| 研究領域 | 感覚と知能を備えた分子ロボットの創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
15H00792
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
鳥谷部 祥一 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40453675)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2016年度)
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| 配分額 *注記 |
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 分子ロボット / DNA / 分子モーター / コロイド粒子 / 走化性 / DNAオリガミ / コロイド |
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| 研究実績の概要 |
自律的な人工微小ロボットの実現は，ナノテクノロジーの目標の１つである．ロボットであるからには動かしたいが，アクチュエーターを造るのが難しい．一方で，生体内では超高性能のアクチュエーターである分子モーターが働いている．そこで，この分子モーターをアクチュエーターとして利用することで，自律的な分子ロボットの実現を目指した．
我々は，船体となるマイクロメートルサイズの粒子に，アクチュエーターとして回転分子モーターである F1-ATPaseの固定子を接着し，その回転軸に DNAオリガミで造ったスクリューを結合することで，バクテリアのように遊泳するロボットをデザインした．
まず，DNAオリガミで造ったねじれた円柱を重合させることで，スクリューとなるらせん状の構造体を設計通りに実現することができた．構造は AFMや全反射顕微鏡を用いた蛍光観察等で確認した．さらに，このスクリュー， F1-ATPase, プラスチック粒子を組み合わせて構造体を組み立てることに成功した．しかし，これだけでは明らかな遊泳運動を観察することはできなかった．ひとつの原因として，F1-ATPase１分子によって生じる推進力が弱いことが考えられた．そこで，モーターの並列化による推進力の増強を試みた．粒子の片側のみを金蒸着した「ヤヌス粒子」を作成し，F1-ATPaseは，その反対側のみに接着するようにした．実際，F1-ATPase分子がほぼ片側のみに結合することを蛍光観察で確認できた．しかし，このヤヌス粒子を用いても，明らかな遊泳運動は観察できなかった．蛍光観察で詳細に見てみると，粒子表面で異なるモーターに結合したDNAオリガミ同士が凝集してしまっているように見えた．現在，この凝集を抑えて遊泳運動を観察するために，オリガミ作成条件の再検討を行っている．
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| 現在までの達成度 (段落) |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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