でしかナノポアを実装することができない．本研究では，膜貫通した2本鎖DNAを機能するその場で自己集合させ，脂質膜に効率よくナノポアを実装する．構造と情報が一体となっているDNA分子を用いて自己集合パターンを分子自身にプログラムし，様々な孔径のナノポアを脂質膜小胞に実装する方法を確立する．以上を通して，脂質膜中での自己集合により機能するDNA分子デバイス開発を大きく進展させることを目指す．
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| 研究成果の概要 |
粘着末端を有する複数のDNA二重らせんがナノポア構造に自己集合する設計を考案した．実験により，疎水分子を修飾したDNA二重らせんを細胞サイズの脂質膜小胞（リポソーム）表面に挿入し，膜貫通していることを確認した．そして，脂質膜を貫通した状態でDNA分子どうしを結合させることに成功した．さらに，6種類の異なる膜貫通DNAが，脂質膜上でナノポアを形成したことを示唆する結果を得た．加えて，疎水分子が修飾されたDNAナノ構造を精製する新手法を考案し，学術論文として報告した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞は物質である生体分子が自己集合・自己組織化を通して機能的な分子システムへと組み上がることで構成されている．本研究で得られた成果は，機能を持たない単量体の集合が機能的状態を創り出すための手がかりとなる可能性が期待できる．また，生体分子ナノポアはセンシングなどの工学的応用が期待されており，本研究成果は高度なセンシングデバイスを構築するための基盤技術としての発展が期待できる．
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