人工DNAチャネルを用いたプロトン透過および膜貫通制御システムの分子論的設計

• 研究領域: 分子サイバネティクス ー化学の力によるミニマル人工脳の構築
• 研究課題/領域番号: 23H04396
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅳ)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 馬渕 拓哉 東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (10795610)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円); 2024年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
• キーワード: 分子シミュレーション / 人工ＤＮＡチャネル / イオン輸送 / 膜貫通 / 人工DNAチャネル

研究開始時の研究の概要

細胞膜中に存在するナノ細孔であるイオンチャネルは、細胞膜を挟んで細胞の中と外を行き来するイオンの流れを制御することで、生体内でのエネルギー活動の本質を担う重要な膜タンパク質である。イオンチャネルでは、特定のイオンのみを通すという選択性を持たせることで、細胞膜を出入りするイオンの種類を制御することが可能である。本研究提案では、DNAナノテクノロジーを活用し、分子シミュレーションを用いて膜貫通の制御因子およびイオン透過メカニズムを明らかにし、選択的イオン透過機能を有する人工DNAチャネルの理論設計に挑戦する。