| 研究課題/領域番号 |
23KJ0850
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
岩渕 祥璽 東京農工大学, 大学院工学研究院, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-25 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 分子ロボティクス / DNAナノテクノロジー / ハイドロゲル / リポソーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，リポソーム内部の反応系・構成分子を保持しつつ，リポソーム外部環境との分子授受・コミュニケーションが可能な分子ロボットの開発を目指す.従来の分子ロボットは，外部の分子を受容するためにリポソームの膜面に人工ナノポア等を導入する場合，分子を受容すると同時に単純拡散によって分子ロボット内部の構成要素が流出してしまう可能性がある.本研究では，DNAオリガミやDNAハイドロゲル等を利用することで分子ロボットの構成分子及びその封入手法を工夫し，集積化することで外部分子の受容と特定の分子のみの放出する機能の両立を目指す.
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| 研究実績の概要 |
研究計画に基づき、昨年度に引き続きDNAとアクリルアミドから構成されるDNAハイドロゲルの作製を試みた。配列や寸法、重合方法など多角的に条件を検討し、同じくDNAハイドロゲルを用いている外部の研究者からアドバイスも得たが、現時点では金ナノ粒子以外の親水性分子を保持できるDNAハイドロゲルの形成には至らなかった。代替のゲルとして、共同研究先で作成されたDNAとPEGのコンジュゲートからなるDNAハイドロゲルの使用を予定している。本ゲルは既に親水性分子の保持・放出が可能であることが確認されているため、今後はこのゲルを用いてリポソーム内部に分子の集積や保持・放出機構を実装することを目指す。
一方、自身の研究に関連する活動としては、昨年度に続き学部学生向け国際分子デザインコンテスト「BIOMOD」に参加する東京農工大学チーム「Team Noko」のメンターを務め、チームは金賞およびYouTube部門1位を獲得した。また、その成果は学会発表まで発展させ、さらに論文化を目指して追加実験を行っている。昨年度のプロジェクトについても追加実験による実証に成功し、現在論文を執筆中である。また、分子ロボットや人工細胞モデルなどの構築におけるリポソームの利用方法を概説したレビュー論文にも共著として参加し、ChemSystemsChem誌に掲載された。
総合すると、研究計画に関連する内容においては一定の成果が得られている一方、DNAハイドロゲルを用いた主軸となる研究計画は当初の想定より遅れが生じている。前述の通り、DNAハイドロゲルの素体を変更することで引き続き当初の研究計画を遂行する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究計画ではDNAとアクリルアミドから構成されるDNAハイドロゲルを作製し、その内部に種々の分子を封入することを目指している。しかし現時点では、DNAとアクリルアミドのポリマー形成およびそのポリマーの架橋は確認されているものの金ナノ粒子以外の親水性分子を保持できるDNAハイドロゲルの形成には至っておらず、その先のリポソーム内部への封入等のフェーズに進めていない。一方、前述したハイドロゲル以外の研究計画に関連する内容においては一定の成果が得られている。そのため総合してやや遅れているという区分とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究計画を遂行するための代替のゲルとして、共同研究先で作成されたDNAとPEGのコンジュゲートからなるDNAハイドロゲルを使用して引き続き研究計画を遂行する。本ゲルは既に親水性分子の保持・放出が可能であることが確認されているため、このゲルを用いてリポソーム内部に分子の集積や保持・放出機構を実装することを目指す。また、本年度が特別研究員の最終年度となるため、現在進行している複数の研究テーマについて論文として取りまとめることに注力する。
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