| 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 |
15H00804
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
嶋田 直彦 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10423972)
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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 |
7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 分子ブースター / DNA論理ゲート / カチオン性高分子 / DNAロジックゲート / DNA鎖交換反応 |
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| 研究実績の概要 |
分子ロボットの知能には、DNAから構成される分子ロボットはDNA鎖同士の交換反応（DNA鎖交換反応）が素反応とするDNA論理ゲートが用いられる。DNA鎖交換反応は二重鎖に対して、その相補鎖である一本鎖DNAを加えると鎖が交換する反応である。 しかし、DNA鎖置換反応は遅いために、分子ロボットが高速に動作するためには高速化のためのブースター分子が必要と考えられてきた。我々は今までにポリリシンにデキストランをグラフトさせたカチオン性グラフト高分子がDNA鎖交換反応を超高速化させることを報告してきた。平成27年度は、Winfreeらが報告したDNA鎖交換反応を利用したDNA論理ゲートの一種であるDNA閾値ゲートをカチオン性高分子である分子ブースターを持いることで、数時間必要であった計算を僅か数分で計算が完了することができた。本年度は、この閾値ゲートからなるAND or ORゲートの高速化を試みた結果、数十時間必要であった計算を僅か数分で完了することができた。また、一部反応の漏れが観察されたが、DNA配列の最適化を行ったところ、漏れが抑えられ、さらに計算時間も数分で完了することがわかった。さらに、閾値ゲートとは異なるDNA論理演算に分子ブースターを適応させたところ、配列の最適化をすることなく、10倍以上の高速化に成功した。また、リポソーム内にDNAを効率的に閉じ込める手法を見出し、リポソームの崩壊に伴って、計算を開始するシステムの構築に成功した。
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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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